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摘 要 ：本文探讨研究了国内外关于锅炉烟气脱硫的方法，比较常用的烟气治理技术。
关键词 ：烟气脱硫；石灰石－石膏湿法脱硫；石灰-亚硫酸钙法；
中图分类号： TF704 文献标识码： A 文章编号：
烟气脱硫技术是目前解决因使用化石原料而产生的烟气中SOx的主要方法。当然，烟气脱硫技术中，资源的综合循环利用，“变废为宝”是我们的追求目标。
什么是“烟气脱硫技术”？用简单、通俗的说法，就是：一种将烟气中SOx进行分离，转化为一种长期稳定、不对周边环境造成二次污染的物质的方法。这是我们最基本的需求。同时，这种终产物的综合利用，也是我们选择何种烟气脱硫技术路线综合考量因素之一。
目前国内外关于锅炉烟气脱硫的方法主要有以下几种：
石灰石－石膏湿法脱硫技术
基本脱硫原理：烟气从吸收塔底部进入吸收塔，通过与吸收塔中部及中上部喷淋的石灰石浆液进行充分接触、反应，达到脱除SOx的目的。脱除了SOx的烟气通过吸收塔顶部的除雾器除掉烟气中携带的水滴后通过吸收塔顶部排出吸收塔外。使用过的石灰石浆液汇集到吸收塔底部流出，这部分浆液被分为两部分，一部分通过再循环泵重新泵送到吸收塔进行使用，一部分排入石膏制备部分（排放多少根据仪表监测，根据PH值、浊度等数据判断），然后排入污水处理部分。石灰石—石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性高，是应用最广的脱硫技术。
1.吸收反应
主要设备：烟气挡板门、增压风机、吸收塔、除雾器、搅拌器、再循环泵、喷嘴、循环泵等。
喷嘴是喷淋塔的关键设备之一，脱硫喷嘴的作用是将浆液喷射为细小的液滴，增加吸收塔内浆液与烟气的接触面积。目前常用的脱硫喷嘴有螺旋喷嘴和偏心喷嘴两种。
石灰石－石膏湿法脱硫技术是目前国内比较流行的工艺，其实用性及技术成熟程度相对其他技术有比较大的优势。
石灰石－石膏湿法脱硫技术不足之处:
1、造价高；
2、当液体负荷较小时传质效率降低；
3、不能直接用于有悬浮物或容易聚合产生结构的物料；
4、对固体脱硫剂易结垢。
二、石灰-亚硫酸钙法(烟气循环流化床法)
石灰-亚硫酸钙法脱硫原理：循环流化床烟气脱硫技术是把循环流化床技术引入烟气脱硫领域后，开发的新干法/半干法脱硫工艺。 循环流化床脱硫技术的主要化学反应如下：
Ca(OH)2+ SO2→CaSO3 ·1/2H2O+1/2H2O
Ca(OH)2+ SO3→CaSO4·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3 ·1/2H2O + 1/2O2→CaSO4·1/2H2O
Ca(OH)2+ CO2→CaCO3+ H2O
Ca(OH)2+2HCl→CaC12·2H2O
Ca(OH)2+2HF→CaF2+ 2H2O
石灰-亚硫酸钙法工艺特点 ：
1、设备总投资低，运行成本费低，维修工作量小，设备使用率很高；
2、占地面积小，适合新老机组，特别是中、小机组烟气脱硫的改造；
3、能够脱除SO3、 HCL、HF等，增加活性碳粉，还可以脱出二恶英；
存在问题：
1、再循环系统易结垢；
2、负荷适应性差；
3、再循环部分易塌床。
三、海水脱硫技术
脱硫原理：由于天然海水中含有大量可溶性盐，主要是氯化钠和硫酸盐，且海水通常呈碱性，这使得海水具有天然的吸收SO2的能力。
主要化学反应如下：
SO2(气)→SO2(液)
SO2(液)＋H2O→SO32－＋2H＋
