石灰石/石灰-石膏法脱硫

1.工艺原理 

该工艺采用石灰石或石灰做脱硫吸收剂，石灰石破碎与水混合，磨细成粉状，制成吸收浆液(当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆)。在吸收塔内，烟气中的SO₂与浆液中的CaCO₃以及鼓人的氧化空气进行化学反应生成二水石膏，S0₂被脱除。吸收塔排出的石膏浆液经脱水装置脱水后回收。脱硫后的烟气经除雾器去水后进入烟囱排向大气。

2.反应原理

整个吸收过程主要分为吸收和氧化两个步骤。

吸收过程，在吸收塔内进行：

石灰浆吸收液：Ca(OH)2＋S02—CaSO3·1/2H2O＋1/2H2O

石灰石浆液吸收液：

CaCO3＋SO2＋1/2H2O—CaSO3·1/2H2O＋CO2

CaSO3·1/2H2O＋SO2＋1/2H2O—Ca(HSO3)2

氧化过程，在氧化塔内进行：

2CaSO3·1/2H2O＋O2＋3H2O—2CaSO4.2H2O

Ca(HS03)2＋1/2O2＋2H20—CaS04·2H2O＋SO2

3.系统组成

烟气脱硫（FGD）装置采用高效的石灰石/石膏湿法工艺，整套系统由以下子系统组成：

（1）SO₂吸收系统（2）烟气系统（3）石灰石浆液制备系统（4）石膏脱水系统（5）供水和排放系统（6）事故浆液系统（7）电气、控制系统等

4. 工艺特点

①  技术成熟，运行稳定，应用多，技术可靠性好。

②  运行费用低。石灰石（石灰）资源丰富，价格便宜。

③  石灰较易溶解，石灰乳制备系统较为简单且运行稳定。

④  脱硫效率达95～98%。

⑤  对煤种变化、负荷变化的适应性强。

⑥  产物为石膏，易于过滤，是所用脱硫产物中易处理的。

氧化镁法脱硫工艺

1.工艺原理

氧化镁的脱硫机理与氧化钙的脱硫机理相似，都是碱性氧化物与水反应生成氢氧化物，再与二氧化硫溶于水生成的亚硫酸溶液进行酸碱中和反应。氧化镁反应生成的亚硫酸镁和硫酸镁，一是可以回收利用；二是可以利用硫酸镁溶解度高及不限制排放的特点液态抛弃。

2.反应原理

脱硫过程中发生的主要化学反应有：

MgO＋H2O=Mg(OH)2

Mg(OH)2＋SO2=MgSO3＋H2O

MgSO3＋H2O+SO2=Mg(HSO3)2

MgSO3＋1/2O2=MgSO4

氧化镁再生利用阶段发生的主要反应有

MgSO3 →MgO＋SO2

MgSO4→MgO＋SO3

Mg(HSO3)2→MgO＋H2O＋2SO2

SO2＋1/2O2→SO3SO3＋H2O→H2SO4

当对副产物进行强制氧化制MgSO4·7H2O出售时

MgSO3＋1/2O2→MgSO4

MgSO4＋7H2O→MgSO4·7H2O

3. 系统组成

FGD系统主要由烟气系统、二氧化硫系统、氧化镁浆液制备及加浆系统、废渣处理系统、工艺水系统、电气系统、仪表及控制系统等组成。

4. 工艺特点

（1）反应性好，脱硫效率高

（2）运行可靠性高

（3）造价低，由于反应强度高，镁基喷淋反应吸收塔的高度只有钙基脱硫的2/3左右，因此，镁基脱硫的主体设备的造价要明显低于钙基吸收塔，氧化镁脱硫设备的造价一般可比石灰石/石膏法低10～15%左右。

（4）运行费用低，由于镁基工艺的耗电量比石灰石/石膏法低约一半，加上投资较低，虽然脱硫剂成本较高，但综合脱硫成本一般比石灰石/石膏法低10～15%左右。

（5）副产品回收的经济效益高

（6）氧化镁在我国储量丰富，主要集中在辽宁、山东莱州等地，采用该工艺时应考虑脱硫剂的运输成本，对于产地周围和沿海地区的脱硫项目，该脱硫工艺较其它脱硫工艺具有很大的优势。

双碱法脱硫

1.工艺原理

双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。传统的石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺采用钙基脱硫剂吸收二氧化硫后生成的亚硫酸钙、硫酸钙，由于其溶解度较小，极易在脱硫塔内及管道内形成结垢、堵塞现象。结垢堵塞问题严重影响脱硫系统的正常运行，更甚者严重影响锅炉系统的正常运行。

