脱硫脱硝工艺总结

脱硫脱硝工艺总结

大纲：

脱硫脱硝的发展趋势常见脱硫工艺常见脱硝工艺

常用烟气脱硝一体化工艺

0脱硫脱硝的发展趋势

目前，烟气脱硝行业的主要总收入来源就是在电站锅炉领域；钢铁行业将全面进行烟

气脱硝就是必然趋势，其在烟气脱硝行业市场中的占有率将可以大幅提高；全国水泥企业

将展开环保自查，因此未来脱硝产业在水泥行业也将存有较好的市场前景。总之，电站锅

炉就是现在烟气脱硝的主体，钢铁行业和水泥行业就是未来代莱增长点。

1常见脱硫工艺

通过对国内外烟气技术以及国内电力行业引入烟气工艺试点厂情况的分析研究，目前

烟气方法通常可以分割为冷却前烟气、冷却中烟气和冷却后烟气等3类。

其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（fluegasdesulfurization，简称fgd），在fgd技

术中，按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以caco3（石灰石）为基础的钙法，

以mgo为基础的镁法，以na2so3为基础的钠法，以nh3为基础的氨法，以有机碱为基础

的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。按吸收剂及脱

硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。湿法fgd技术是用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反

应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造

成二次污染等问题。干法fgd技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有无

污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温高、利于

烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。半干法fgd技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后产物易于处理的优势而受到人

们广泛的关注。按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回收法两种。

1.2烟气的几种工艺

（1）石灰石―石膏法烟气脱硫工艺

石灰石――石膏法烟气工艺就是世界上应用领域最广为的一种烟气技术，日本、德国、美国的火力发电厂使用的烟气烟气装置约90%使用此工艺。

它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。

（2）转动喷雾干燥烟气烟气工艺

喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的so2发生化学反应生成caso3，烟气中的so2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。

喷雾干燥法烟气工艺具备技术明朗、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，烟气率为可以达至85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家存有一定应用领域范围（8%）。烟气灰渣可以用做制砖、筑路，但多为舍弃至灰场或填埋回收矿坑。

（3）磷铵肥法烟气脱硫工艺

磷铵肥法烟气烟气技术属废旧法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由溶解（活性炭烟气制酸）、提炼（稀硫酸水解磷矿提炼磷酸）、中和（磷铵中和液制取）、稀释（磷铵液烟气制肥）、水解（亚硫酸铵水解）、铀潮湿（液态肥料制取）等单元共同组成。它分成两个系统：

烟气脱硫系统――烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/nm３，用风机将烟压升高到7000pa，先经文氏管喷水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组（其中一只塔周期性切换再生），控制一级脱硫率大于或等于70%，并制得30%左右浓度的硫酸，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫，净化后的烟气经分离雾沫后排放。

肥料制取系统――在常规单槽多浆提炼槽中，同一级烟气制取的稀硫酸水解磷矿粉（p2o5含量大于26%），过滤器后赢得叶唇柱磷酸（其浓度大于10%），提氨中和后制取磷氨，做为二级脱硫剂，二级烟气后的料浆经铀潮湿做成磷铵复合肥料。

（4）炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺

炉内擦钙提尾部烟气增湿活化烟气工艺就是在炉内擦钙烟气工艺的基础上在锅炉尾部加设了增湿段，以提升烟气效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷出炉膛850~1150℃温度区，石灰石受到热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的二氧化

硫反应分解成亚硫酸钙。由于反应在气固两二者之间展开，受传质过程的影响，反应速度

较快，吸收剂利用率较低。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷出，与未反应的氧

化钙碰触分解成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。当钙硫比掌控在2.0~2.5时，系

统烟气率为可以达至65~80%。由于增湿水的重新加入并使烟气温度上升，通常掌控出口烟气温度低于露点温度10~15℃，增湿水由于烟温冷却被快速冷却，未反应的吸收剂、反应

产物呈圆形潮湿态随烟气排泄，被除尘器搜集下来。

该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大

单机容量已达30万千瓦。

（5）烟气循环流化床烟气工艺

烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统

等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对二氧化硫有吸

收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。

由锅炉排泄的未经处置的烟气从吸收塔（即为流化床）底部步入。吸收塔底部为一个

文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度大力推进，并在此与细的吸收剂粉末互相混合，颗

粒之间、气体与颗粒之间频繁摩擦，构成流化床，在喷出光滑水雾减少烟温的条件下，吸

收剂与烟气中的二氧化硫反应分解成caso3和caso4。烟气后随身携带大量液态颗粒的烟

气从吸收塔顶部排泄，步入再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓回到吸收塔，由

于液态颗粒反反复复循环超过百次之多，故吸收剂利用率较低。

此工艺所产生的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、caso3、caso4和未反应完的吸收剂ca(oh)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。

典型的烟气循环流化床烟气工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时，烟气率为仅约90%以上，冷却系统温度约70℃。此工艺在国外目前应用领域在10~20万千瓦

等级机组。由于其占地面积太少，投资较省，尤其适合于旧机组烟气烟气。

（6）海水脱硫工艺

海水烟气工艺就是利用海水的碱度达至硅醚烟气中二氧化硫的一种烟气方法。在烟气

吸收塔内，大量海水喷淋冲洗步入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的二氧化硫被海水稀释而

除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器冷却后排放量。稀释二氧化硫后的海水

与大量未烟气的海水混合后，经曝气池空气冷却处置，并使其中的so32-被水解沦为平衡

的so42-，并使海水的ph值与cod调整达至排放量标准后排放量大海。海水烟气工艺通常适用于于靠海边、蔓延条件较好、用海水做为冷却水、燃用低硫煤的电厂。海水烟气工艺