CO32－＋H＋→HCO3－
HCO3－＋H＋→CO2+ H2O
SO32－＋1/2O2→SO42－
海水脫硫技术特点：
1、技术成熟、工艺简单、运行维护方便、设备投资费用低。
2、系统脱硫效率高。
3、只需要海水，不需任何添加剂。
4、不存在固体副产品及废水排放。
5、投资及运行费用低；
6、建设周期短，运行维护简单；
存在的问题：
对排放海水区域海生动植物有一定影响，且对影响程度还没有详细的评价。
海水脱硫设备：
1、烟气系统、压缩空气等与石灰石－石膏湿法脱硫一致；
2、SOx吸收系统的吸收塔的形式与石灰石－石膏湿法脱硫一致。
3、暴气系统和石灰石－石膏湿法的氧化系统脱硫原理相同；
4、无制浆等原料系统和脱水等终产物处理系统。
四、其它脱硫技术简介
（一）氨－硫铵法脱硫技术
采用氨水作为脱硫吸收剂，与进入反应塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，主要反应为：
SO2＋H2O＋2NH3 → (NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2＋H2O→2 NH4HSO3
(NH4)2SO3+1/2O2＋H2O→(NH4)2SO4
工艺特点
1）脱硫效率高；
2）对烟气条件变化适 应性强；
3）副产物可作肥料
4）不产生废水和废渣；能耗低；
5）可靠性和实用性高
二）新氨法（NADS）烟气脱硫技术
基本原理： 新氨法在工艺上更为灵活，其原理如下：
SO2＋H2O＋xNH3→(NH4)rH2－rSO3
(NH4)rH2－rSO3＋x/2 H2SO4→x(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O
或
(NH4)rH2－rSO3＋x H3PO4→x(NH4)H2PO4＋SO2↑＋H2O
(NH4)rH2－rSO3＋xH2NO4→xNH4NO4＋SO2↑＋H2O
浓缩后的 SO2气体用于生产高质量的工业硫酸：
SO2＋H2O＋1/2O2→H2SO4
1－引风机；2－再热冷却塔；3－吸收塔；4－中和釜；5－硫铵分离；6－冷凝器；7－干燥塔；8－SO2转化器；9－吸收塔；10－硫铵干燥器
工艺特点：
（1）出口烟气的NH3含量低，氨损耗小；
（2）吸收液的循环量小，气液比大，能耗低；
（3）得到的吸收产品亚硫酸氨浓度较高，适于后期工业应用；
（三）喷雾干燥脱硫技术
脱硫原理：当雾化的石灰浆液在吸收塔中与烟气接触后，浆液中的水分开始蒸发，烟气降温并增湿，在石灰消化槽中产生的Ca(OH)2与SO2反应生成干粉产物。主要反应如下：
生石灰制浆：
CaO+H2O→Ca(OH)2
SO2被液滴吸收： SO2+H2O→H2SO3
吸收剂与SO2的反应： Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O
液滴中CaSO3过饱和沉淀析出： CaSO3(aq) →CaSO3(s)
部分CaSO3(aq)被溶于液滴中的氧氧化生成硫酸钙： CaSO3(aq)+1/2O2→CaSO4(aq)
CaSO4难溶于水，便会迅速沉淀析出固态CaSO4：
CaSO4(aq) →CaSO4(s)
工艺流程包括：
1、吸收剂制备； 2、吸收剂浆液雾化；3、雾粒与烟气的接触混合； 4、液滴蒸发与SO2吸收；5、灰渣排出； 6、灰渣再循环其中；2～4在喷雾干燥吸收塔内进行
