国内外烟气治理技术调研

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1、锅炉烟气治理技术调研1　引言随着世界人口的膨胀和人类社会的发展进步，大气酸化问题日益严重，导致了地球生态环境的破坏，给人类造成了巨大的损失和伤害。大气酸化的主要原因是机车发动机及燃煤发电、钢铁、水泥等工业废气，这些废气中含有CO，CO2，NOx，CnHm，SO2及烟尘等，其中，SO2和NOx(尤其是NO)是危害最为严重，也最难脱除的污染物。因此，许多国家对SO2和NOx排放量的限制都有严格的规定。由于我国的城市污染为煤烟型污染，高水平的SO2和烟尘污染共同作用，造成对人体健康的经济损失约为950亿元(1995年

2、)，占本国生产总值的1.6%，1995年全国SO2排放量达2370万t，居世界第一位，SO2排放量持续增加使我国的酸雨发展迅速，严重的酸性降水和脆弱的生态系统使我国的经济损失严重。工业生产过程产生NOx都与燃料燃烧有关。化石燃料(煤、石油和天然气)燃烧过程中NOx的生成有二种机理:含氮燃料的氧化(燃料NOx)；空气中的氮在高温下与氧化合(热NOx)；燃料自由基与氮气反应生成HCN中间体进而氧化生成(快速NOx)。NOx的危害主要有如下二个方面:①直接损害人类健康和动植物的机体，超过一定浓度的NOx会影响动物的肺

3、功能；②是酸雨形成的重要来源；③对另一种污染物O3及光化学烟雾的形成起催化作用。2　脱硫技术国内外已经建成的烟气脱硫设施以燃煤电厂居多，脱硫技术的研究也以电厂为主，石油炼化企业脱硫技术研究可在一定程度上借鉴电厂烟气脱硫已有的成熟技术。目前，按副产物的形态，烟气脱硫技术可分为湿法、干法、半干法三种。·湿法烟气脱硫技术(WFGD)　吸收剂在液态下与SO2反应，脱硫产物也为液态。该法脱硫效率高、运行稳定，但投资和运行维护费用高、系统复杂、脱硫后产物较难处理、易造成二次污染。·干法烟气脱硫技术(DFGD)脱硫吸收和产物

4、处理均在干状态下进行。该法系统简单、无污水和废酸排出、设备腐蚀小、运行费用低，但脱硫效率较低。·半干法烟气脱硫技术(SDFGD)　半干法吸取了湿法和干法的优点，脱硫剂在湿态下脱硫，16脱硫产物以干态排出。该法既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又具有干法无污水和废酸排出、硫后产物易于处理的优点。2.1湿法烟气脱硫技术优点:湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快，脱硫效率高，一般均高于90%，技术成熟，适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量

5、的80%以上。缺点:生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高、系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。分类:常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。2.1.1石灰石/石灰－石膏法原理:是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙(CaO3S)可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙(CaSO4)，以石膏形式回收。这是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到9

6、0%以上。2.1.2间接石灰石－石膏法常见的间接石灰石－石膏法有:钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理:钠碱、碱性氧化铝(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。2.1.3柠檬吸收法原理:柠檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有较好的缓冲性能，当SO2气体通过柠檬酸盐液体时，烟气中的SO2与水中H+发生反应生成H2SO3络合物，SO2吸收率在99%以上。

7、这种方法仅适于低浓度SO2烟气，而不适于高浓度SO2气体吸收，应用范围比较窄。另外，还有海水脱硫法、磷铵复肥法、液相催化法等湿法烟气脱硫技术。2.2干法烟气脱硫技术优点:干法烟气脱硫技术为气同反应，相对于湿法脱硫系统来说，16具有设备简单、占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等优点。缺点:反应速度慢，脱硫率低，先进的可达60～80%。但目前此种方法脱硫效率较低，吸收剂利用率低，磨损、结垢现象比较严重，在设备维护方面难度较大，设备运行的稳定性、可靠性不高，且寿命较短，限

8、制了此种方法的应用。分类:常用的干法烟气脱硫技术有活性炭吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例，在高温下煅烧时，脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒，它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙，达到脱硫的目的。2.2.1活性炭吸附法原理:SO2被活性炭吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3)，再与