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  脫硫塔是對工業(yè)三廢開展脫硫處理的塔式機(jī)械設(shè)備。一般而言，脫硫大型脫硫設(shè)備可稱作脫硫塔，用以燃煤鍋爐和窯爐脫硫的小型除塵裝置多稱作脫硫除塵設(shè)備。

  為了能加強吸附操作過程，提升脫硫效率，減少設(shè)備的投資和運轉(zhuǎn)花費，脫硫塔和脫硫除塵設(shè)備應(yīng)滿足下面的基本標(biāo)準(zhǔn)：

  （1）氣液間有比較大的觸碰面積和一定的觸碰的時間。

  （2）氣液間振蕩很強，吸附的阻力小，對SO2的吸附工作效率高。

  （3）操作比較穩(wěn)定，要有合適的操作延展性。

  （4）氣流可以通過時的壓力降要小。

  （5）結(jié)構(gòu)比較簡單，制造及維修保養(yǎng)方便，工程預(yù)算便宜，使用期限長。

  （6）不結(jié)垢，不阻塞，抗磨損，抗腐蝕。

  （7）能源消耗低，不產(chǎn)生二次環(huán)境污染。

  脫硫塔原理

  工作原理

  煙氣經(jīng)除塵后，通過脫硫塔入口區(qū)從漿液池上部進(jìn)入塔體，在脫硫塔內(nèi)，熱煙氣逆流向上與自上而下的漿液（循環(huán)噴射）接觸發(fā)生化學(xué)吸收反應(yīng)，并被冷凝。添加的石灰石漿液由石灰石漿泵輸送至脫硫塔，與脫硫塔內(nèi)的漿液混合，混合漿液經(jīng)循環(huán)泵向上輸送由多層噴嘴噴出。漿液從煙氣中吸收硫的氧化物（SOx）以及其它酸性物質(zhì)，在液相中硫的氧化物（SOx）與碳酸鈣反應(yīng)，形成亞硫酸鈣。脫硫塔自上而下可分為吸收區(qū)和氧化結(jié)晶區(qū)兩部分：上部吸收區(qū)PH值較高，有利于SO2等酸性物質(zhì)的吸收；下部氧化區(qū)域在低PH值下運行，有利于石灰石的溶解及副產(chǎn)品的生成。從脫硫塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10，生成石膏產(chǎn)品。脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器或加熱器升溫后，由煙囪排入大氣。由于在脫硫塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高。

  工藝原理

  煙氣進(jìn)入噴淋脫硫塔筒體，在噴淋脫硫塔內(nèi)部上升階（流速在1.5-2m/s）與吸收劑漿液噴霧形成較液接觸界面，煙氣與液體霧粒逆流充份接觸，在霧粒降落過程中吸收SO2 并捕捉塵粒，濕潤的塵粒向下流入脫硫塔底部，從溢流孔排出進(jìn)入沉淀池。在筒體內(nèi)上升的凈化后的氣體經(jīng)過氣水分離器除霧脫水，完成整個除塵脫硫程序，之后通過筒體上部錐體部分引出。廢液通過筒體底部溢流孔排入沉淀池，（溢流孔有水封防止漏氣，并設(shè)有清理孔便于進(jìn)行筒體底部清理）經(jīng)沉淀（除灰）并加堿（再生）后循使用。同時，為了方便脫硫系統(tǒng)的檢修和應(yīng)付緊急情況，有條件情況下可并建一旁路煙道。

  脫硫技術(shù)

  煙氣脫硫根據(jù)吸收劑和脫硫產(chǎn)物在脫硫中的狀態(tài)，可以分為：濕法煙氣脫硫技術(shù)、干法煙氣脫硫技術(shù)、半干法煙氣脫硫技術(shù) 。

  （1）干法脫硫

  典型的干法脫硫系統(tǒng)是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。以石灰石為例，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈣，達(dá)到脫硫的目的。

  干法煙氣脫硫技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中已經(jīng)有應(yīng)用于于大型轉(zhuǎn)爐和高爐的例子，對于中小型高爐該方法則不太適用。干法脫硫技術(shù)的優(yōu)點是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴(kuò)散，不會產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小;其缺點是脫硫效率較低，設(shè)備龐大、投資大、占地面積大，操作技術(shù)要求高。

  常用的干法煙氣脫硫技術(shù)有：

  ①活性碳吸附法

  典型的干法脫硫系統(tǒng)是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。以石灰石為例，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈣，達(dá)到脫硫的目的。

  干法煙氣脫硫技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中已經(jīng)有應(yīng)用于于大型轉(zhuǎn)爐和高爐的例子，對于中小型高爐該方法則不太適用。干法脫硫技術(shù)的優(yōu)點是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴(kuò)散，不會產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小;其缺點是脫硫效率較低，設(shè)備龐大、投資大、占地面積大，操作技術(shù)要求高。

  ②電子束輻射法

  原理：用高能電子束照射煙氣，生成大量的活性物質(zhì)，將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進(jìn)一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收。

  ③荷電干式吸收劑噴射法

  原理：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)，使吸收劑帶有靜電荷，當(dāng)吸收劑被噴射到煙氣流中，吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表面充分暴露，使脫硫效率大幅度提高。此方法為干法處理，無設(shè)備污染及結(jié)垢現(xiàn)象，不產(chǎn)生廢水廢渣，副產(chǎn)品還可以作為肥料使用，無二次污染物產(chǎn)生，脫硫率大于90%，而且設(shè)備簡單，適應(yīng)性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產(chǎn)生高能電子;對于一般的大型企業(yè)來說，需大功率的電子槍，對人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運行和維護(hù)要求高。