在挪威比较广为用作精铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气烟气，先后存有20多套烟气装置

资金投入运转。近几年，海水烟气工艺在电厂的应用领域获得了较慢的进展。此种工艺最

小问题就是烟气烟气后可能将产生的重金属沉积和对海洋环境的影响须要长时间的观测就

可以得出结论，因此在环境质量比较脆弱和环保建议较低的区域须要慎重考虑。

（7）电子束法脱硫工艺

该工艺流程存有冷却系统进度表除尘、烟气加热、氨的压入、电子束反射和副产品DDiS等工序所共同组成。锅炉所排泄的烟气，经过除尘器的细筛处置之后步入冷却塔，在冷却塔内喷气冷却水，将烟气加热至适合于烟气、脱硝处置的温度（约70℃）。烟气的露点通常约为50℃，被喷气呈圆形雾状的冷却水在冷却塔内全然获得冷却，因此，不产生废水。通过冷却塔后的烟气流入反应器，在反应器进口处将一定的氨水、压缩空气和软水混

合喷出，重新加入氨的量依赖于sox浓度和nox浓度，经过电子束反射后，sox和nox在

自由基促进作用下分解成中间生成物硫酸（h2so4）和硝酸（hno3）。然后硫酸和硝酸与

并存的氨展开中和反应，分解成粉状微粒（硫酸氨（nh4）2so4与硝酸氨nh4no3的混合粉体）。这些粉状微粒一部分结晶至反应器底部，通过输送机排泄，其余被副产品除尘器所

拆分和DDiS，经过造粒处置后被送至副产品仓库储藏。净化后的烟气经烟气风机由烟囱向大气排放量。

（8）氨水洗涤法脱硫工艺

该烟气工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸铵化肥。锅炉排泄的烟气经烟气换热器加热至90~100℃，步入进度表洗涤器经冲洗后除去hci和hf，冲洗后的烟气经过液滴分离器除去水滴步入前置洗涤器中。在前置洗涤器中，氨水自塔顶喷淋冲洗烟气，烟气中的so2被冲

洗稀释除去，经冲洗的烟气排泄后经液滴分离器除去随身携带的水滴，步入烟气洗涤器。

在该洗涤器中烟气进一步被冲洗，经冲洗塔顶的除雾器除去雾滴，步入烟气洗涤器。再经

烟气换热器冷却后经烟囱排放量。冲洗工艺中产生的浓度约30%的硫酸铵溶液排泄冲洗塔，可以送至化肥厂进一步处置或轻易做为液体氮肥出售，也可以把这种溶液进一步铀冷却潮

湿加工成颗粒、晶体或块状化肥出售。

1.3燃烧前脱硫

冷却前烟气就是在煤冷却前把煤中的硫分退杀掉，冷却前烟气技术主要存有物理洗脸

郝文杰法、化学洗脸郝文杰法、煤的气化和液化、水煤浆技术等。洗脸郝文杰就是使用物理、化学或生物方式对锅炉采用的原煤展开冲洗，将煤中的硫部分杀掉，并使煤以求净化

并生产出来相同质量、规格的产品。微生物烟气技术从本质上谈也就是一种化学法，它就

是把煤粉漂浮在含细菌的气泡液中，细菌产生的酶能够推动硫水解成硫酸盐，从而达至烟

气的目的；微生物烟气技术目前常用的烟气细菌存有：属于硫杆菌的氧化亚铁硫杆菌、氧

化硫杆菌、古细菌、热硫化叶菌等。煤的气化，就是指以水蒸汽、氧气或空气并作氧化剂，在高温下与煤出现化学反应，分解成h2、co、ch4等易燃混合气体（称为煤气）的过程。

煤炭液化就是将煤转变为洁净的液体燃料（汽油、柴油等）或化工原料的一种一流的洁净

煤技术。水煤浆（coalwatermixture，缩写cwm）就是将灰份大于10%，硫份大于0.5%、

挥发份低的原料煤，研磨成250~300μm的细煤粉，按65%~70%的煤、30%~35%的水和约1%

的添加剂的比例酿制而变成，水煤浆可以像是燃料油一样运输、储存和冷却，冷却时水煤

浆从燃烧室高速燃烧，雾化成50~70μm的雾滴，在预演至600~700℃的炉膛内快速冷却，并拌有微爆，煤中溶解分析出来而起火，其起火温度比干煤粉还高。

燃烧前脱硫技术中物理洗选煤技术已成熟，应用最广泛、最经济，但只能脱无机硫；生物、化学法脱硫不仅能脱无机硫，也能脱除有机硫，但生产成本昂贵，距工业应用尚有较大距离；煤的气化和液化还有待于进一步研究完善；微生物脱硫技术正在开发；水煤浆是一种新型低污染代油燃料，它既保持了煤炭原有的物理特性，又具有石油一样的流动性和稳定性，被称为液态煤炭产品，市场潜力巨大，目前已具备商业化条件。

煤的冷却前的烟气技术尽管还存有着种种问题，但其优点就是能够同时除去灰分，减低运输量，减低锅炉的刺破和磨损，增加电厂灰渣处理量，还可回收部分硫资源。

1.4燃烧中脱硫，又称炉内脱硫

炉内烟气就是在冷却过程中，向炉内重新加入固硫剂例如caco3等，并使煤中硫分转化成硫酸盐，随其炉渣确定。其基本原理就是：

caco3→cao＋co2↑cao＋so2→caso3caso3＋1／2o2→caso4（1）limb炉内喷钙技术