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煙氣脫硫工藝簡介：

煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡稱FGD）,在FGD技術中,按脫硫劑的種類劃分,可分為以下五種方法：以CaCO3（石灰石）為基礎的鈣法，以MgO為基礎的鎂法，以Na2SO3為基礎的鈉法，以NH3為基礎的氨法，以有機堿為基礎的有機堿法。

煙氣脫硫基本原理：

化學原理：煙氣中的SO2 實質上是酸性的，可以通過與適當?shù)膲A性物質反應從煙氣中脫除SO2。煙道氣脫硫最常用的堿性物質是石灰石(碳酸鈣, CaCO3)、生石灰(氧化鈣，CaO)和熟石灰(氫氧化鈣,Ca(OH)2)。石灰石產量豐富，因而相對便宜，生石灰和熟石灰都是由石灰石通過加熱來制取。有時也用碳酸納(純堿)、碳酸鎂和氨等其它堿性物質。所用的堿性物質與煙道氣中的SO2發(fā)生反應，產生了一種亞硫酸鹽和硫酸鹽的混合物(根據(jù)所用的堿性物質不同，這些鹽可能是鈣鹽、鈉鹽、鎂鹽或銨鹽)。亞硫酸鹽和硫酸鹽間的比率取決于工藝條件，在某些工藝中，所有亞硫酸鹽都轉化成了硫酸鹽。SO2與堿性物質間的反應或在堿溶液中發(fā)生(濕法煙道氣脫硫技術)，或在固體堿性物質的濕潤表面發(fā)生(干法或半干法煙道氣脫硫技術)。

在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中，堿性物質(通常是堿溶液，更多情況是堿的漿液)與煙道氣在噴霧塔中相遇。煙道氣中SO2溶解在水中，形成一種稀酸溶液，然后與溶解在水中的堿性物質發(fā)生中和反應。反應生成的亞硫酸鹽和硫酸鹽從水溶液中析出，析出情況取決于溶液中存在的不同鹽的相對溶解性。例如，硫酸鈣的溶解性相對較差，因而易于析出；硫酸鈉和硫酸銨的溶解性則好得多。在干法和半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，或使煙氣穿過堿性吸收劑床噴入煙道氣流中，或使固體堿性吸收劑與煙道氣相接觸。無論哪種情況，SO2都是與固體堿性物質直接反應，生成相應的亞硫酸鹽和硫酸鹽。為了使這種反應能夠進行，固體堿性物質必須是十分疏松或相當細碎。在半干法煙道氣脫硫系統(tǒng)中，水被加入到煙道氣中，以在堿性物質顆粒物表面形成一層液膜，SO2溶入液膜，加速了與固體堿性物質的反應。

工藝方法：

世界上普遍使用的商業(yè)化技術是鈣法，所占比例在90%以上。按吸收劑及脫硫產物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)又可將脫硫技術分為濕法、干法和半干（半濕）法。濕法FGD技術是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產物，該法具有脫硫反應速度快、設備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點，但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及易造成二次污染等問題。干法FGD技術的脫硫吸收和產物處理均在干狀態(tài)下進行，該法具有無污水廢酸排出、設備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴散、二次污染少等優(yōu)點，但存在脫硫效率低，反應速度較慢、設備龐大等問題。半干法FGD技術是指脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產物（如噴霧干燥法）的煙氣脫硫技術。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產物的半干法，以其既有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的優(yōu)點，又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產物易于處理的優(yōu)勢而受到人們廣泛的關注。按脫硫產物的用途，可分為拋棄法和回收法兩種。

目前，國內外常用的煙氣脫硫方法按其工藝大致可分為三類：濕式拋棄工藝、濕式回收工藝和干式工藝。其中變頻器在設備中的應用為節(jié)約能源做出了巨大貢獻。

干式脫硫

干式煙氣脫硫工藝

該工藝用于電廠煙氣脫硫始于80年代初，與常規(guī)的濕式洗滌工藝相比有以下優(yōu)點：投資費用較低；脫硫產物呈干態(tài)，并和飛灰相混；無需裝設除霧器及再熱器；設備不易腐蝕，不易發(fā)生結垢及堵塞。其缺點是：吸收劑的利用率低于濕式煙氣脫硫工藝；用于高硫煤時經(jīng)濟性差；飛灰與脫硫產物相混可能影響綜合利用；對干燥過程控制要求很高。

噴霧脫硫

噴霧干式煙氣脫硫工藝

噴霧干式煙氣脫硫(簡稱干法FGD)，最先由美國JOY公司和丹麥NiroAtomier公司共同開發(fā)的脫硫工藝，70年代中期得到發(fā)展，并在電力工業(yè)迅速推廣應用。該工藝用霧化的石灰漿液在噴霧干燥塔中與煙氣接觸，石灰漿液與SO2反應后生成一種干燥的固體反應物，最后連同飛灰一起被除塵器收集。我國曾在四川省白馬電廠進行了旋轉噴霧干法煙氣脫硫的中間試驗，取得了一些經(jīng)驗，為在200～300MW機組上采用旋轉噴霧干法煙氣脫硫優(yōu)化參數(shù)的設計提供了依據(jù)。

