2022《安全环境环保技术》之湿法烟气脱硫技术的现状与进展.docx

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湿法烟气脱硫技术的现状与进展

摘要：综述了国内外湿法烟气脱硫技术的现状,比较了不同工艺的优缺点;总结了各种烟气脱硫技术的主要研究方向及最新研究进展,指出了完善的湿法烟气脱硫工艺应包含高效的烟气脱硫技术、脱硫副产物的资源综合利用技术以及脱硫废水(近)零排放处理技术。
目前，我国以煤炭为主的能源结构不会改变。煤炭燃烧排放的烟气中含有大气污染的主要成分SO2，SO2会严重污染大气环境、破坏生态平衡、危害人类及动植物的健康、导致出现大面积酸雨、腐蚀破坏建筑物，对人类的生存环境和生态环境危害巨大。脱硫的方法有很多种，主要分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫;燃烧后脱硫，又称烟气脱硫，是治理SO2污染的主要技术手段。烟气脱硫技术按脱硫剂及脱硫产物的干湿形态可分为湿法、干法及半干法三大类。湿法脱硫技术因其脱硫效率高、运行可靠性高、技术成熟等优点得到广泛应用。2014年国家发展改革委印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014～2020年)》，由于燃煤是SO2污染物的主要来源，可以预见未来SO2排放标准仍会降低。本文主要介绍湿法烟气脱硫技术的研究现状以及最新进展，阐述了湿法烟气脱硫技术的未来发展方向。
1湿法烟气脱硫技术的现状
目前，湿法烟气脱硫主要采用碱性吸收剂法，主要包括石灰石/石灰法、镁法、海水法、双碱法、氨法等，采用不同的碱性吸收剂与烟气接触吸收二氧化硫，产生不同的副产物。
1.1石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫技术
石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫采用CaCO3或Ca(OH)2制成的浆液除去烟气中SO2，然后通过向浆液中通入氧化空气进行强制氧化，主要化学反应包括吸收反应(1)、中和反应(2)、氧化反应(3)和结晶析出(4)。
SO2+H2O→H2SO3→HSO-3+H+(1)
CaCO3+HSO-3→SO2-3+CO2+H2O+Ca2+(2HSO-3+Ca(OH)2→2SO2-3+H2O+Ca2+)(2)
HSO-3+1/2O2→SO2-4+H+(3)
Ca2++SO2-4+H2O→CaSO4·2H2O↓(4)
石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫具有脱硫效率高，运行可靠，适应煤种范围广，脱硫剂资源丰富，价格低廉等优点，是目前燃煤电厂烟气脱硫的主要技术。但该工艺系统占地面积大，运行能耗高，一次建成成本高，管道易堵塞、结垢、磨损，产生大量石膏、废水等缺点。
该脱硫技术采用的吸收剂是难溶性物质CaCO3或微溶性Ca(OH)2，导致SO2吸收反应的进行受到了很大的限制。在实际运行过程，要求较大的循环浆液量，液气比(L/G)往往需要很高才能保证出口二氧化硫浓度达标。为了达到良好的吸收效果，同时避免大投入设备改造工程，通过添加脱硫增效剂来提高脱硫效率也是一个有效的方法。董丽彦等-进行了TR-AGSY脱硫增效剂中试应用，该脱硫增效剂由促溶成分、活性成分、促氧化成分构成，试验表明该脱硫增效剂节能增效效果显著。湿式石灰石石膏法烟气脱硫增效剂作用原理：改善碳酸钙的溶解性、提高SO2的溶解率、加快氧化速率与结晶速率、提高分散性降低结垢等。
该技术目前主要研究方向有三点：(1)优化改进喷淋技术，增强气液接触效果，提高吸收剂利用率;(2)开发更高效率的脱硫增效剂;(3)与其他技术复合联用，以石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫技术为第一步粗脱硫，再联用其他脱硫技术实现超低排放以及满足未来的更低排放标准。
1.2氧化镁湿法烟气脱硫技术
氧化镁湿法烟气脱硫技术采用MgO制成的浆液除去烟气中SO2，产生的亚硫酸镁可以被氧化或者在高温下分解成MgO，可以循环利用但再生成本较高。主要化学包括吸收反应(5)和中和反应(6)。
SO2+H2O→H2SO3-HSO-3+H+(5)
HSO-3+Mg(OH)2→MgSO3+H2O(6)
相较于钙法脱硫，氧化镁湿法烟气脱硫技术具有更高的脱硫效果、设备投资及运行成本维护费用较低、不易堵塞等优点。镁法脱硫剂比钙法脱硫剂的反应活性高10倍之多，可取得较高的脱硫效率;镁法脱硫副产物硫酸镁、亚硫酸镁的溶解度较高，从而可以避免其在系统中结垢、堵塞等问题;镁法脱硫的吸收塔设计高度仅为钙法的2/3，同时循环浆液量比钙法还小，这样就大大降低了运行能耗。
目前，国内应用氧化镁湿法烟气脱硫技术的燃煤电厂大部分采用抛弃法，即脱硫产物直接进行填埋抛弃，不仅容易造成环境污染和资源浪费，而且每年仅在脱硫产物运输上需要额外支出一大笔费用。
赵丹等将氧化镁烟气脱硫废渣应用于废水脱氮除磷，对氨氮和磷酸根的去除率分别可达87%和98%，该方法不仅解决了固废的处理问题，还以废治废，降低药剂成本，具有良好的应用前景。刘阳等研究了氧化镁烟气脱硫废渣在废水除磷中的应用，磷的去除率可高达99.4%，除