烟气脱硫技术的发展现状与趋势

摘 要：随着社会和经济的迅速发展，环境污染问题日益突显，严重危害人们的身心健康，影响社会的可持续发展，逐渐成为威胁生存和发展的重大社会问题。目前，我国的空气污染较为严重，主要污染物为二氧化硫和烟尘，二氧化硫排放量约为百分之六十到七十，因此，发展低成本、高效率的脱硫技术显得尤为重要。本文对烟气脱硫技术的发展现状与趋势进行了探讨。

关键词：烟气脱硫；技术；发展趋势

中图分类号：TF704.3 文献标识码：A

引言

随着工业的快速发展,对煤炭的需求量不断的增加,长期以来我国的燃料都是以燃煤为主,这样在长期的烟气排放过程中,对大气污染带来了严重的影响,在大气污染中的尘和酸雨所带来的危害是最为严重的,同时随着排放量的增加,污染程度也在不断的加剧,所以针对这类污染源,需要做好燃气排放过程中的SO2的脱硫工作,从而改善其对大气的污染程度。

一、我国现有的烟气脱硫技术

1、石灰石—石膏湿法脱硫技术

基本原理为烟气首先进入电除尘器除去粉尘，再进入换热器冷却，最后进入吸收塔，在向上流动的过程中SO2与吸收剂发生化学反应，生成CaSO3。洁净烟气在换热器中加热以后排放，CaSO3与氧气发生反应生成石膏。

此技术具有处理烟气量大、脱硫效率高、脱硫所需原料分布广泛、价格便宜、煤种适应性好且脱硫装置的运行不影响锅炉性能的优点，除此以外脱硫产物(石膏)还能够作为水泥生产的原料，具有广阔的应用前景。同时，也存在易堵塞、结垢、硫酸钙腐蚀和机械故障等问题，而且能源消耗较大，需要处理废水，投资运行费用较高。

2、喷雾干燥法脱硫技术

喷雾干燥法的基本原理是使用石灰浆作为脱硫剂，在吸收塔内石灰浆与烟气中的二氧化硫接触发生化学反应生产亚硫酸钙和硫酸钙，然后再利用烟气中的热量汽化雾滴，将干燥后的未被脱硫的粉末带走。喷雾干燥法不仅能够脱除SO2，而且对SO3和Cl-的脱除率也较高，一般可达到95%。该方法没有废水产生，无需废水处理设施。干燥塔内运行温度比饱和温度高，净化后的烟气无需再热设备，其能耗仅为湿法脱硫工艺的一半，在中、小型电厂中应用较多。喷雾干燥法通常会引入石灰，一定程度上影响了脱硫产物的综合利用，运行成本较高。同时，此方法还存在雾化喷嘴易堵塞磨损、固态物易沉积、浆池、料箱和管道易结垢、除尘设备易引起局部腐蚀的缺陷，导致脱硫剂的利用率较低，通常只有45%-55%。

3、海水烟气脱硫技术

天然海水含有大量的碱性可溶性盐，自然碱度通常为1.2~2.5mol/L，具有天然的酸碱缓冲能力和吸收SO2的能力。

基本原理为冷却后的烟气进入吸收塔，与海水在塔板上逆向接触去除SO2。清洁烟气经除雾后排放，吸收了SO2的海水进入曝气池进行曝气处理，待水质充分恢复后返回大海。海水脱硫工艺比较适合于燃烧中低硫煤的沿海电厂，其工艺比较简单，投资及运行费用较低，不存在废弃物处理问题，且脱硫效率较高。

4、脉冲电晕放电等离子体烟气脱硫脱硝技术

基本原理为将脉冲电源产生的高电压脉冲加在反应器电极上，使其产生强电场，部分烟气分子在强电场作用下发生电离作用产生电子，电子在强电场的加速下获得能量成为高能电子，高能电子可以激活、裂解、电离其他烟气分子，进而产生OH-、O2、H2O等多种活性粒子和自由基。在反应器里，烟气中的SO2、NOX被氧化为高阶氧化物SO3，与烟气中的H2O发生化学反应生成H2SO4，在有NH3或其他中和物注入情况下，生成(NH4)2SO4的气溶胶。

该工艺具有装置简单、运行成本低、有害污染物清除彻底、不产生二次污染等优点，不仅可以脱硫脱硝，同时还能够除尘，副产物本身就是很好的化肥。该技术未能广泛应用最大的问题在于能耗较高。