  ④金屬氧化物脫硫法

  原理：根據(jù)SO2是一種比較活潑的氣體的特性，氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對SO2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成金屬鹽。然后對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法，雖然沒有污水、廢酸，不造成污染，但是此方法也沒有得到推廣，主要是因為脫硫效率比較低，設(shè)備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術(shù)的關(guān)鍵是開發(fā)新的吸附劑。

  （2）濕法脫硫

  濕法煙氣脫硫技術(shù)有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。

  ①石灰石/石灰-石膏法

  原理：是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸鈣，經(jīng)分離的亞硫酸鈣(CaSO3)可以拋棄，也可以氧化為硫酸鈣(CaSO4)，以石膏形式回收。是目前世界上技術(shù)成熟、運行狀況穩(wěn)定的脫硫工藝，脫硫效率達(dá)到90%以上。

  目前傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝在現(xiàn)在的中國市場應(yīng)用是比較廣泛的，其采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于其溶解度較小，極易在脫硫塔內(nèi)及管道內(nèi)形成結(jié)垢、堵塞現(xiàn)象。對比石灰石法脫硫技術(shù)，雙堿法煙氣脫硫技術(shù)則克服了石灰石—石灰法容易結(jié)垢的缺點。

  ②間接石灰石-石膏法

  常見的間接石灰石-石膏法有：鈉堿雙堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理：鈉堿、堿性氧化鋁(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2，生成的吸收液與石灰石反應(yīng)而得以再生，并生成石膏。該法操作簡單，二次污染少，無結(jié)垢和堵塞問題，脫硫效率高，但是生成的石膏產(chǎn)品質(zhì)量較差。

  ③檸檬吸收法

  原理：檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有較好的緩沖性能，當(dāng)SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時，煙氣中的SO2與水中H發(fā)生反應(yīng)生成H2SO3

  絡(luò)合物,SO2吸收率在99%以上。這種方法僅適于低濃度SO2煙氣，而不適于高濃度SO2氣體吸收，應(yīng)用范圍比較窄。另外，還有海水脫硫法、磷銨復(fù)肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術(shù)。

  該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應(yīng)器進(jìn)行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡單，需場地較小，適合于在我國開發(fā)應(yīng)用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發(fā)邊反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。

  （3）半干法脫硫

  半干法煙氣脫硫技術(shù)包括：

  ①噴霧干燥法脫硫

  噴霧干燥脫硫方法是利用機(jī)械或氣流的力量將吸收劑分散成極細(xì)小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積，在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)的脫硫方法。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下，此種方法的脫硫率65%～85%。其優(yōu)點：脫硫是在氣、液、固三相狀態(tài)下進(jìn)行，工藝設(shè)備簡單，生成物為干態(tài)的CaSO 、CaSO ，易處理，沒有嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和堵塞情況，耗水也比較少。缺點：自動化要求比較高，吸收劑的用量難以控制，吸收效率不是很高。所以，選擇開發(fā)合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。

  ②半干半濕法脫硫

  半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法，其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間，該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。這種技術(shù)的特點是：投資少、運行費用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術(shù)，但仍可達(dá)到70%tn，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠。工業(yè)中常用的半干半濕法脫硫系統(tǒng)與濕法脫硫系統(tǒng)相比，省去了制漿系統(tǒng)，將濕法脫硫系統(tǒng)中的噴入Ca(OH)：水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)：粉末和水霧。與干法脫硫系統(tǒng)相比，克服了爐內(nèi)噴鈣法SO2和CaO反應(yīng)效率低、反應(yīng)時間長的缺點，提高了脫硫劑的利用率，且工藝簡單，有很好的發(fā)展前景。

  ③粉末一顆粒噴動床脫硫

  技術(shù)原理：含SO2的煙氣經(jīng)過預(yù)熱器進(jìn)入粉粒噴動床，脫硫劑制成粉末狀預(yù)先與水混合，以漿料形式從噴動床的頂部連續(xù)噴入床內(nèi)，與噴動粒子充分混合，借助于和熱煙氣的接觸，脫硫與干燥同時進(jìn)行。脫硫反應(yīng)后的產(chǎn)物以干態(tài)粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術(shù)應(yīng)用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，而且對環(huán)境的影響很小。但進(jìn)氣溫度、床內(nèi)相對濕度、反應(yīng)溫度之間有嚴(yán)格的要求，在漿料的含濕量和反應(yīng)溫度控制不當(dāng)時，會有脫硫劑粘壁現(xiàn)象發(fā)生。

  ④煙道噴射脫硫

  該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應(yīng)器進(jìn)行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡單，需場地較小，適合于在我國開發(fā)應(yīng)用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發(fā)邊反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。

  每種脫硫方式都有各自的優(yōu)缺點，相比干法煙氣脫硫技術(shù)難以避免的脫硫效率不足，設(shè)備巨大以及反應(yīng)速率相對慢等問題，濕法煙氣脫硫技術(shù)的脫硫率有大幅度提高，并且裝置更為精簡，反應(yīng)速率也更快。與此同時，濕法煙氣脫硫也面臨著各種問題，如腐蝕情況嚴(yán)苛，運營維護(hù)的成本較高，容易產(chǎn)生再次的污染等等。但總的來說，由于濕法煙氣脫硫工藝成熟，對于煤炭質(zhì)量的適用范圍更寬，因負(fù)荷波動產(chǎn)生的影響較小，濕法煙氣脫硫已經(jīng)成為國內(nèi)外主流的技術(shù)工藝。