第一部分 脫硫技術

目前煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技(ji)術種(zhong)(zhong)類達幾十種(zhong)(zhong)，按脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)過程是否加水和脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)產物的(de)干濕形態，煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)分為(wei)：濕法(fa)(fa)、半(ban)干法(fa)(fa)、干法(fa)(fa)三大類脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工藝。濕法(fa)(fa)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)技(ji)術較為(wei)成熟，效率高，操作簡單。

一、濕法煙氣脫硫技術

優點：濕法煙氣脫(tuo)硫(liu)技(ji)術(shu)為氣液(ye)反(fan)應(ying)，反(fan)應(ying)速度快(kuai)，脫(tuo)硫(liu)效率(lv)高，一(yi)般(ban)均高于(yu)90%，技(ji)術(shu)成熟，適用面(mian)廣(guang)。濕法脫(tuo)硫(liu)技(ji)術(shu)比較成熟，生產運行安全可靠，在眾多的脫(tuo)硫(liu)技(ji)術(shu)中，始(shi)終占據主導地(di)位(wei)，占脫(tuo)硫(liu)總裝機容量的80%以上。

缺點：生成物是(shi)液體或淤渣(zha)，較難處理，設備(bei)腐蝕性嚴重，洗滌后煙(yan)氣需再熱，能耗高，占(zhan)地面積大(da)，投資和運行費(fei)用高。系統復雜(za)、設備(bei)龐大(da)、耗水量(liang)大(da)、一(yi)次性投資高，一(yi)般適用于大(da)型電(dian)廠。

分類：常(chang)用的(de)濕法(fa)(fa)煙氣脫硫技術有石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)-石(shi)(shi)膏(gao)法(fa)(fa)、間接的(de)石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)-石(shi)(shi)膏(gao)法(fa)(fa)、檸檬(meng)吸收法(fa)(fa)等。

A  石灰石/石灰-石膏法：

原理(li)：是(shi)利用石灰石或石灰漿(jiang)液(ye)吸(xi)收煙氣中的SO2，生成亞(ya)硫(liu)酸鈣，經分離的亞(ya)硫(liu)酸鈣(CaSO3)可以拋棄(qi)，也可以氧化為硫(liu)酸鈣(CaSO4)，以石膏形(xing)式回收。是(shi)目(mu)前世界上技術最成熟、運(yun)行狀況最穩定的脫硫(liu)工藝，脫硫(liu)效率(lv)達到90%以上。

目(mu)前傳統的(de)石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)/石(shi)(shi)灰—石(shi)(shi)膏法煙氣脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)工藝在(zai)(zai)(zai)現(xian)(xian)在(zai)(zai)(zai)的(de)中國市場應用是(shi)比(bi)較廣泛的(de)，其(qi)采用鈣(gai)基脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑吸收二氧化硫(liu)(liu)后生(sheng)成的(de)亞硫(liu)(liu)酸鈣(gai)、硫(liu)(liu)酸鈣(gai)，由(you)于其(qi)溶(rong)解度較小，極易(yi)在(zai)(zai)(zai)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)塔(ta)內及管道內形成結垢、堵(du)塞現(xian)(xian)象。對比(bi)石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)法脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)，雙(shuang)堿法煙氣脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)則(ze)克服了石(shi)(shi)灰石(shi)(shi)—石(shi)(shi)灰法容易(yi)結垢的(de)缺點。

B  間接石灰石-石膏法:

常見(jian)的(de)間接石(shi)灰石(shi)-石(shi)膏(gao)法(fa)有：鈉堿(jian)(jian)(jian)雙堿(jian)(jian)(jian)法(fa)、堿(jian)(jian)(jian)性(xing)硫酸鋁法(fa)和稀(xi)硫酸吸收法(fa)等。原理：鈉堿(jian)(jian)(jian)、堿(jian)(jian)(jian)性(xing)氧化鋁(Al2O3˙nH2O)或稀(xi)硫酸(H2SO4)吸收SO2，生(sheng)成(cheng)的(de)吸收液與石(shi)灰石(shi)反(fan)應而(er)得以再生(sheng)，并生(sheng)成(cheng)石(shi)膏(gao)。該(gai)法(fa)操作簡(jian)單(dan)，二次污染(ran)少，無結垢和堵塞問題，脫硫效率高(gao)，但是(shi)生(sheng)成(cheng)的(de)石(shi)膏(gao)產(chan)品質量較差。

C  檸檬吸收法：

原理：檸(ning)(ning)檬酸(H3C6H5O7˙H2O)溶液具有較好的緩沖性能，當SO2氣(qi)體通過檸(ning)(ning)檬酸鹽(yan)液體時，煙(yan)氣(qi)中的SO2與水中H發生反應(ying)生成(cheng)H2SO3絡合物,SO2吸收率在99%以上。這種方(fang)法僅適于低濃度SO2煙(yan)氣(qi)，而不適于高濃度SO2氣(qi)體吸收，應(ying)用(yong)范圍比較窄。

