烟气脱硫除尘器技术及工艺

　　1)湿法脱硫技术

　　湿法脱硫技术主要是石灰石一石膏湿法、氨——硫铵法、氧化镁法、双碱法、钠碱法等。湿法脱硫工艺主要有烟气系统、浆液制备系统、洗涤吸收系统、脱硫副产物处置系统、事故浆液及排空系统、废水处理系统、供配电系统、工艺水系统及自控系统、其他公辅系统等组成。

　　石灰石(石灰)——石膏湿法：脱硫剂为石灰石或石灰，也可用同类性质的废弃物如机修车间的电石渣和石车间的浆饼等。脱硫塔的类型有很多种，如喷淋塔、液柱塔、填料塔、鼓泡塔等。脱硫副产物为石膏，可用作水泥添加剂或建材。

　　氨——硫铵法：脱硫剂为氨水，或利用焦化厂回收的废氨水。氨水对设备腐蚀性强，和氨水接触设备要求质量较高。脱硫副产物为硫铵。使用硫铵主要途径是用作农用化肥。采用氨硫铵法脱硫时会烧结机烟气中含有的多种重金属和二噁英类物质进入副产物硫铵。如果硫铵作为农用肥，可能会造成水体和土壤的污染。因此选择氨——硫铵法脱硫工艺时，对这些待   解决的问题应特别关注并禁止用于农业。

　　氧化镁法：脱硫剂为氢氧化镁或氧化镁，脱硫副产物有两种：回收法装置产出SO2制酸，加热   氧化镁循环使用，但回收法应用实例比较少；抛弃法产出硫酸镁废水外排，目前抛弃法使用较多。

　　湿法脱硫的吸收塔型式有很多类型，目前应用   广泛、技术   成熟的是喷淋式空塔，其他吸收装置有液柱塔、喷淋塔、鼓泡塔、筛板塔、文丘里反应器、旋流板塔等。原烟气经增压风机引至脱硫塔进行洗涤脱硫，处理后的净烟气经主排气管排到烟囱入口处。原有的主排风管成为脱硫系统的烟气旁路。湿法脱硫系统布置在烧结机主抽风机与烟囱之间，在   条件下主排气系统与脱硫系统相对独立，互不影响，在脱硫系统出现故障时，烧结烟气可直接通过烟囱排放。

　　湿法脱硫工艺具有的特点：脱硫，稳定在90%以上，对于浓度为3000mg/m³的SO2也可控制在200mg/Nm³以下；脱硫剂来源广泛，价格便宜，品质要求不高，还可以采用一些钢铁生产过程中产生的碱性废物(如转炉钢渣)作为脱硫剂，可采用从焦化厂回收的焦化废氨水作为脱硫剂，可以达到“以废治废”的目的；脱硫副产物易于处理加工和利用，脱硫石膏可作为建材替代部分   石膏；湿法技术比较成熟，适用性强，稳定性高。

　　但是，湿法脱硫工艺存在许多不足，主要是：湿法脱硫工艺一次性投资大、运行成本较高；一次性投资约20~30元/t烧结矿，脱硫运行费用约为5~15元/t烧结矿；占地面积较大；有废水产生，还需处理；   解决磨损、堵塞、腐蚀、漏泄等问题不易，特别是腐蚀和结垢堵塞问题；脱硫副产物量大，利用不多。

　　烧结烟气采用湿法脱硫工艺，无论是否有GGH(烟气换热器)，都有   对烟囱进行，这需要正确选用质量好的材料和   施工。在现有湿法烧结烟气脱硫中，烟囱工作大都没做，脱硫湿烟气通过脱硫塔临时烟囱排放。材料的选取既要考虑对烟囱内温度交变的适应性，还要考虑耐温、耐湿、使用寿命、价格及施工方便等因素。常用的材料有：套筒内衬高镍合金钢材料、玻璃鳞片树脂、硼硅酸泡沫玻璃砖、胶泥、聚脲材料。目前，从性价比角度进行综合考虑，大多企业采用硼硅酸泡沫玻璃砖。湿法脱硫工艺排烟温度较低，一般为50~60℃，对烟气抬升扩散排放造成影响，会出现白烟和烟囱雨，厂区周边经常会下落白泥点。当旧烟囱不能进行时，应另建湿烟囱。

