摘要：我國是世界上二氧化硫排放量最多的國家，控制二氧化硫大量排放是遏制酸沉降污染惡化、防治空氣污染的有效途徑。本文重點介紹了干式脫硫技術：CDSI工藝、噴霧干燥法、LIFAC工藝和循環(huán)流化床技術等。

關鍵詞：二氧化硫,煙氣,脫硫

干式脫硫是指無論加入的脫硫劑是干態(tài)或濕態(tài)的，其脫硫的最終反應產(chǎn)物都是干態(tài)的。最主要的干式脫硫技術有三類：噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣法和循環(huán)流化床排煙脫硫法。

荷電干式吸收劑噴射脫硫技術

荷電干式吸收劑噴射脫硫技術（CDSI）基本原理是吸收劑以高速流過噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū)，使吸收劑得到強大靜電荷(通常是負電荷)。當吸收劑通過噴射單元的噴管被噴射到煙氣流中，吸收劑顆粒由于都帶同種電荷，因而相互排斥很快在煙氣中擴散，形成均勻的懸浮狀態(tài)，使每個吸收劑粒子的表面充分暴露在煙氣中，大大增加與SO2反應機率，從而提高了脫硫效率；而且吸收劑粒子表面的電暈，還大大提高了吸收劑的活性，降低了同SO2完全反應所需的滯留時間，一般在2s左右即可完成化學反應，從而有效地提高了SO2的去除效率。除提高吸收劑化學反應效率外，荷電干式吸收劑噴射系統(tǒng)對小顆粒(亞微米級PM10)粉塵的清除效率也很有幫助，帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸收在自己的表面，形成較大的顆粒，提高了煙氣中粉塵的平均粒徑，因而提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除效率[1]。

CDSI系統(tǒng)脫硫后的生成物為干燥的、溶解度很低的CaSO3及少量CaSO4，可用作建筑料，無二次污染問題。CDSI法的優(yōu)點是投資少，占地面積小，工藝簡單、可靠，而且是純干法脫硫，不會造成二次污染。其缺點是對干吸收劑粉末中Ca(OH)2的含量、粒度及含水率等要求較高，因而限制了其推廣 [3]。CDSI系統(tǒng)適用于中小型鍋爐的脫硫，與各種除塵設備聯(lián)合使用以達到脫硫除塵的目的。

噴霧干燥法煙氣脫硫技術

噴霧干燥是以單一工序?qū)⑷芤骸⑷橐�、懸浮液和漿狀物料加工成粉狀干燥制品的一種干燥方法。自20世紀初歐洲將噴霧干燥技術開發(fā)作脫脂牛乳的干燥以來，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運用于食品、化工、醫(yī)藥、環(huán)保等領域。在噴霧干燥反應器中，石灰漿液被霧化為微細的石灰漿滴(<l00μm)與高溫煙氣相接觸，氣、液、固三相之間發(fā)生復雜的傳質(zhì)、傳熱作用。漿滴中水分蒸發(fā)的同時，煙氣中的SO2被吸收與漿滴中的Ca(OH)2 顆粒發(fā)生反應，最后得到干燥的CaSO3、 CaSO4。和未反應的Ca(OH)2固體混合物，經(jīng)收塵系統(tǒng)而收集下來[4,5]。

噴霧干燥與傳統(tǒng)濕法脫硫相比，具有系統(tǒng)簡單，運行維護方便、投資少、運行費用低、經(jīng)濟效益好、操作簡便、干燥后的廢渣易于處理、不產(chǎn)生腐蝕，克服了二次污染等問題，并有相對較高的脫硫效率等優(yōu)點，因而得到迅速推廣應用。自1978年北美安裝了第一套工業(yè)裝置以來，發(fā)展迅猛，已有12個國家采用。

干法噴鈣脫硫—LIFAC工藝

爐內(nèi)噴鈣爐后活化(LimestoneInjection intotheFurnaceandActivationof CalciumOxide，LIFAC)脫硫工藝是在傳統(tǒng)的爐內(nèi)噴鈣工藝的基礎上發(fā)展起來的石灰石噴射脫硫工藝。傳統(tǒng)的爐內(nèi)噴鈣工藝脫硫效率很低，僅為20％～30%，LIFAC工藝在除塵器前加裝了一個活化反應器，噴水增濕，使未反應的石灰轉(zhuǎn)化成氫氧化鈣。因此，加快了脫硫反應速度，使煙氣的脫硫效率提高到70%～80%。LIFAC工藝相對簡單，基建投資費用一般比濕法煙氣脫硫工藝低50％；由于其吸收劑價格低廉、儲量豐富，又降低了使用壽命期間的運行費用。

LIFAC工藝是一種較成熟的干法煙氣脫硫工藝，在歐美都有商用業(yè)績。芬蘭Inkoo 電廠4號機組(250MW)于1990年投運，美國Richmond電廠2號機組(60MW)于1992 年投運，加拿大PoplarRiver電廠1號機組 (300MW)于1990年投運，加拿大Shand電廠發(fā)電機組(300MW)于1992年投運。