另外，還有海水脫(tuo)硫法、磷銨復肥法、液相催化法等濕(shi)法煙氣脫(tuo)硫技術(shu)。

二、干法煙氣脫硫技術

優點：干(gan)法(fa)煙氣脫(tuo)硫技(ji)術為氣同反應，相對于(yu)(yu)濕(shi)法(fa)脫(tuo)硫系(xi)(xi)統(tong)來說，設備簡(jian)單，占地面積小、投資和運行費用較低、操(cao)作方便、能耗低、生成物(wu)便于(yu)(yu)處置、無(wu)污水處理系(xi)(xi)統(tong)等。

缺點：但(dan)反應速度(du)慢，脫硫率(lv)低(di)(di)，先進的(de)可(ke)達60-80%。但(dan)目前此種(zhong)方法(fa)脫硫效率(lv)較(jiao)低(di)(di)，吸收劑利用率(lv)低(di)(di)，磨損、結垢現象比較(jiao)嚴重，在設備(bei)維護方面難度(du)較(jiao)大，設備(bei)運行的(de)穩(wen)定性、可(ke)靠性不高，且壽命較(jiao)短(duan)，限(xian)制了此種(zhong)方法(fa)的(de)應用。

分類：常用的干法煙氣脫(tuo)硫技(ji)術有活性碳吸附法、電子束輻射(she)法、荷電干式吸收劑噴射(she)法、金屬氧化(hua)物脫(tuo)硫法等。

典型(xing)的(de)干(gan)法脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)系統是(shi)將脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)(如(ru)石(shi)灰(hui)石(shi)、白云石(shi)或(huo)消(xiao)石(shi)灰(hui))直接噴入爐內。以石(shi)灰(hui)石(shi)為例，在高(gao)溫下(xia)煅(duan)燒時(shi)，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)煅(duan)燒后形成多孔的(de)氧(yang)化(hua)鈣顆粒，它和煙氣中的(de)SO2反應生成硫(liu)(liu)酸(suan)鈣，達到脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)的(de)目(mu)的(de)。

干法煙(yan)氣(qi)脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)在鋼鐵行業中(zhong)已經(jing)有(you)應用于(yu)于(yu)大(da)(da)型轉爐和(he)高(gao)爐的例子(zi)，對于(yu)中(zhong)小型高(gao)爐該方法則不(bu)太適用。干法脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的優(you)點是工藝過程簡單，無污(wu)水、污(wu)酸處理問題，能耗低(di)，特別是凈(jing)化后(hou)煙(yan)氣(qi)溫度(du)較高(gao)，有(you)利于(yu)煙(yan)囪排(pai)氣(qi)擴散，不(bu)會產生“白煙(yan)”現象，凈(jing)化后(hou)的煙(yan)氣(qi)不(bu)需要(yao)二(er)次加熱，腐蝕性小;其缺點是脫(tuo)硫(liu)效率較低(di)，設(she)備龐(pang)大(da)(da)、投資大(da)(da)、占地(di)面積大(da)(da)，操作技(ji)(ji)術(shu)(shu)要(yao)求(qiu)高(gao)。常見的干法脫(tuo)硫(liu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)有(you)。

A 活性碳吸附法：

原理：SO2被(bei)活性碳吸附并被(bei)催化(hua)氧(yang)化(hua)為三氧(yang)化(hua)硫(liu)(SO3)，再(zai)與(yu)水反應生(sheng)成H2SO4，飽和(he)后(hou)的(de)活性碳可通過(guo)水洗或(huo)加熱再(zai)生(sheng)，同時(shi)生(sheng)成稀H2SO4或(huo)高濃度(du)SO2。可獲得副產品(pin)H2SO4，液態SO2和(he)單質硫(liu)，即可以(yi)有效地控制SO2的(de)排放，又可以(yi)回收(shou)硫(liu)資源。該技(ji)術(shu)經(jing)西安交(jiao)通大學對活性炭進行了改進，開發出(chu)成本低、選(xuan)擇吸附性能強的(de)ZL30，ZIA0，進一步(bu)完善了活性炭的(de)工藝(yi)，使煙(yan)氣中(zhong)SO2吸附率達到95.8%，達到國家排放標準(zhun)。

B 電子束輻射法：

原理：用高(gao)能電子束照射煙氣(qi)，生成(cheng)大(da)量(liang)的活性(xing)物質，將煙氣(qi)中(zhong)的SO2和(he)氮氧(yang)化物氧(yang)化為(wei)SO3和(he)二氧(yang)化氮(NO2)，進一步(bu)生成(cheng)H2SO4和(he)硝酸(NaNO3)，并被氨(NH3)或石(shi)灰石(shi)(CaCO3)吸收劑吸收