工艺特点：喷雾干燥法具有结构简单、投资较少、运行能耗低、运行费用低等优点。产生的最终产物是固态，易于处理。如果应用于已建电厂的改造，电厂原有的除尘器和灰处理设备可继续使用。
主要问题：石灰利用率太低，一般50％左右。
四）炉内喷钙尾部增湿脱硫技术
该工艺的化学过程可以分为两段，一段炉内喷钙脱硫和二段炉后增湿活化。
CaCO3→CaO＋CO2↑
CaO＋SO2＋1/2O2→CaSO4
CaO＋SO3→CaSO4
Ca(OH)2+ SO2→CaSO3+ H2O
CaSO3+1/2O2→CaSO4
工艺特点：此工艺在Ca/S =1.5-2时，经过干灰再循环，可以使脱硫效率达到75%-80%。由于其工艺简单，无废水等污染，且投资和运行费用低，投资仅为石灰石－石膏湿法脱硫工艺的30%左右，运行费用为80%左右，因此在电厂改造和中小型锅炉中应用较广。
五）炭法脫硫技术
脱硫原理：炭法烟气脱硫技术是利用炭材料的吸附性能或催化氧化性能脱除烟气中二氧化硫，其脱硫原理如下：
吸附：SO2(g) →SO2*
O2(g) →2O*
H2O(g) →H2O*
催化氧化：SO2*+ O*→SO3*
水和：SO3*+ H2O*→H2SO4*
稀释: H2SO4*+ nH2O*→(H2SO4·nH2O)* （式中，*表示吸附态）
炭法脱硫吸收剂：（1）活性炭；（2）改性活性炭；（3）活性焦；（4）活性炭纤维；
工艺特点：与其它烟气脱硫工艺相比，炭法烟气脱硫技术具有以下特点：
(1)工艺流程短，设备少，占地较少。
(2)由于工艺简单，脱硫原料消耗少，脱硫投资和运行费用较低。
(3)水消耗量小，适用于水资源缺乏地区。
(4)脱硫产物为工业上广泛应用的硫酸，可实现资源化利用。
参考文献
1 刘齐天.三废处理工程技术手册(废气卷)。北京；化学工业出版社，1999。
2 杨丽芳,何家宁,徐晓军等.湿式旋流脱硫除尘一体化装置在燃煤锅炉烟气净化上的应用.环境工程报.2007,1(4):97~100。
3、童伟刚,姚雪荣,莫伟标.烟气脱硫方法分析及脱硫石膏的应用途径。
关键词 ：烟气脱硫；石灰石－石膏湿法脱硫；石灰-亚硫酸钙法；
中图分类号： TF704 文献标识码： A 文章编号：
烟气脱硫技术是目前解决因使用化石原料而产生的烟气中SOx的主要方法。当然，烟气脱硫技术中，资源的综合循环利用，“变废为宝”是我们的追求目标。
什么是“烟气脱硫技术”？用简单、通俗的说法，就是：一种将烟气中SOx进行分离，转化为一种长期稳定、不对周边环境造成二次污染的物质的方法。这是我们最基本的需求。同时，这种终产物的综合利用，也是我们选择何种烟气脱硫技术路线综合考量因素之一。
目前国内外关于锅炉烟气脱硫的方法主要有以下几种：
石灰石－石膏湿法脱硫技术
基本脱硫原理：烟气从吸收塔底部进入吸收塔，通过与吸收塔中部及中上部喷淋的石灰石浆液进行充分接触、反应，达到脱除SOx的目的。脱除了SOx的烟气通过吸收塔顶部的除雾器除掉烟气中携带的水滴后通过吸收塔顶部排出吸收塔外。使用过的石灰石浆液汇集到吸收塔底部流出，这部分浆液被分为两部分，一部分通过再循环泵重新泵送到吸收塔进行使用，一部分排入石膏制备部分（排放多少根据仪表监测，根据PH值、浊度等数据判断），然后排入污水处理部分。石灰石—石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性高，是应用最广的脱硫技术。
1.吸收反应
主要设备：烟气挡板门、增压风机、吸收塔、除雾器、搅拌器、再循环泵、喷嘴、循环泵等。
喷嘴是喷淋塔的关键设备之一，脱硫喷嘴的作用是将浆液喷射为细小的液滴，增加吸收塔内浆液与烟气的接触面积。目前常用的脱硫喷嘴有螺旋喷嘴和偏心喷嘴两种。