　　2)干(半干)法脱硫工艺

　　干(半干)法包括活性炭法(AC)、循环流化床法(CFB)、密相干塔、旋转喷雾干燥法(SDA)、新型一体化技术(NID)等多种工艺。烟气系统、脱硫剂制备和投加系统、脱硫除尘系统、脱硫灰贮存及循环系统、电气自控系统、工艺水系统及其他公共辅助系统等是干(半干)法脱硫工艺的组成部分。产生的脱硫副产物决定于使用什么脱硫剂，使用石灰脱硫时其主要成分是亚硫酸钙、硫酸钙、氟化钙、氯化钙、未   反应物及飞灰等，呈干粉状。钙基脱硫副产物可用作免烧砖、水泥添加料、垃圾厂防渗、矿井回填材料、修路地基等。活性炭工艺的副产物为液态SO2或硫酸。

　　活性炭吸附法：以煤为原材料制成活性焦为脱硫剂，活性焦依靠其吸附和催化原理进行吸附脱硫；活性焦具有光谱吸附特性，在脱硫的过程中不消耗水、不排放废水废渣，可去除二噁英类污染物。活性炭吸附SO2，对其加热回收SO2气体，同时回收活性炭，回收的SO2可生产液体SO2、硫磺、硫酸、化肥等产品，具有优异的环保性能，补充我国硫资源不丰富的问题。但是该工艺造价高且设备庞大，存在运行成本高、腐蚀问题突出、硫资源回收处理等问题，系统长期运行稳定性差。

　　循环流化床(CFB)法：该工艺以循环流化床原理为基础，吸收剂经加湿活化后喷入流化床，再通过多次再循环吸收剂，使脱硫剂与烟气的接触时间长达30分钟，地提高了脱硫效率和脱硫剂的利用率。反应过程为半干状态，脱硫过程产生大量飞灰(含脱硫剂)，脱硫塔后端需加收尘设备进行除尘，并回用脱硫剂。高温烟气在流化床内与脱硫剂浆液   很好的混合，二氧化硫被吸收后，反应物主要转变成为亚硫酸盐和少量硫酸盐，还有未   反应的脱硫剂，反应后的固体颗粒物从脱硫装置中排走。高的颗粒循环倍率以及强烈的湍流状态提供了连续的颗粒接触动力，固体颗粒之间的不停碰撞摩擦使得脱硫剂表面的反应副产物不断被磨损剥落，新的脱硫剂表面连续地暴露在二氧化硫气体中，脱硫剂和二氧化硫充分接触，了床内的传质和传热，从而避免了孔堵塞造成的脱硫剂活性下降。

　　密相干塔法：该技术的主要原理为石灰、密相干塔反应器下部及后部的布袋除尘器下收集的大量循环灰一起进入加湿器内进行消化，使混合灰中的水分含量保持在3%左右，加湿后的大量循环灰通过密相干塔上部的布料器重新进入脱硫塔内，含水分的循环灰具有   的反应活性，与塔上部进入的二氧化硫烟气发生反应。塔中设有多个搅拌器，增强了搅拌、破碎作用(即流化、传质)，将脱硫剂表面生成物打落，使脱硫剂和烟气充分接触。脱硫剂不断循环利用，脱硫效率可达90%以上。   终的脱硫副产物通过灰仓排出循环系统，由输送装置送入废料仓。