C 荷電干式吸收劑噴射脫硫法(CD.SI):

原(yuan)理(li)：吸收(shou)劑(ji)以(yi)高速(su)流過噴射單元產(chan)生(sheng)的(de)(de)高壓靜電電暈充電區，使吸收(shou)劑(ji)帶有(you)(you)靜電荷(he)，當吸收(shou)劑(ji)被(bei)噴射到(dao)煙氣(qi)流中(zhong)，吸收(shou)劑(ji)因(yin)帶同種電荷(he)而互相排斥，表面充分暴露(lu)，使脫(tuo)硫效率大(da)幅度(du)提高。此方(fang)法為干法處理(li)，無(wu)設備(bei)污染(ran)(ran)及結垢現象，不產(chan)生(sheng)廢(fei)水廢(fei)渣，副產(chan)品(pin)還可以(yi)作為肥料使用(yong)，無(wu)二次污染(ran)(ran)物產(chan)生(sheng)，脫(tuo)硫率大(da)于(yu)(yu)90%，而且設備(bei)簡(jian)單，適應性比較(jiao)廣泛。但是此方(fang)法脫(tuo)硫靠電子(zi)束加速(su)器(qi)產(chan)生(sheng)高能電子(zi);對于(yu)(yu)一(yi)般的(de)(de)大(da)型企業來(lai)說，需(xu)大(da)功率的(de)(de)電子(zi)槍，對人體有(you)(you)害，故還需(xu)要(yao)防輻射屏蔽，所以(yi)運行和維護(hu)要(yao)求高。四川成都熱(re)電廠建成一(yi)套電子(zi)脫(tuo)硫裝置(zhi)，煙氣(qi)中(zhong)SO2的(de)(de)脫(tuo)硫達(da)到(dao)國家排放(fang)標準。

D 金屬氧化物脫硫法：

原理(li)：根(gen)據SO2是(shi)(shi)一種(zhong)比(bi)(bi)較(jiao)活(huo)潑的(de)(de)氣體的(de)(de)特性(xing)，氧化(hua)錳(MnO)、氧化(hua)鋅(ZnO)、氧化(hua)鐵(Fe3O4)、氧化(hua)銅(CuO)等(deng)氧化(hua)物(wu)對(dui)(dui)SO2具有(you)較(jiao)強的(de)(de)吸(xi)附性(xing)，在常溫或低(di)溫下，金屬(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)對(dui)(dui)SO2起吸(xi)附作(zuo)用，高(gao)溫情況(kuang)下，金屬(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)與SO2發生(sheng)化(hua)學反應，生(sheng)成金屬(shu)(shu)鹽。然(ran)后(hou)對(dui)(dui)吸(xi)附物(wu)和金屬(shu)(shu)鹽通過熱分(fen)解法(fa)(fa)(fa)、洗滌法(fa)(fa)(fa)等(deng)使(shi)氧化(hua)物(wu)再生(sheng)。這(zhe)是(shi)(shi)一種(zhong)干法(fa)(fa)(fa)脫硫方法(fa)(fa)(fa)，雖然(ran)沒(mei)有(you)污水、廢酸，不造(zao)成污染(ran)，但是(shi)(shi)此方法(fa)(fa)(fa)也沒(mei)有(you)得到推廣，主(zhu)要是(shi)(shi)因為脫硫效率比(bi)(bi)較(jiao)低(di)，設(she)備龐大，投資比(bi)(bi)較(jiao)大，操作(zuo)要求較(jiao)高(gao)，成本高(gao)。該技術的(de)(de)關鍵是(shi)(shi)開發新的(de)(de)吸(xi)附劑。

以上幾種SO2煙氣治(zhi)理技(ji)術(shu)(shu)目(mu)前(qian)應用比較廣泛的，雖然脫硫率比較高，但是工藝復雜，運行(xing)(xing)費用高，防污不(bu)徹底，造成二次(ci)污染等不(bu)足(zu)，與我國實現經濟和(he)環境和(he)諧發展的大(da)方針不(bu)相適應，故(gu)有必(bi)要對新的脫硫技(ji)術(shu)(shu)進行(xing)(xing)探索和(he)研究。

三、 半干法煙氣脫硫技術

半(ban)干法(fa)(fa)(fa)脫(tuo)硫包括噴霧干燥(zao)法(fa)(fa)(fa)脫(tuo)硫、半(ban)干半(ban)濕法(fa)(fa)(fa)脫(tuo)硫、粉末一(yi)顆粒噴動床脫(tuo)硫、煙道噴射(she)脫(tuo)硫等。

