治理含硫氧化物废气-湿法烟气脱硫（大气污染控制）

5.2.1.1石灰石/石灰-石膏法湿法烟气脱硫技术：是用含有吸收剂的溶液或浆液，在湿状态下去除烟气中的SO2和处理脱硫产物的技术。优点：由于是气液反应，因此脱硫反应速率快，效率高，易操控，系统运行稳定可靠。缺点：系统存在堵塞和设备腐蚀问题，并要对污水进行处理。(1)反应原理①吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下：

Ca(OH)2+SO2

＝CaSO3•(1/2)H2O+(1/2)H2OCaCO3+SO2+(1/2)H2O＝CaSO3•(1/2)H2O+CO2CaSO3•(1/2)H2O+SO2+(1/2)H2O＝Ca(HSO3)2

由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应:2CaSO3•(1/2)H2O+O2+3H2O＝2CaSO4.2H2O②氧化过程在氧化塔内进行，主要反应如下：

2CaSO3•(1/2)H2O+O2+3H2O＝2CaSO4•2H2OCa(HSO3)2+(1/2)O2+H2O＝CaSO4•2H2O+SO2§5.2烟气脱硫技术1，石灰/石灰石-石膏法（2）工艺流程①吸收剂制备系统可以采用石灰或石灰石；一般优先选石灰石。采用石灰石纯度要超过90%对低含硫煤燃料，细度要保证250目90%过筛滤对高含硫煤燃料，细度要保证325目90%过筛滤采用石灰纯度要超过85%§5.2烟气脱硫技术目：每英寸长度上孔的数量。②烟气吸收及氧化系统主要由吸收塔、烟气再加热装置、旁路系统、有机剂添加装置及烟囱组成。

吸收塔普遍采用冷却、再除尘、吸收和氧化一体的新型吸收塔，如喷淋空塔、填料塔、双回路塔和喷射鼓泡塔。③脱硫副产物处置系统来自吸收塔浓度约40-60%的石膏浆，泵入水力旋流器浓缩，然后通过脱水机脱水成为含水率低于10%的粉状石膏，经皮带送入石膏仓库。④污水处理系统一般脱硫污水pH值4-6，悬浮物9000-12700mg/L，并含汞、铅、铜、镍、锌等重金属及砷、氟等非金属。处理方法：向污水加入石灰乳，pH值调至6-7，去除部分重金属和氟化物，继续加入石灰乳，pH值至8-9，重金属生产氢氧化物和硫化物沉淀。喷淋式脱硫吸收塔示意图§5.2烟气脱硫技术（3）操作影响因素①浆液的pH值重要因素，pH值高，传质系数增高，SO2吸收速率加快，pH值低，SO2吸收速率下降，pH值低于4，几乎不吸收SO2。一般情况，石灰石系统pH控制在5-7。②吸收温度

温度低有利于吸收，但温度过低会是H2SO4和CaCO3或Ca(OH)2之间的反应速度降低，因此，一般控制烟气温度50-60℃。§5.2烟气脱硫技术③石灰石的粒度石灰石粒度直接影响其溶解速度，减小粒度可以加快溶解速度，增大与SO2的接触面积，有利于脱硫，一般石灰石粒度为200-300目。④浆液浓度

过高，易产生堵塞、磨损和结垢；

过低，脱硫率较低且pH值不易控制。

石灰浆液浓度一般控制在10-15%

石灰石浆浓度一般控制30%⑤氧化方式自然氧化：利用烟气中残留的氧将液相的SO32-和HSO32-氧化成SO42-，氧化率一般小于15%强制氧化：向氧化槽中鼓入空气，几乎所有SO32-和HSO32-都会氧化成CaSO4·2H2O,处理后可以作为商业石膏出售。⑥防止结垢

造成结垢的主要原因是CaSO3被氧化成CaSO4，其次是水分蒸发。

防止结垢措施：设备池液量大，气液相相对速度高，有较大的气液接触表面积，内部构件少，压力减小等条件。另外有控制吸收液过饱和、适用添加剂。控制吸收液过饱和：添加二水硫酸钙晶种或亚硫酸钙晶种添加剂：已二酸、乙二胺、四乙酸、硫酸镁、氯化钙和单质硫等。（同吸收率情况下，无已二酸，石灰石利用率60-70%，有已二酸，利用率达80%以上，减少固体废弃物）1t石灰石用1-5kg已二酸。问题：1、防止石灰石-石膏法结垢和堵塞的技术措施有哪些？5.2.1.2碱式硫酸铝-石膏法(1)反应原理①吸收剂的制备

2Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O＝Al2(SO4)3•Al2O3+3CaSO4•2H2O+3CO2

②吸收Al2(SO4)3•Al2O3+3SO2

＝Al2(SO4)3•Al2(SO3)3③氧化Al2(SO4)3•Al2(SO3)3+3/2O2

＝2Al2(SO4)3④中和

Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O＝Al2(SO4)3•Al2O3+3CaSO4•2H2O+3CO2§5.2烟气脱硫技术硫酸铝循环使用（2）工艺流程