石灰石－石膏湿法脱硫技术是目前国内比较流行的工艺，其实用性及技术成熟程度相对其他技术有比较大的优势。
石灰石－石膏湿法脱硫技术不足之处:
1、造价高；
2、当液体负荷较小时传质效率降低；
3、不能直接用于有悬浮物或容易聚合产生结构的物料；
4、对固体脱硫剂易结垢。
二、石灰-亚硫酸钙法(烟气循环流化床法)
石灰-亚硫酸钙法脱硫原理：循环流化床烟气脱硫技术是把循环流化床技术引入烟气脱硫领域后，开发的新干法/半干法脱硫工艺。 循环流化床脱硫技术的主要化学反应如下：
Ca(OH)2+ SO2→CaSO3 ·1/2H2O+1/2H2O
Ca(OH)2+ SO3→CaSO4·1/2H2O+1/2H2O
CaSO3 ·1/2H2O + 1/2O2→CaSO4·1/2H2O
Ca(OH)2+ CO2→CaCO3+ H2O
Ca(OH)2+2HCl→CaC12·2H2O
Ca(OH)2+2HF→CaF2+ 2H2O
石灰-亚硫酸钙法工艺特点 ：
1、设备总投资低，运行成本费低，维修工作量小，设备使用率很高；
2、占地面积小，适合新老机组，特别是中、小机组烟气脱硫的改造；
3、能够脱除SO3、 HCL、HF等，增加活性碳粉，还可以脱出二恶英；
存在问题：
1、再循环系统易结垢；
2、负荷适应性差；
3、再循环部分易塌床。
三、海水脱硫技术
脱硫原理：由于天然海水中含有大量可溶性盐，主要是氯化钠和硫酸盐，且海水通常呈碱性，这使得海水具有天然的吸收SO2的能力。
主要化学反应如下：
SO2(气)→SO2(液)
SO2(液)＋H2O→SO32－＋2H＋
CO32－＋H＋→HCO3－
HCO3－＋H＋→CO2+ H2O
SO32－＋1/2O2→SO42－
海水脫硫技术特点：
1、技术成熟、工艺简单、运行维护方便、设备投资费用低。
2、系统脱硫效率高。
3、只需要海水，不需任何添加剂。
4、不存在固体副产品及废水排放。
5、投资及运行费用低；
6、建设周期短，运行维护简单；
存在的问题：
对排放海水区域海生动植物有一定影响，且对影响程度还没有详细的评价。
海水脱硫设备：
1、烟气系统、压缩空气等与石灰石－石膏湿法脱硫一致；
2、SOx吸收系统的吸收塔的形式与石灰石－石膏湿法脱硫一致。
3、暴气系统和石灰石－石膏湿法的氧化系统脱硫原理相同；
4、无制浆等原料系统和脱水等终产物处理系统。
四、其它脱硫技术简介
（一）氨－硫铵法脱硫技术
采用氨水作为脱硫吸收剂，与进入反应塔的烟气接触混合，烟气中SO2与氨水反应，生成亚硫酸铵，与空气进行氧化反应，生成硫酸铵溶液，主要反应为：
SO2＋H2O＋2NH3 → (NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2＋H2O→2 NH4HSO3
(NH4)2SO3+1/2O2＋H2O→(NH4)2SO4
工艺特点
1）脱硫效率高；
2）对烟气条件变化适 应性强；
3）副产物可作肥料
4）不产生废水和废渣；能耗低；
5）可靠性和实用性高
二）新氨法（NADS）烟气脱硫技术
基本原理： 新氨法在工艺上更为灵活，其原理如下：
SO2＋H2O＋xNH3→(NH4)rH2－rSO3
(NH4)rH2－rSO3＋x/2 H2SO4→x(NH4)2SO4＋SO2↑＋H2O
或
(NH4)rH2－rSO3＋x H3PO4→x(NH4)H2PO4＋SO2↑＋H2O
(NH4)rH2－rSO3＋xH2NO4→xNH4NO4＋SO2↑＋H2O