A 噴霧干燥法：

噴霧(wu)干燥脫(tuo)硫方法(fa)是(shi)利用機械或(huo)氣流的(de)(de)力量(liang)(liang)將吸(xi)(xi)收劑(ji)分散成(cheng)極細小的(de)(de)霧(wu)狀(zhuang)液(ye)(ye)滴(di)，霧(wu)狀(zhuang)液(ye)(ye)滴(di)與煙氣形成(cheng)比(bi)較大(da)的(de)(de)接(jie)觸(chu)表面(mian)積，在(zai)氣液(ye)(ye)兩(liang)相(xiang)之(zhi)間發生(sheng)的(de)(de)一(yi)(yi)種熱量(liang)(liang)交(jiao)換(huan)、質量(liang)(liang)傳遞和化學反(fan)應(ying)的(de)(de)脫(tuo)硫方法(fa)。一(yi)(yi)般(ban)用的(de)(de)吸(xi)(xi)收劑(ji)是(shi)堿液(ye)(ye)、石灰乳(ru)、石灰石漿液(ye)(ye)等(deng)，目前絕大(da)多(duo)數(shu)裝(zhuang)置都使用石灰乳(ru)作為(wei)吸(xi)(xi)收劑(ji)。一(yi)(yi)般(ban)情況(kuang)下(xia)，此種方法(fa)的(de)(de)脫(tuo)硫率65%～85%。其優點：脫(tuo)硫是(shi)在(zai)氣、液(ye)(ye)、固三(san)相(xiang)狀(zhuang)態下(xia)進行，工藝設(she)備簡(jian)單，生(sheng)成(cheng)物為(wei)干態的(de)(de)CaSO 、CaSO ，易(yi)處理，沒有嚴重的(de)(de)設(she)備腐蝕和堵塞情況(kuang)，耗水也比(bi)較少。缺點：自動化要求(qiu)比(bi)較高，吸(xi)(xi)收劑(ji)的(de)(de)用量(liang)(liang)難以(yi)控(kong)制，吸(xi)(xi)收效率不是(shi)很高。所以(yi)，選擇開發合理的(de)(de)吸(xi)(xi)收劑(ji)是(shi)解決此方法(fa)面(mian)臨的(de)(de)新難題。

B 半干半濕法：

半(ban)干(gan)半(ban)濕(shi)法(fa)(fa)是(shi)(shi)介于(yu)(yu)濕(shi)法(fa)(fa)和(he)(he)干(gan)法(fa)(fa)之(zhi)間(jian)的(de)(de)一(yi)種脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)方法(fa)(fa)，其脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效(xiao)率和(he)(he)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑利用(yong)率等(deng)參(can)數(shu)也介于(yu)(yu)兩(liang)者之(zhi)間(jian)，該方法(fa)(fa)主要適用(yong)于(yu)(yu)中小鍋爐的(de)(de)煙氣(qi)治理。這(zhe)種技術的(de)(de)特點是(shi)(shi)：投資(zi)少、運行費用(yong)低，脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)率雖低于(yu)(yu)濕(shi)法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術，但仍可達到70%tn，并且腐蝕性小、占地面積(ji)少，工藝可靠。工業中常用(yong)的(de)(de)半(ban)干(gan)半(ban)濕(shi)法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)(xi)統與濕(shi)法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)(xi)統相比，省去了制漿系(xi)(xi)統，將濕(shi)法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)(xi)統中的(de)(de)噴入Ca(OH)：水溶液改為(wei)噴入CaO或Ca(OH)：粉末和(he)(he)水霧(wu)。與干(gan)法(fa)(fa)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)(xi)統相比，克服(fu)了爐內噴鈣法(fa)(fa)SO2和(he)(he)CaO反(fan)應(ying)效(xiao)率低、反(fan)應(ying)時間(jian)長(chang)的(de)(de)缺點，提高了脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑的(de)(de)利用(yong)率，且工藝簡單，有很好的(de)(de)發展前景。

C 粉末一顆粒噴動床半千法煙氣脫硫法:

技(ji)術(shu)原理：含(han)SO2的(de)煙氣經(jing)過預熱器(qi)進入(ru)粉粒噴(pen)(pen)動床(chuang)(chuang)，脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑制成粉末狀預先與水混(hun)合，以(yi)漿料(liao)(liao)形(xing)式從噴(pen)(pen)動床(chuang)(chuang)的(de)頂部連續噴(pen)(pen)人床(chuang)(chuang)內，與噴(pen)(pen)動粒子(zi)充分混(hun)合，借助于和熱煙氣的(de)接觸，脫(tuo)(tuo)硫(liu)與干燥同(tong)時進行。脫(tuo)(tuo)硫(liu)反應后(hou)的(de)產物以(yi)干態粉末形(xing)式從分離器(qi)中吹出。這種脫(tuo)(tuo)硫(liu)技(ji)術(shu)應用石(shi)灰(hui)石(shi)或消石(shi)灰(hui)做脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑。具(ju)有很高的(de)脫(tuo)(tuo)硫(liu)率及脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑利用率，而且對環(huan)境的(de)影響(xiang)很小。但進氣溫度、床(chuang)(chuang)內相對濕(shi)度、反應溫度之間有嚴格的(de)要求(qiu)，在(zai)漿料(liao)(liao)的(de)含(han)濕(shi)量和反應溫度控制不當時，會有脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑粘壁現象發生(sheng)。

