2　湿式脱硫 字串9

　　湿式脱硫是化学法脱硫，烟气中含有的SO₂与碱性循环水相互接触混合发生化学反应。使烟气中的SO₂与循环水中的碱性物质进行中和反应，生成亚硫酸盐或少量硫酸盐，这样SO₂就从烟气中脱出以盐的形式进入循环水中，达到脱硫目的，使烟气得到净化。
　　常用的碱性物质有：石灰(氧化钙，消化后为氢氧化钙)、氨水(氢氧化铵)、氢氧化钠及锅炉炉渣中渣水、工厂中的碱性废水等。

字串8

3　湿式脱硫中脱硫剂的选择

　　采用湿式脱硫法治理锅炉烟气中SO₂的关键主要有两个方面：(1)脱硫设备——保证化学反应完全，要求烟气与循环水(脱硫液)能在设备中充分混合，促使化学反应顺利进行，反应后又可使烟气与循环水相互分离，使排放的烟气保持合理湿度但烟气不带水。同时要求设备防腐蚀性能好，保证设备能长期稳定运行。(2)脱硫剂——选择合适的脱硫剂，水溶性好、不易挥发，可方便操作提高脱硫效率，无二次污染，经济合理。

3.1　NaOH做脱硫剂

　　NaOH水溶性好，可以配制成任意浓度的脱硫液，保证脱硫化学反应中NaOH过量，促使反应完全，保证脱硫效率高，在运行管理中易于操作，由于NaOH价格较高而造成运行费用高。采用NaOH脱硫还有二次污染问题。特别是进入农田可破坏土壤结构，造成土地板结，使农作物减产。燃烧1万t含硫量1.5%的煤如果采用NaOH脱硫(脱硫效率按80%计)需消耗NaOH 150　t，产生的无机盐按硫酸钠计将有266　t。由于运行费用高及二次污染问题，在实际中很少使用。

字串1

3.2　氨水做脱硫剂

字串8

　　氨水与烟气中的SO₂很容易发生化学反应生成亚硫酸铵，采用氨水脱硫效率高，易操作。由于氨水的特性在与烟气混合接触中，除与SO₂发生反应外还能与CO₂发生反应生成碳酸氢氨，在高温烟气的作用下，易挥发的碳酸氢氨可随烟气排放，并放出氨气对空气造成污染。
　　在脱硫过程中，为保证化学反应趋于完全，一般情况要控制氨过量，否则脱硫效率会降低，因为有过量的氨水，就会有易挥发的氨气从循环水中脱出而随烟气排放，造成二次污染，在实际中也很少应用。

字串1

3.3　石灰做脱硫剂 字串7

　　石灰用水化浆变成石灰乳，在静置情况下由石灰经水消化生成的氢氧化钙很快就会沉淀，上清液含氢氧化钙浓度很低。
　　在脱硫过程中是SO₂和氢氧化钙的反应，反应生成物是亚硫酸钙和硫酸钙。这两种钙盐属难溶于水的无机盐易于沉淀分离，所以基本不产生二次污染。而且石灰价格便宜，运行费用低。但由于氢氧化钙难溶于水的特点，用石灰乳脱硫，给脱硫运行操作带来不便。一般情况脱硫液(循环水)池不设搅拌器，只是向循环池内定期投加石灰，这样不能形成石灰乳，在操作中也只是氢氧化钙含量很小的清水在循环，造成脱硫剂缺量，脱硫效率低。
　　含硫量1.5%的煤在燃烧后可产SO₂量的计算如下(以10蒸t/h锅炉为例)：
　　燃煤消耗量　1　400　kg/h，含硫量21　kg，硫燃烧后氧化生成SO₂为42　kg，要从烟气中脱除42　kg　SO₂，最少需要氢氧化钙48.5　kg
　　10　t/h锅炉烟气量为30　000　M³/h，一般脱硫设备在运行中控制气液比不大于1，按0.5计算，每小时脱硫液循环水为：15　000　L
　　循环水中氢氧化钙如不能通过搅拌等措施悬浮起来，而是氢氧化钙饱和溶液进行循环，15　M³/h的循环水只能提供氢氧化钙 0.0285　kg 字串6
　　氢氧化钙缺量为48.471　5　kg
　　在实际应用中，由于管理不善，不能及时补加碱性脱硫剂，只是水在设备中循环，则脱硫效率不断下降，循环水酸度不断增加，pH值不断降低甚至降为1，使酸性循环水对设备及水泵管道等造成严重腐蚀，致使设备损坏不能使用。
　　在煤的燃烧过程中不但能产生消耗碱的SO₂，还产生大量的CO₂同样耗碱，而且消耗碱量要大于SO₂。
　　煤的含炭量按60%、燃烧率70%计，1　t煤可产生二氧化碳量为；
　　1　000　kg×60%÷27.2%×70%=1　544　kg
　　在脱硫实际操作中除SO₂以外，CO₂还消耗氢氧化钙。计算以10　t/h锅炉为例
　　CO₂产生量(按小时计)
　　1　400　kg×60%÷27.2%×70%=2　161　kg
　　需要氢氧化钙量为3　634(kg)
　　在脱硫反应中生成的亚硫酸钙、硫酸钙及碳酸钙均难溶于水，形成沉淀物将从脱硫液(循环水)中分离出去，所以造成氢氧化钙消耗量多，排渣量大。实际运行中，往往是缺碱(石灰补加不及时)。所以脱硫效率低，设备腐蚀损坏严重，给运行管理带来很多困难。

字串2

4　双碱法脱硫技术改进

　　双碱法脱硫是指采用NaOH和石灰(氢氧化钙)两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法。
　　双碱法脱硫一般只有一个循环水池，NaOH、石灰与除尘脱硫过程中捕集下来的烟灰同在一个循环池内混合，在清除循环水池内的灰渣时烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未完全反应的石灰同时被清除，清出的灰渣是一种混合物不易被利用而形成废渣。
　　为克服传统双碱法的缺点对双碱法工艺进行改进，工艺改进情况见图1。

图1　双碱法脱硫工艺流程

字串1

　　主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液(循环水)，用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3种生成物均溶于水。在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水(稀灰浆)。一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除；可以回收，是制水泥的良好原料。
　　因此可做到废物综合利用，降低运行费用。
　　用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。
　　为保证脱硫除尘器正常运行，烟气排放稳定达标，确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。脱硫剂用量计算如下：
　　脱硫反应中，NaOH的消耗量是SO₂和CO₂与其反应的消耗量。用量需要过量5%以上(按5%计算)。
　　前面计算的10　t/h锅炉烟气中SO₂排放量为42　kg/h，CO₂排放是为2　161　kg/h。
　　SO₂和CO₂中和反应用氢氧化钠量为：

作者简介：马连元　男，60岁，天津市环境科学学会工作，从事科普工作。
马连元（天津市环境科学学会，天津　300191） 字串7

参考文献 字串9

［1］　脱硫技术.北京：中国环境科学出版社，1995
［2］　燃煤烟气脱硫技术.中国环境科学学会论文集，1998
［3］　环境保护综合利用技术.北京：中国环境科学出版社，1994
［4］　国家环境保护最佳实用技术汇编.北京：中国环境科学出版社，1995-1998
［5］　实用化学手册.国际工业出版社，1986 字串4