用廉价的脱硫剂容易造成结垢堵塞问题，单纯采用钠基脱硫剂运行费用太高而且脱硫产物不易处理，二者矛盾相互凸现，双碱法烟气脱硫工艺应运而生，该工艺较好的解决了上述矛盾问题。  

2.反应原理

   双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，在脱硫塔内反应为： 
（1）吸收反应

2NaOH+ SO₂ —— Na₂SO₃+ H₂O                              

Na₂CO₃+ SO₂ —— Na₂SO₃+CO₂                           

Na₂SO₃+ SO₂+H₂O ­—— 2NaHSO₃           　           

该过程中由于使用钠碱作为吸收液，因此吸收系统中不会生成沉淀物。此过程的主要副反应为氧化反应，生成Na₂SO₄：

2Na₂SO₃+ O₂ —— 2Na₂SO₄                               

（2）再生过程(用石灰浆液)

CaO+H₂O—— Ca(OH)₂                                      

2NaHSO₃ + Ca(OH)₂ —— Na₂SO₃+CaSO₃﹒1/2H₂O               

Na₂SO₃+ Ca(OH)₂ ——2NaOH+CaSO₃﹒1/2H₂O                

再生后所得的NaOH液送回吸收系统使用。所得半水亚硫酸钙可经氧化生成石膏（CaSO₄﹒2H₂O）。

此外，在运行过程中，由于烟气中还有部分的氧气，所以还有副反应-氧化反应发生：

2CaSO₃﹒1/2H₂O+O₂+3H₂O —— 2CaSO₄﹒2H₂O      

3.系统组成

FGD工艺系统主要由烟气系统、SO2吸收系统、浆液循环系统、吸收剂制备及供给系统、石膏脱水系统等。

4.工艺特点

（1）系统简便，投资省；

（2）脱硫效率高；吸收剂制备及供给系统、石膏脱水系统、工艺水系统等组成。

（3）不易结垢；

（4）液气比低，电耗省；

（5）吸收塔采用喷淋空塔，阻力小。

（6）以钠碱液为塔内主脱硫剂，以石灰为脱硫液塔外再生剂，可以达到设备和管道不结垢。

氨法脱硫工艺

1工艺原理

从锅炉来的烟气经静电除尘器除尘、引风机加压之后，烟气从吸收塔中下部进入，经两层喷淋洗涤后，经除雾器除雾最后排出。氨水从第一层喷淋层加入，对烟气进行洗涤，二层喷淋层选取持液池浆液进行烟气洗涤，进一步吸收二氧化硫同时回收一层喷淋逃逸的亚硫酸铵和游离氨，烟气经过两级喷淋洗涤后，经过一层循环水洗层，有效的捕捉按逃逸及气溶胶，确保二氧化硫吸收和氨的利用（SO2吸收率达到98%以上，氨的利用率98.5%以上）气液在塔内靠惯性和重力分离，气体再经两层除沫，烟气经电厂烟囱排放。

脱硫生成的亚硫酸铵，与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，经中间槽、过滤器、硫铵槽、加热器、蒸以结晶器、离心机脱水、干燥器即制得化学肥料硫酸铵，从而完成脱硫过程。

2.化学反应原理

(1)SO2+H2O→H2SO3  
      (2)H2SO3＋（NH3）2SO4→NH3HSO4＋NH3HSO3 　 
      (3)H2SO3＋（NH3）2SO4→2NH3HSO3 
      在反应(1)中，烟气中的SO2溶于水中，生成亚硫酸。在反应（2）和（3）中，亚硫酸与该溶液中溶解的硫酸铵/亚硫酸铵反应。喷射到反应池底部的氨水，按如下方式中和酸 性物： 
      (4)H2SO3＋NH3→NH3HSO3　 
      (5)NH3HSO3＋（NH3）→（NH3）2SO3 　　 
      (6)NH3HSO4＋（NH3）→（NH3）2SO4 

3.氨法脱硫工艺特点

  （1）适用范围广，不受含硫量、锅炉容量的限制。

  （2）脱硫效率很高，很容易达到98.5%以上。脱硫后的烟气不但二氧化硫浓度很低，而且烟气含尘量也大大减少。

  （3）系统简单、占地面积小、能耗低。

  （4）脱硫塔不易结垢。

  （5）存在的问题主要是存在着二次污染问题，净化后的烟气中含有微量的NH3和亚硫酸铵、硫酸铵气溶胶。气溶胶一旦形成，很难去除。