D 煙道噴射半干法煙氣脫硫:

該(gai)方法利用(yong)鍋(guo)爐與(yu)除塵器(qi)之間(jian)的煙(yan)道(dao)作(zuo)為反(fan)應(ying)(ying)器(qi)進行脫(tuo)硫(liu)，不需要另外加吸(xi)收容(rong)器(qi)，使工藝投資大(da)大(da)降低，操(cao)作(zuo)簡單(dan)，需場(chang)地較小，適合(he)于在(zai)我國(guo)開發應(ying)(ying)用(yong)。半干(gan)法煙(yan)道(dao)噴射煙(yan)氣脫(tuo)硫(liu)即往(wang)煙(yan)道(dao)中噴人吸(xi)收劑(ji)漿液(ye)，漿滴邊蒸發邊反(fan)應(ying)(ying)，反(fan)應(ying)(ying)產(chan)物以干(gan)態粉末出(chu)煙(yan)道(dao)。

四、新興的煙氣脫硫方法

最近幾(ji)年，科(ke)技(ji)突(tu)飛猛進，環境問題已提升(sheng)到法律高度。我(wo)國的(de)科(ke)技(ji)工作者(zhe)研制(zhi)出了一些新的(de)脫硫技(ji)術(shu)，但大多還處于試驗(yan)階段，有待于進一步的(de)工業應(ying)用(yong)驗(yan)證。

1.硫化堿脫硫法

由(you)Outokumpu公司開(kai)發研(yan)制的(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)堿脫(tuo)硫(liu)法主要利用工(gong)業級(ji)硫(liu)化(hua)(hua)納作(zuo)為原(yuan)料來吸收(shou)SO2工(gong)業煙氣，產品(pin)(pin)以生成(cheng)(cheng)硫(liu)磺為目的(de)(de)(de)。反應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)(cheng)相當復雜(za)，有Na2SO4、Na2SO3、Na2S203、S、Na2Sx等物(wu)(wu)質生成(cheng)(cheng)，由(you)生成(cheng)(cheng)物(wu)(wu)可(ke)(ke)以看出(chu)過(guo)程(cheng)(cheng)耗能(neng)較高，而且副(fu)產品(pin)(pin)價值低，華南(nan)理(li)工(gong)大(da)學的(de)(de)(de)石(shi)林經過(guo)研(yan)究表明過(guo)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)(de)各種硫(liu)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)含量隨反應(ying)(ying)條(tiao)件的(de)(de)(de)改變而改變，將溶液pH值控制在(zai)5.5—6.5之間，加入少(shao)量起氧(yang)化(hua)(hua)作(zuo)用的(de)(de)(de)添加劑TFS，則(ze)產品(pin)(pin)主要生成(cheng)(cheng)Na2S203，過(guo)濾、蒸發可(ke)(ke)得到附加值高的(de)(de)(de)5H 0˙Na2S203，，而且脫(tuo)硫(liu)率高達(da)97%，反應(ying)(ying)過(guo)程(cheng)(cheng)為：SO2+Na2S=Na2S203+S。此(ci)種脫(tuo)硫(liu)新技術已通(tong)過(guo)中試，正(zheng)在(zai)推廣應(ying)(ying)用。

2. 膜吸收法

以有機高分(fen)(fen)(fen)子膜為代表的(de)(de)(de)膜分(fen)(fen)(fen)離(li)技術(shu)(shu)是近幾年研(yan)究出的(de)(de)(de)一種氣(qi)(qi)體(ti)(ti)分(fen)(fen)(fen)離(li)新技術(shu)(shu)，已得(de)到(dao)廣泛的(de)(de)(de)應用，尤其在(zai)水的(de)(de)(de)凈化(hua)和處理方(fang)面。中科院大(da)連物化(hua)所的(de)(de)(de)金美等研(yan)究員創(chuang)造性地(di)利用膜來(lai)吸收(shou)脫出SO2氣(qi)(qi)體(ti)(ti)，效果比較(jiao)顯著，脫硫率達90%。過程是：他(ta)們利用聚丙烯中空纖(xian)維(wei)膜吸收(shou)器，以NaOH溶液為吸收(shou)液，脫除SO2氣(qi)(qi)體(ti)(ti)，其特點是利用多孔膜將氣(qi)(qi)體(ti)(ti)SO2氣(qi)(qi)體(ti)(ti)和NaOH吸收(shou)液分(fen)(fen)(fen)開，SO2氣(qi)(qi)體(ti)(ti)通(tong)過多孔膜中的(de)(de)(de)孔道到(dao)達氣(qi)(qi)液相界面處，SO2與NaOH迅速反應，達到(dao)脫硫的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。此法是膜分(fen)(fen)(fen)離(li)技術(shu)(shu)與吸收(shou)技術(shu)(shu)相結合的(de)(de)(de)一種新技術(shu)(shu)，能耗(hao)低，操作簡單，投資少。