LIFAC工藝需要在鍋爐與電除塵器之間設置活化塔在工藝的第1步，磨細的石灰石粉通過氣力方式噴人鍋爐爐膛中溫度為900～ 1250℃的區(qū)域在爐內(nèi)發(fā)生的化學反應包括石灰石的分解和煅燒，SO2和SO3與生成的CaO 之間的反應[6]。顆粒狀的反應產(chǎn)物與飛灰的混合物被煙氣流帶人活化塔中：

在工藝的第2步，剩余的CaO與水反應，在活化塔內(nèi)生成Ca(OH)2，而Ca(OH)2很快與SO2反應生成CaSO3，其中部分CaSO3 被氧化成CaSO4：

脫硫產(chǎn)物呈干粉狀，大部分與飛灰一起被電除塵器收集下來，其余的從活化塔底部分離出來從電除塵器和活化塔底部收集到的部分飛灰通過再循環(huán)返回活化塔中,工藝流程見圖3-3。LIFAC工藝的脫硫灰有多種用途，包括用于筑路、土地回填、廢礦回填或作為制磚的原材料。該工藝不但不產(chǎn)生廢水，還可在增濕活化塔中消耗電廠部分廢水。

該工藝優(yōu)點：一是沒有廢水產(chǎn)生，不會造成二次污染；二是可以利用原有的除塵裝置，投資較低，占地面積較少[7]。缺點：一是需要改造原有鍋爐；二是對鍋爐效率有一定影響，降低發(fā)電量約1%；三是鈣的利用率較低，鈣硫比約2.5，四是活化器內(nèi)噴水量較大，易引起器內(nèi)結垢腐蝕[8]。該工藝由芬蘭 IVO公司和Tempella公司共同開發(fā)，我國南京下關電廠和撫順電廠引進了該技術。

循環(huán)流化床脫硫技術

從反應原理上看，煙氣循環(huán)流化床脫硫過程是吸收過程和吸附過程的綜合。 (1)SO2氣體的經(jīng)歷。煙氣中的SO2進入循環(huán)流化床后，先是與底部濃相區(qū)的床料粒子接觸。由于一些顆粒表面附有CaO或 Ca(OH)2，因此在物理吸附的同時，也發(fā)生化學吸附。隨著煙氣的上升，SO2分子就會與噴人反應器內(nèi)大水滴，漿滴以及剛剛裹上水滴或漿滴的床料粒子相碰撞[11]。在這個階段，SO2可能溶人不斷蒸發(fā)的水滴，或與漿滴發(fā)生反應，或與裹在床料粒子表面的漿滴反應，生成CaSO3·0.5H2O。當SO2氣體上升時，未反應的SO2氣體濃度降低，反應速度慢，但反應仍在進行[12]。同時，水分的蒸發(fā)使水蒸汽分壓相對增加，促使反應繼續(xù)進行，到達循環(huán)流化床出口，反應器內(nèi)反應結束。進入分離器后，在分離器內(nèi)還可發(fā)生反應，出分離器后，氣固分離，整個反應結束。

(2)灰漿滴的經(jīng)歷。將石灰與水噴人反應器底部，被霧化后進人流化床。霧化后的漿滴，由于含有較多的水分，極易與SO2發(fā)生反應，生成CaSO3·1.5H2O。同時也可能與床料、水滴相碰撞發(fā)生粘附，繼續(xù)與SO2反應。進入分離器后，已蒸發(fā)干的極細的部分隨氣流離開系統(tǒng)，而顆粒較大以及粘附于床料表面的那部分在反應器內(nèi)上下循環(huán)參加反應，直至排出床外。由于循環(huán)流化床特有的性能以及顆粒運動的獨特方式，使得顆粒之間互相摩擦碰撞磨損，經(jīng)常暴露出新反應表面，從而使得脫硫劑可以充分利用。

脫硫反應的復雜性使得循環(huán)流化床中的脫硫反應機理更加復雜，吸收與吸附同時存在。

利用循環(huán)流化床脫硫反應時間長，鈣利用率高，在較低的鈣硫比下，可達到與濕法相當?shù)拿摿蚵�、處理后的煙氣可直接排出，無需加熱、無廢水排出，對環(huán)境污染小。但脫硫后的產(chǎn)物為CaSO3、CaSO4、未反應的 CaO與飛灰的混合物，綜合利用受到一定的限制；流化床煙氣脫硫系統(tǒng)的阻力大，煙氣一次性經(jīng)過循環(huán)流化床的停留時間短；循環(huán)流化床很難流化某類粒子，并且運行的穩(wěn)定性不是很好。

循環(huán)流化床煙氣脫硫已得到了工業(yè)化。

近年來的發(fā)展主要是致力于和其它技術結合應用，如通入流化介質(zhì)以提高反應表面積的顆粒—循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫，以及結合煙氣懸浮技術而開發(fā)的循環(huán)懸浮式半干法煙氣脫硫技術等[13]。這些脫硫技術無一例外都提高了脫硫率和脫硫劑利用率。

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