烟气脱硫关键技术及典型案例汇编

烟气脱硫关键技术及典型案例汇编一、烟气脱硫技术发展背景与意义随着我国环保政策趋严及“双碳”目标推进，燃煤电厂、钢铁、化工等行业的烟气二氧化硫（SO₂）排放管控愈发严格。烟气脱硫作为控制SO₂污染的核心手段，其技术选择需兼顾脱硫效率、运行成本、副产物处置及行业适配性。本文梳理主流脱硫技术原理、工艺特点，并结合典型工程案例，为行业提供技术选型与工程实践的参考范式。二、烟气脱硫关键技术解析（一）湿法脱硫技术（以石灰石-石膏法为代表）技术原理：利用石灰石（CaCO₃）浆液吸收烟气中SO₂，生成亚硫酸钙（CaSO₃），经强制氧化转化为二水石膏（CaSO₄·2H₂O）。核心反应为：SO₂+H₂O→H₂SO₃（亚硫酸）CaCO₃+H₂SO₃→CaSO₃+CO₂↑+H₂O2CaSO₃+O₂+4H₂O→2CaSO₄·2H₂O（石膏）工艺特点：脱硫效率高（通常＞95%），技术成熟，适用于高硫煤、大烟气量场景（如燃煤电厂）。但系统复杂，需配套石膏脱水、废水处理设施，水耗与能耗相对较高。适用场景：火电、燃煤锅炉、垃圾焚烧等行业的大规模烟气脱硫。（二）半干法脱硫技术（以喷雾干燥法为代表）技术原理：将石灰（CaO）或石灰石浆液雾化后喷入烟气，SO₂与碱性液滴反应生成亚硫酸钙/硫酸钙，同时烟气余热使液滴干燥，最终产物为干态固体（含CaSO₃、CaSO₄及未反应的CaO）。工艺特点：脱硫效率中等（85%~90%），系统简单，无废水排放，占地小，适用于中低硫烟气。但对石灰品质要求高，需精准控制雾化与干燥过程。适用场景：中小型锅炉、水泥窑炉等烟气量较小、硫含量适中的场景。（三）干法脱硫技术（以活性炭吸附法为代表）技术原理：活性炭表面吸附SO₂，同时在氧气、水蒸气作用下催化氧化为硫酸（H₂SO₄），通过水洗或热解析出硫酸/SO₂，实现活性炭再生。工艺特点：脱硫效率高（＞95%），可协同脱除NOₓ、重金属（如Hg），副产物可资源化（硫酸、单质硫）。但活性炭损耗与再生能耗较高，初期投资大。适用场景：钢铁烧结机、垃圾焚烧、化工尾气等需多污染物协同控制的场景。（四）氨法脱硫技术技术原理：以液氨或氨水为吸收剂，SO₂与NH₃反应生成亚硫酸铵/硫酸铵，经氧化、结晶得到硫酸铵化肥。核心反应：SO₂+2NH₃+H₂O→(NH₄)₂SO₃2(NH₄)₂SO₃+O₂→2(NH₄)₂SO₄工艺特点：脱硫效率高（＞98%），副产物为高附加值化肥，无固废排放。但氨逃逸风险高，需严格控制反应条件，且吸收剂成本受氨价波动影响。适用场景：化工、焦化、生物质发电等行业，尤其适合硫资源回收需求的场景。三、典型工程案例分析（一）案例1：某百万千瓦燃煤电厂石灰石-石膏法脱硫改造项目背景：机组原脱硫效率88%，无法满足超低排放（SO₂≤35mg/m³）要求，需改造提效。技术方案：采用“双塔双循环”石灰石-石膏法，一级塔（高效除尘+预脱硫）+二级塔（深度脱硫），浆液循环泵扩容，优化氧化空气分布系统。实施效果：脱硫效率提升至99.2%，出口SO₂浓度稳定在20~30mg/m³；石膏纯度由85%提升至92%，实现石膏综合利用（建材级）。经验借鉴：高硫煤机组提效改造可通过“分级脱硫+强化氧化”实现超低排放，同步优化石膏品质提升资源化价值。（二）案例2：某钢铁烧结机活性炭脱硫脱硝一体化项目项目背景：烧结烟气含高浓度SO₂（2000~3000mg/m³）、NOₓ及Hg，需协同治理以满足特别排放限值。技术方案：采用“活性炭吸附-热解析-硫酸回收”工艺，活性炭吸附床同步脱除SO₂、NOₓ、Hg，解析出的SO₂制酸，脱硝产物（N₂）达标排放。实施效果：SO₂脱除率＞98%，NOₓ脱除率＞85%，Hg脱除率＞90%；副产98%浓硫酸，年收益超千万元，实现“以废治废”。经验借鉴：多污染物协同治理是钢铁行业减排趋势，活性炭技术兼具脱硫、脱硝、脱汞功能，适合复杂烟气工况。（三）案例3：某化工园区氨法脱硫项目项目背景：园区内多家企业（焦化、煤化工）烟气含硫，需集中治理并回收硫资源。技术方案：建设集中式氨法脱硫岛，采用“氨-硫-肥”闭环工艺，吸收剂氨水来自园区焦化废氨水，副产硫酸铵返供园区复合肥厂。实施效果：SO₂脱除率＞99%，氨逃逸率＜5mg/m³；年消纳废氨水超万吨，副产硫酸铵20万吨，实现“废水-废气-资源”联动治理。经验借鉴：园区级脱硫可通过“集中治理+资源循环”降低成本，氨法脱硫适合硫资源回收与废氨资源化场景。四、技术发展趋势与挑战（一）发展趋势1.超低排放与协同治理：脱硫技术向“脱硫+脱硝+脱汞+脱碳”多污染物协同方向发展，如活性焦/炭、钙基循环流化床等技术的升级应用。2.智能化与低碳化：通过数字孪生、AI算法优化脱硫系统运行参数，降低能耗；探索“绿电+脱硫”模式，减少碳排放。3.副产物高值化：石膏建材化（如石膏板、路基材料）、硫酸铵精制（农业级→工业级）、单质硫回收等技术提升资源利用率。（二）现存挑战1.成本压力：高硫煤、复杂烟气工况下，脱硫运行成本（吸收剂、能耗、运维）占比达电厂运营成本的8%~15%。2.副产物处置：石膏堆存占地、硫酸铵市场饱和、氨法氨逃逸等问题仍需技术突破。3.技术适配性：非电行业（如钢铁、水泥）烟气成分复杂，现有技术需针对性优化（如耐温、耐粉尘、耐重金属腐蚀）。