§5.2烟气脱硫技术碱式硫酸铝-石膏法工艺流程氧化塔§5.2烟气脱硫技术(3)影响因素

①吸收液碱度生产中常常将碱度控制在20﹪～30﹪

中和后的吸收剂碱度控制为25﹪～35﹪。②操作液气比

吸收段液气比值控制为10L/m3

，增湿段则为3L/m3。③氧化催化剂一般使用MnSO4作催化剂,加入量为1～2g/L§5.2烟气脱硫技术5.2.1.3钠碱吸收法

用NaOH或NaCO3水溶液吸收废气中的SO2后，直接将吸收液处理成副产物。（1）循环钠碱法：

2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO32NaHCO3+SO2=Na2SO3+H2O+2CO22NaOH+SO2=Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2=2NaHSO3

2NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O§5.2烟气脱硫技术随着Na2SO3逐渐转变成NaHSO3，溶液的pH值逐渐下降；当吸收液pH降低到一定值，溶液的吸收能力降低，这是需要将含有NaHSO3的吸收液送入解吸系统，加热使NaHSO3分解，获得固体NaSO3和高浓度SO2。这种方法可以回收高浓度SO2，适合大流量烟气的净化，脱硫效率大于90%。(2)亚硫酸钠法

将吸收后得到的NaHSO3溶液用NaOH或Na2CO3中和，使NaHSO3转变为Na2SO3，反应方程式为：

NaOH+NaHSO3=Na2SO3+H2ONa2CO3+2NaHSO3=2Na2SO3+H2O+CO2§5.2烟气脱硫技术亚硫酸钠法工艺流程图§5.2烟气脱硫技术将配好的Na2CO3溶液送入吸收塔，与含有SO2的气体逆流接触，当循环也pH为5.6-6.0时，即可得到NaHSO3溶液。将吸收后的NaHSO3溶液送至中和槽，用NaOH溶液中和至pH7左右，用蒸汽加热，除掉其中CO2，加入适量的硫化钠溶液以出去铁和重金属离子。然后采用NaOH中和至pH12，在加入少量活性炭脱色，可得到浓度21%的Na2SO3溶液;用蒸汽加热浓缩，结晶，用离心机甩干，烘干后得到Na2SO3产品，纯度达96%。优点：脱硫效率90-95%，工艺流程简单，操作方便，脱硫费用低。缺点：碱的消耗量大，只适合小流量烟气的净化。5.2.1.4氨吸收法（1）反应原理①吸收

2NH3+SO2+H2O＝(NH4)2SO3(NH4)2SO3+SO2+H2O＝2NH4HSO3

尾气中含有O2和CO2，吸收过程中发生副反应：

2(NH4)2SO3+O2

＝2(NH4)2SO42NH4HSO3+O2

＝2NH4HSO42NH3+H2O+CO2

＝(NH4)2CO3

§5.2烟气脱硫技术②酸解

NH4HSO3+H2SO4

＝(NH4)2SO4+2SO2↑+2H2O(NH4)2SO3+H2SO4

＝(NH4)2SO4+SO2↑+H2O③中和

NH3+H2SO4

＝(NH4)2SO4§5.2烟气脱硫技术(2)工艺流程氨-酸法净化硫酸尾气工艺流程1-尾气吸收塔；2-母液循环槽；3-母液循环泵；4-母液高位槽；5-硫酸高位槽；6-反应槽；7-分解塔；8-中和槽；9-硫酸铵液泵

§5.2烟气脱硫技术两段氨吸收法流程图§5.2烟气脱硫技术5.2.1.5氧化镁法(1)反应原理①吸收

MgO+H2O＝Mg(OH)2(浆液)Mg(OH)2+SO2+5H2O＝MgSO3•6H2OMgSO3+SO2+H2O＝Mg(HSO3)2Mg(HSO3)2+Mg(OH)2+10H2O＝2MgSO3•6H2OMgSO3+O2

＝MgSO4MgO+SO3

＝MgSO4§5.2烟气脱硫技术②分离干燥从吸收塔中排出的吸收液中固体含量为10%，固液分离后进行干燥，除去结晶水，得到MgSO3、MgSO4、MgO和惰性组分（如飞灰）的混合物。由于干燥过程排出的尾气需通过旋风除尘器捕集夹带的固体颗粒。③分解将干燥后的MgSO3和MgSO4煅烧，重新得到MgO，同时放出SO2。

C+1/2O2

＝COMgSO3

＝MgO+SO2↑MgSO4+CO＝MgO+SO2↑+CO2↑

§5.2烟气脱硫技术(2)工艺流程氧化镁吸收法净化锅炉烟气工艺流程图开米柯文氏管洗涤器§5.2烟气脱硫技术氧化镁吸收法净化锅炉烟气系统图§5.2烟气脱硫技术5.2.1.6海水烟气脱硫技术(1)反应原理①吸收

SO2+H2O＝H2SO3H2SO3

＝2H++SO32-②氧化

2SO32-+O2

＝SO42-H++HCO3¯＝H2CO3H2CO3

＝H2O+CO2↑§5.2烟气脱硫技术(2