浓缩后的 SO2气体用于生产高质量的工业硫酸：
SO2＋H2O＋1/2O2→H2SO4
1－引风机；2－再热冷却塔；3－吸收塔；4－中和釜；5－硫铵分离；6－冷凝器；7－干燥塔；8－SO2转化器；9－吸收塔；10－硫铵干燥器
工艺特点：
（1）出口烟气的NH3含量低，氨损耗小；
（2）吸收液的循环量小，气液比大，能耗低；
（3）得到的吸收产品亚硫酸氨浓度较高，适于后期工业应用；
（三）喷雾干燥脱硫技术
脱硫原理：当雾化的石灰浆液在吸收塔中与烟气接触后，浆液中的水分开始蒸发，烟气降温并增湿，在石灰消化槽中产生的Ca(OH)2与SO2反应生成干粉产物。主要反应如下：
生石灰制浆：
CaO+H2O→Ca(OH)2
SO2被液滴吸收： SO2+H2O→H2SO3
吸收剂与SO2的反应： Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O
液滴中CaSO3过饱和沉淀析出： CaSO3(aq) →CaSO3(s)
部分CaSO3(aq)被溶于液滴中的氧氧化生成硫酸钙： CaSO3(aq)+1/2O2→CaSO4(aq)
CaSO4难溶于水，便会迅速沉淀析出固态CaSO4：
CaSO4(aq) →CaSO4(s)
工艺流程包括：
1、吸收剂制备； 2、吸收剂浆液雾化；3、雾粒与烟气的接触混合； 4、液滴蒸发与SO2吸收；5、灰渣排出； 6、灰渣再循环其中；2～4在喷雾干燥吸收塔内进行
工艺特点：喷雾干燥法具有结构简单、投资较少、运行能耗低、运行费用低等优点。产生的最终产物是固态，易于处理。如果应用于已建电厂的改造，电厂原有的除尘器和灰处理设备可继续使用。
主要问题：石灰利用率太低，一般50％左右。
四）炉内喷钙尾部增湿脱硫技术
该工艺的化学过程可以分为两段，一段炉内喷钙脱硫和二段炉后增湿活化。
CaCO3→CaO＋CO2↑
CaO＋SO2＋1/2O2→CaSO4
CaO＋SO3→CaSO4
Ca(OH)2+ SO2→CaSO3+ H2O
CaSO3+1/2O2→CaSO4
工艺特点：此工艺在Ca/S =1.5-2时，经过干灰再循环，可以使脱硫效率达到75%-80%。由于其工艺简单，无废水等污染，且投资和运行费用低，投资仅为石灰石－石膏湿法脱硫工艺的30%左右，运行费用为80%左右，因此在电厂改造和中小型锅炉中应用较广。
五）炭法脫硫技术
脱硫原理：炭法烟气脱硫技术是利用炭材料的吸附性能或催化氧化性能脱除烟气中二氧化硫，其脱硫原理如下：
吸附：SO2(g) →SO2*
O2(g) →2O*
H2O(g) →H2O*
催化氧化：SO2*+ O*→SO3*
水和：SO3*+ H2O*→H2SO4*
稀释: H2SO4*+ nH2O*→(H2SO4·nH2O)* （式中，*表示吸附态）
炭法脱硫吸收剂：（1）活性炭；（2）改性活性炭；（3）活性焦；（4）活性炭纤维；
工艺特点：与其它烟气脱硫工艺相比，炭法烟气脱硫技术具有以下特点：
(1)工艺流程短，设备少，占地较少。
(2)由于工艺简单，脱硫原料消耗少，脱硫投资和运行费用较低。
(3)水消耗量小，适用于水资源缺乏地区。
(4)脱硫产物为工业上广泛应用的硫酸，可实现资源化利用。
参考文献
1 刘齐天.三废处理工程技术手册(废气卷)。北京；化学工业出版社，1999。
2 杨丽芳,何家宁,徐晓军等.湿式旋流脱硫除尘一体化装置在燃煤锅炉烟气净化上的应用.环境工程报.2007,1(4):97~100。
3、童伟刚,姚雪荣,莫伟标.烟气脱硫方法分析及脱硫石膏的应用途径。