3.微生物脫硫技術

根據微生(sheng)物參與硫(liu)循環(huan)的(de)各(ge)個過(guo)(guo)程(cheng)，并獲得能量(liang)這(zhe)一特點，利用微生(sheng)物進行煙(yan)氣脫硫(liu)，其機理為(wei)：在有氧條件下，通過(guo)(guo)脫硫(liu)細(xi)菌(jun)(jun)的(de)間接氧化作用，將(jiang)煙(yan)氣中的(de)SO2氧化成硫(liu)酸(suan)，細(xi)菌(jun)(jun)從中獲取能量(liang)。

生(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)脫硫(liu)(liu)與傳統(tong)的(de)(de)(de)化學(xue)和(he)物(wu)(wu)(wu)理脫硫(liu)(liu)相比，基(ji)本沒有高溫、高壓(ya)(ya)、催化劑等外(wai)在條(tiao)件，均(jun)為常(chang)溫常(chang)壓(ya)(ya)下(xia)(xia)操作，而且工藝流程簡單，無(wu)(wu)二次污染。國外(wai)曾(ceng)以地熱發電站每天(tian)脫除(chu)5t量的(de)(de)(de)H：S為基(ji)礎;計算微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)脫硫(liu)(liu)的(de)(de)(de)總費用(yong)是(shi)常(chang)規(gui)濕法(fa)50%。無(wu)(wu)論對于有機硫(liu)(liu)還(huan)是(shi)無(wu)(wu)機硫(liu)(liu)，一經燃燒(shao)均(jun)可生(sheng)成被微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)間接利(li)用(yong)的(de)(de)(de)無(wu)(wu)機硫(liu)(liu)SO2，因此，發展微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)煙(yan)氣脫硫(liu)(liu)技術，很具有潛(qian)力。四川大學(xue)的(de)(de)(de)王(wang)安等人在實驗室(shi)條(tiao)件下(xia)(xia)，選用(yong)氧化亞鐵桿菌(jun)進行脫硫(liu)(liu)研究(jiu)，在較低(di)的(de)(de)(de)液氣比下(xia)(xia)，脫硫(liu)(liu)率(lv)達98%。

4.煙氣脫硫技術發展趨勢

目前已(yi)有的(de)各(ge)(ge)種技術(shu)(shu)(shu)都(dou)有自己的(de)優(you)勢(shi)和(he)缺陷，具體(ti)應用時要具體(ti)分析，從投資(zi)、運(yun)行(xing)、環保等各(ge)(ge)方面綜合(he)考慮來(lai)選擇一種適合(he)的(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)(shu)(shu)。隨著(zhu)科技的(de)發(fa)展，某一項新(xin)技術(shu)(shu)(shu)韻產生(sheng)都(dou)會涉(she)及(ji)到很(hen)多不同的(de)學科，因此，留意其他(ta)學科的(de)最新(xin)進展與研(yan)究成(cheng)果(guo)，并(bing)把它們應用到煙(yan)氣脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)(shu)(shu)中是開發(fa)新(xin)型煙(yan)氣脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)(shu)(shu)的(de)重要途(tu)徑，例如微生(sheng)物(wu)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)、電子束法脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)等脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)新(xin)技術(shu)(shu)(shu)，由于他(ta)們各(ge)(ge)自獨特的(de)特點都(dou)將會有很(hen)大的(de)發(fa)展空間。隨著(zhu)人(ren)們對環境治理的(de)日益重視和(he)工業煙(yan)氣排(pai)放(fang)量的(de)不斷增加，投資(zi)和(he)運(yun)行(xing)費用少、脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)效率(lv)高、脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)劑利用率(lv)高、污(wu)染少、無二次污(wu)染的(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)(shu)(shu)必將成(cheng)為今后(hou)煙(yan)氣脫(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)技術(shu)(shu)(shu)發(fa)展的(de)主要趨勢(shi)。

各種各樣的(de)煙(yan)氣脫(tuo)硫技(ji)(ji)術(shu)(shu)在脫(tuo)除SO2的(de)過程中取得了一定(ding)的(de)經濟、社會(hui)和環保(bao)效益，但是還(huan)存在一些(xie)不足，隨(sui)著生物(wu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)及高新技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)不斷發展，電子束(shu)脫(tuo)硫技(ji)(ji)術(shu)(shu)和生物(wu)脫(tuo)硫等一系列高新、適用性強(qiang)的(de)脫(tuo)硫技(ji)(ji)術(shu)(shu)將會(hui)代替傳統的(de)脫(tuo)硫方法(fa)。