　　电子束照射法：烟气经电除尘后，用水喷雾进行冷却，到70℃左右时加入适量氨的烟气经过电子射线激发辐射，SO2和NOx被氧化，水合成为硫酸和硝酸，继续和氨反应，生成粉末状的硫铵和硝铵(如果选用石灰作为吸收剂，则生成副产物为亚硫酸钙和硫酸钙)，通过其后的过滤装置回收后可作为肥料，处理后的清洁烟气经烟囱排放。脱硫脱硝的反应机理是由电子加速器形成大量   电子，在反应器内与烧结烟气中的主要成分O2，H2O，N2等分子冲撞，生成氧化的OH、O、HO2等活性游离基。这些活性游离基能够氧化烟气中的SO2和NOx，从而生成硫酸和硝酸，   脱硫脱硝的目的。再与加入烟气中的氨反应，生成细颗粒状的硫酸铵和硝酸铵。

　　旋转喷雾干燥(SDA)：该工艺原理为利用喷雾干燥原理，将脱硫剂浆液以雾状形式喷入吸收塔内，脱硫剂浆滴与烟气中二氧化硫发生反应，反应过程中不断吸收烟气中的热量并产生热量使水分干燥蒸发。脱硫副产物内部还有未   反应的脱硫剂石灰，一般通过脱硫灰渣再循环，与新鲜的石灰浆液混合来提高吸收剂的利用率，旋转喷雾干燥脱硫工艺经济运行脱硫效率可达到90%以上。脱硫副产物以干状灰渣形式从反应器底部排出，脱硫后的烟气通常还使用除尘设备(布袋除尘器)进行除尘后排放，脱硫副产物通常抛弃处理。

　　脱硫系统的设置目前主要采用两种模式：   种为将脱硫装置装于烧结机主抽风机与烟囱之间，加设增压风机。原烧结主排风管成了脱硫系统的旁路。这种布置方式的优点是烧结机头排气系统与脱硫系统之间可相对独立，互不影响，这种模式可成为并联布置，但是   加设增压风机。   种模式为将脱硫装置装在烧结机后除尘器之前，与烧结主排气系统共用一个主抽风机，脱硫系统加设旁路，这种方式简称为串联布置。这种方式的优点为系统比较简单，一次性投资和运行成本都有所降低，可是除尘器收集的含铁粉尘不能够回用，造成资源的浪费。另外脱硫系统因耐压值加大而要求厂家提高制造水平。并联方式多用在现役烧结机烟气脱硫的加装改造，串联布置方式对新建烧结企业适用。

　　干(半干)法脱硫技术特点：工艺相对简单，运行维护及管理比较方便；一次性投资和运行成本相对于湿法脱硫工艺可降低25%左右；占地面积少，总图布置容易进行，特别有利于现役烧结机的脱硫改造工程；脱硫系统可在高于酸露点温度以上运行，系统无须做或要求不高(活性炭吸附法除外)；无工艺废水产生；几乎能够100%地脱除SO3、Cl和F等酸性物质；若在脱硫后端添加活性炭还能脱除二噁英、Hg等污染物；脱硫副产物可用于免烧砖、水泥添加料、防渗材料、修路路基及矿井回填材料。

　　就干(半干)法脱硫工艺总体来说，脱硫效率略低于湿法脱硫工艺，脱硫副产物利用途径较少，使用价值不高，需进一步   ，对脱硫副产物进行综合利用和资源化。河北科技大学对脱硫灰进行改良配比后，生产生态建材，脱硫灰综合利用取得了   进展。此外，相对于湿法脱硫工艺，消耗脱硫剂相对要多，Ca/S还比较高，脱硫剂利用率较低。操作运行的稳定性(尤其是循环流化床)和适应性需要加强和改良。干(半干)法脱硫工艺一次性投资约为15~23元/t烧结矿(活性炭吸附法除外)。运行成本会因不同的脱硫工艺和不同的SO2浓度而不同，脱硫系统运行成本约为4~7元/t烧结矿，活性炭吸附法工艺运行成本高出很多，约为15元/t烧结矿。