5、湿法烟气脱硫除尘一体化净化技术

湿法除尘的基本原理是创造烟气与水接触的机会，在水中加入脱硫剂，那么除尘同时又能脱硫。湿式除尘机理可归纳为以下几点:利用惯性、布朗运动、表面张力和重力作用使尘粒被液滴、液膜截留、粘附；尘粒增湿相互凝聚，蒸汽以尘为凝结核凝结，增强尘料的凝聚性，强化上述除尘作用；热泳力、静电力使尘粒在液面上聚集而除去。

6、电子束氨法烟气脱硫脱硝工业化技术脱硫

电子束氨法烟气脱硫脱硝的基本原理是经过净化的烟气首先进入冷却塔调节温度和湿度，然后进入反应器，遇到电子束辐照产生多种活性基团，烟气中的SO2和NOx被这些活性基团氧化，形成相应的酸，酸再与氨反应，生成硫酸氨和硝酸氨微粒。

该工艺流程简单，投资不到湿法脱硫工艺的70%，能够高效率脱除烟气中的SO2，装置运行操作简便负荷跟踪能力强；该技术有充分挖掘电子束辐照烟气脱硫脱硝技术的潜力，具有投资及运行费用低、运行维护简便、可靠性高、副产物是有用的氨料、无二次污染等优点，具有很大的应用空间。

二、烟气脱硫存在的问题

1、烟气脱硫技术和设备国产化问题

从九十年代开始我国所建成的大部分工业脱硫装置和一些大型的示范性工程中,其技术和设备多为国外引进的,虽然也有一些国产类所脱硫设备也进入了市场,但普遍存在着运行效率低、稳定性差等缺点。同时我国正规的脱硫公司和脱硫服务公司还较少,且技术都处于落后的状态,多数情况下所需要的设计和技术都由国外脱硫公司做为技术支持。

2、脱硫技术自身的缺陷

目前我国的脱硫技术有湿法脱硫和干法脱硫二种,都脱硫率都较低,湿法脱硫率相对来说还高于干法脱硫率,但不管是干法脱硫还是湿法脱硫所产生的废渣和废水都会造成二次污染,这些物质所含成分复杂,难于处理,会给环境造成再次的污染,同时在脱硫过程中对设备的腐蚀性较大,脱硫的费用也较高,难以保证稳定的运行,脱完硫后的二氧化硫没有达到循环再利用,造成了严重的浪费。

3、脱硫成本和产物出路问题

目前大多数设备都是由国外引进的,这些设备引进的成本非常高,同时运行时也需要大量的成本,光这一项投入成本就会占有电厂投资的百分之二十左右,投资量和运行费用都较大,部分电厂无力负担。同时不管是国外引进的设备还是国内自行研制的设备,在脱硫后所产生的产物都无法实现循环利用,只能做为废弃物处理,这样不仅造成了严重的浪费,同时也对环境造成了二次的污染。

三、烟气脱硫技术的发展趋势

我国是一个发展中国家，能源消耗主要以煤炭为主，煤炭燃烧会产生大量的 SO2污染大气。 加强对 SO2污染的治理， 不仅会带来巨大的经济效益， 同时也具有不可估量的社会效益。因此， 控制 SO2对大气环境的污染是我国开展环保工作的重点之一。

目前， 国内许多科研单位及高等院校通过各种方式积极研究新型烟气脱硫技术，如与国内外大型企业合作、 申请国家自然基金等。新技术具有脱硫效率高、 硫可回收利用、 脱硫剂再生容易、 损失率低、 投资和运行费用较低、 不产生二次污染的优点。 目前我国火电厂烟气脱硫工程的设备都是从国外进口， 而国内负责土建以及安装。我们必须较快实现火电厂烟气脱硫技术以及设备的国产化以提高对二氧化硫的治理力度。这样不但可以降低工程投资， 还能促进我国机电行业技术进步， 提高机电制造企业的竞争能力。

结束语

随着我国工业化进程发展速度日益加快，SO2的排放量也在日趋增加。大气污染物中SO2是最主要的污染物之一，对工业烟气中SO2含量的控制是目前环保工作中刻不容缓的课题。

参考文献:

［1］朱培怡，王海增，郭鲁钢．氧化镁强化浓海水吸收低浓度二氧化硫的实验研究［J］．环境工程学报，2009，3(2):306-310．

［2］满伯乾．Na2S溶液吸收SO2烟气制S单质研究［D］．长沙:中南大学，2011．