第二部分 脫硝技術

常見的脫硝技術(shu)中，根據氮氧化物(wu)的形成(cheng)機理，降氮減排的技術(shu)措施可以分為兩大類(lei)：

一類是從源頭上治理。控制煅燒中生成NOx。其技(ji)術措(cuo)施：①采用低(di)氮燃(ran)燒器;②分解爐(lu)和管道內的(de)分段燃(ran)燒，控制燃(ran)燒溫度;③改(gai)變配(pei)料方案，采用礦化劑，降低(di)熟料燒成溫度。

另一類是從末端治理。控制煙氣(qi)中(zhong)排放的NOx，其技(ji)術措施：①“分級(ji)燃燒+SNCR”，國(guo)內已有試點;②選(xuan)擇性(xing)非(fei)催(cui)化還原法(SNCR)，國(guo)內已有試點;③選(xuan)擇性(xing)催(cui)化還原法(SCR)，目前歐洲只有三條(tiao)線(xian)實驗;③SNCR/SCR聯合脫硝(xiao)技(ji)術，國(guo)內水(shui)泥脫硝(xiao)還沒有成功經(jing)驗;④生物(wu)脫硝(xiao)技(ji)術(正(zheng)處于(yu)研發階段(duan))。

國內的(de)脫硝(xiao)技(ji)術，尚屬(shu)探(tan)索示范(fan)階段，還未進行(xing)科學(xue)總(zong)結。各種設(she)計(ji)工藝技(ji)術路(lu)線和裝備設(she)施是(shi)否(fou)科學(xue)合理、運(yun)行(xing)是(shi)否(fou)可靠?脫硝(xiao)效率、運(yun)行(xing)成(cheng)本、能耗、二次污染(ran)物排放有多少等(deng)都將經(jing)受(shou)實踐的(de)檢(jian)驗。

脫硝(xiao)技術具體可以分(fen)為：

燃燒前脫硝：

1)加氫脫硝

2)洗選

燃燒中脫硝：

1)低溫燃燒

2) 低氧燃燒

3)FBC燃燒技術

4)采用低NOx燃燒器

5)煤粉濃淡分離

6)煙氣再循環技術

燃燒后脫硝：

1)選擇性(xing)非(fei)催化(hua)還原脫硝(SNCR)

2) 選擇性催化還原脫硝(SCR)

3)活性炭吸附

4)電子束脫硝技術

其(qi)中SNCR脫硝效率在大型燃煤機組中可達(da) 25%～40% ,對(dui)小(xiao)型機組可達(da) 80%。由于該(gai)法(fa)受鍋爐結構尺(chi)寸(cun)影響很大，多用(yong)作低(di)(di)氮燃燒技術的補充處理手段(duan)。其工程(cheng)造價低(di)(di)、布置(zhi)簡易、占(zhan)地面(mian)積小，適合(he)老(lao)廠改造，新廠可以(yi)根(gen)據鍋爐設計配合(he)使用(yong)。

而選(xuan)擇性催化還原技術(SCR) 是(shi)目前(qian)最成熟(shu)的(de)煙氣脫硝(xiao)技術, 它是(shi)一種爐后脫硝(xiao)方(fang)法,最(zui)早由日本(ben)于(yu) 20 世(shi)紀 60~70 年代后期完成商業運(yun)行(xing),是利(li)用(yong)(yong)還原(yuan)劑(ji)(NH3, 尿素)在(zai)金屬(shu)催化劑(ji)作用(yong)(yong)下(xia), 選(xuan)擇性地與 NOx 反應(ying)生成 N2 和H2O, 而(er)不是被 O2 氧化, 故稱為“選(xuan)擇性”。目前世(shi)界(jie)上流行(xing)的(de)(de) SCR工藝(yi)主(zhu)要(yao)分為氨法(fa)SCR和尿素法(fa) SCR 2種。此 2種方法(fa)都是利(li)用(yong)(yong)氨對NOx的(de)(de)還原(yuan)功能 ,在(zai)催化劑(ji)的(de)(de)作用(yong)(yong)下(xia)將 NOx (主(zhu)要(yao)是NO)還原(yuan)為對大(da)氣沒(mei)有多少影響的(de)(de) N2和水(shui) ,還原(yuan)劑(ji)為 NH3。