煤灰脫硫

粉煤灰干式煙氣脫硫技術

日本從1985年起，研究利用粉煤灰作為脫硫劑的干式煙氣脫硫技術，到1988年底完成工業(yè)實用化試驗，1991年初投運了首臺粉煤灰干式脫硫設備，處理煙氣量644000Nm/h。其特點：脫硫率高達60%以上，性能穩(wěn)定，達到了一般濕式法脫硫性能水平；脫硫劑成本低；用水量少，無需排水處理和排煙再加熱，設備總費用比濕式法脫硫低1/4；煤灰脫硫劑可以復用；沒有漿料，維護容易，設備系統(tǒng)簡單可靠。

濕法脫硫

FGD工藝

世界各國的濕法煙氣脫硫工藝流程、形式和機理大同小異，主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或碳酸鈉(Na2CO3)等漿液作洗滌劑，在反應塔中對煙氣進行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝已有50年的歷史，經(jīng)過不斷地改進和完善后，技術比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%～98%)，機組容量大，煤種適應性強，運行費用較低和副產品易回收等優(yōu)點。據(jù)美國環(huán)保局(EPA)的統(tǒng)計資料，全美火電廠采用濕式脫硫裝置中，濕式石灰法占39.6%，石灰石法占47.4%，兩法共占87%；雙堿法占4.1%，碳酸鈉法占3.1%。在中國的火電廠、鋼廠，90%以上采用濕式石灰/石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝流程。但是在中國臺灣、日本等脫硫處理較早的國家和地區(qū)，基本采用鎂法脫硫，占到95%以上。

其主要優(yōu)點是脫硫效率高，同步運行率高，且其吸收劑的資源豐富，副產品可吸收，商業(yè)價值高。目前，鎂法脫硫在日本等煙氣控制嚴格的地區(qū)應用較多，尤其最早進行脫硫開發(fā)的日本地區(qū)有100多例應用，臺灣電站有95%以上是用的鎂法。對硫煤要求不高，適應性好。無論是高硫煤還是低硫煤都有很好的脫出率，可達到98%以上。

鎂法脫硫主要的問題是吸收劑單價較高，副產品設備復雜。但是優(yōu)點是高脫除率，高運行率，副產品經(jīng)濟效益好等。

濕法FGD工藝較為成熟的還有：海水法；氫氧化鈉法；美國DavyMckee公司Wellman-LordFGD工藝；氨法等。

在濕法工藝中，煙氣的再熱問題直接影響整個FGD工藝的投資。因為經(jīng)過濕法工藝脫硫后的煙氣一般溫度較低(45℃），大都在露點以下，若不經(jīng)過再加熱而直接排入煙囪，則容易形成酸霧，腐蝕煙囪，也不利于煙氣的擴散。所以濕法FGD裝置一般都配有煙氣再熱系統(tǒng)。目前，應用較多的是技術上成熟的再生(回轉)式煙氣熱交換器(GGH)。GGH價格較貴，占整個FGD工藝投資的比例較高。近年來，日本三菱公司開發(fā)出一種可省去無泄漏型的GGH，較好地解決了煙氣泄漏問題，但價格仍然較高。前德國SHU公司開發(fā)出一種可省去GGH和煙囪的新工藝，它將整個FGD裝置安裝在電廠的冷卻塔內，利用電廠循環(huán)水余熱來加熱煙氣，運行情況良好，是一種十分有前途的方法。

脫硫的防腐保護

脫硫系統(tǒng)中常見的主要設備為吸收塔、煙道、煙囪、脫硫泵、增壓風機等主要設備，濕法脫硫等工藝具有介質腐蝕性強、處理煙氣溫度高、SO2吸收液固體含量大、磨損性強、設備防腐蝕區(qū)域大、施工技術質量要求高、防腐蝕失效維修難等特點。因此，該裝置的腐蝕控制一直是影響裝置長周期安全運行的重點

問題之一。脫硫的防腐主要有以下幾個方面：

1、吸收塔、煙囪中的應用

2、雙流式塔盤防腐保護

某電廠在2010年對洗滌器升級時安裝了新型雙流式塔盤。在2011年的檢驗中表明，在塔盤較低表面上形成的沉積物區(qū)域下面，基底金屬產生了較深的點蝕。用高壓水將沉積物清洗干凈，改變流量噴嘴試著控制結垢。被腐蝕的區(qū)域需要進行涂層保護，以防止進一步的破壞。采用阿克-20防腐涂層為塔盤替換下來的陳舊的“碗狀物”進行涂層，效果非常好。

3、煙道脫硫防腐保護

研發(fā)新陰極防腐系統(tǒng)，可用于燃燒系統(tǒng)的廢氣處理或者空氣污染控制設施的保護–有效控制(電流控制)高溫/極酸腐蝕環(huán)境(150℃,pH-2)薄涂層解決方案。