目前，在SCR中使(shi)用的催化劑(ji)大多以(yi)TiO2為(wei)載體(ti)，以(yi)V2O5或V2 O5 -WO3或V2O5-MoO3為(wei)活性成分，制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應(ying)(ying)(ying)用于煙氣脫(tuo)硝(xiao)中的(de)SCR催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)可分(fen)為高溫(wen)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(345℃～590℃)、中溫(wen)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(260℃～380℃)和低(di)溫(wen)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(80℃～300℃)，不同的(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)適宜的(de)反應(ying)(ying)(ying)溫(wen)度(du)不同。如(ru)果(guo)(guo)(guo)反應(ying)(ying)(ying)溫(wen)度(du)偏(pian)低(di)，催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)活性會(hui)降低(di)，導致脫(tuo)硝(xiao)效率下(xia)降，且如(ru)果(guo)(guo)(guo)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)持續在(zai)(zai)低(di)溫(wen)下(xia)運行(xing)會(hui)使(shi)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)發生永久性損(sun)壞(huai);如(ru)果(guo)(guo)(guo)反應(ying)(ying)(ying)溫(wen)度(du)過高，NH3容(rong)易被(bei)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，NOx生成量增加，還會(hui)引起催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)材料的(de)相變，使(shi)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)活性退化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。目(mu)前，國內(nei)外SCR系統大多采用高溫(wen)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)，反應(ying)(ying)(ying)溫(wen)度(du)區(qu)間(jian)為315℃～400℃。該方(fang)法在(zai)(zai)實際應(ying)(ying)(ying)用中的(de)優缺點如(ru)下(xia)。

優點：該法脫硝(xiao)效率(lv)高(gao)，價格(ge)相對低廉，目(mu)前廣泛應(ying)用在國(guo)內(nei)外工(gong)程中，成(cheng)為電站煙氣脫硝(xiao)的主流技術(shu)。

缺點：燃料中含(han)有(you)(you)硫分(fen), 燃燒過程中可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)一定(ding)量(liang)的(de)SO3。添(tian)加催(cui)化劑(ji)后(hou), 在有(you)(you)氧條件下, SO3 的(de)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)量(liang)大幅(fu)增加, 并與過量(liang)的(de) NH3 生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng) NH4HSO4。NH4HSO4具有(you)(you)腐蝕性和粘性, 可(ke)(ke)導(dao)致尾部煙道設備損壞。雖(sui)然SO3 的(de)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)量(liang)有(you)(you)限, 但(dan)其造成(cheng)(cheng)的(de)影響(xiang)不(bu)可(ke)(ke)低估。另外(wai),催(cui)化劑(ji)中毒現象也不(bu)容忽視。

第三部分 鍋爐企業的脫硫脫硝技術應用

鍋(guo)爐企(qi)業(ye)的脫硫(liu)脫硝(xiao)技術，在國內現有鍋(guo)爐生(sheng)產廠家中多以煤或(huo)煤氣作為燃燒介質，對于燃煤鍋(guo)爐，國內應用最成熟的工藝是FGD法(fa)(利用吸收(shou)劑或(huo)吸附劑去(qu)除煙(yan)氣中的二(er)氧化硫(liu))脫硫(liu)技術，脫硝(xiao)則以選擇性催化還原法(fa)SCR技術為主。

FGD法技術對比

SCR法(fa)脫(tuo)硝技術是世界上最主(zhu)流(liu)的(de)去除NOx的(de)方法(fa)，這種方法(fa)可以在現有(you)的(de)FGD工藝下加入脫(tuo)硝裝置，在含(han)氧(yang)氣氛下，還原劑有(you)限與廢氣中NO反(fan)應的(de)催(cui)化過程稱為選擇性催(cui)化還原，合(he)適的(de)催化劑和(he)還原劑應具有(you)特點如下：

1)還原(yuan)劑應具有高的反應性。

2)還原劑可選擇性的與NOx反應，而不與煙氣中(zhong)大(da)量存在的氧化性物質反應。

3)還原劑必(bi)須價格低廉，以使(shi)脫除過程的低成本(ben)運作。

4)催化劑應大大降低(di)NOx還(huan)原溫度。

5)催化劑應具有高的催化活性(xing)，以利于煙氣中低濃(nong)度(du)NOx的有效還原。

6)催化劑(ji)(ji)選擇性的與還(huan)原劑(ji)(ji)與NOx的反應形成(cheng)N2，而(er)對還(huan)原劑(ji)(ji)與煙氣(qi)中(zhong)其他氧(yang)化性物質的反應表現惰性。

7)催(cui)化劑應具有結構(gou)穩(wen)定。

8)催化劑不(bu)收(shou)煙氣其(qi)他祖(zu)墳(fen)的毒化。

對于鍋(guo)爐行(xing)業(ye)來說，一(yi)定(ding)要研究同時(shi)脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)技術，目前國(guo)內(nei)多(duo)為單獨(du)脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)技術，這種方式造成(cheng)設(she)備(bei)重復建設(she)，能耗(hao)大，人員成(cheng)本、運行(xing)成(cheng)本高，而同時(shi)脫(tuo)硫脫(tuo)硝(xiao)技術則(ze)可以在(zai)一(yi)定(ding)程度(du)上避免此類(lei)問題的發生。