湿法烟气脱硫论文中英文对照资料外文翻译文献

湿法烟气脱硫技术：原理、应用与发展趋势摘要湿法烟气脱硫技术作为控制二氧化硫排放的主流手段，在电力、化工等行业得到了广泛应用。本文系统阐述了湿法烟气脱硫的基本原理、主要工艺类型及其特点，深入分析了影响脱硫效率的关键因素，探讨了该技术在实际应用中面临的挑战，如副产物处理、能耗控制及系统优化等问题，并展望了其未来的发展趋势，旨在为相关工程实践和技术研究提供参考。1.引言随着全球工业化进程的加速，化石燃料的大量消耗导致二氧化硫等酸性气体排放量急剧增加，引发了严重的大气污染问题，如酸雨、雾霾等，对生态环境和人类健康构成了显著威胁。因此，严格控制二氧化硫排放已成为各国环境保护工作的重中之重。在众多脱硫技术中，湿法烟气脱硫技术因其脱硫效率高、适应范围广、技术成熟等优点，占据了主导地位。深入理解并持续优化湿法烟气脱硫技术，对于实现污染物减排目标、推动绿色可持续发展具有重要意义。2.湿法烟气脱硫技术原理与分类2.1基本原理湿法烟气脱硫技术的核心原理是利用碱性吸收剂溶液或浆液与含硫烟气充分接触，通过化学反应将烟气中的二氧化硫（SO₂）转化为亚硫酸盐或硫酸盐，从而实现从烟气中脱除硫的目的。随后，通过氧化、中和等后续处理步骤，将反应产物转化为可回收或易于处置的副产物。其主要化学反应过程包括SO₂的溶解、水合以及与吸收剂的中和反应。2.2主要工艺类型根据所采用的吸收剂种类及副产物处理方式的不同，湿法烟气脱硫技术可分为多种工艺类型，其中应用最为广泛的包括：2.2.1石灰石-石膏法该方法以廉价易得的石灰石（CaCO₃）或石灰（CaO）作为主要脱硫剂。在吸收塔内，石灰石浆液与烟气中的SO₂发生反应，生成亚硫酸钙（CaSO₃）。亚硫酸钙在强制氧化条件下进一步反应生成硫酸钙（CaSO₄），即石膏。石膏作为一种有价值的工业副产品，可广泛应用于建筑材料等领域。石灰石-石膏法因其脱硫效率高、可靠性强、原料成本低等特点，成为目前世界上应用最普遍的湿法脱硫工艺。2.2.2氨法脱硫氨法脱硫技术采用氨水或液氨作为吸收剂。SO₂与氨反应生成亚硫酸铵或亚硫酸氢铵，经氧化后可生成硫酸铵。硫酸铵是一种优质的氮肥，具有较高的经济价值。氨法脱硫具有反应速度快、脱硫效率高、副产物可资源化等优点，但氨的挥发性可能导致一定的氨逃逸问题，需要严格控制运行参数。2.2.3镁法脱硫以氧化镁（MgO）或氢氧化镁（Mg(OH)₂）为脱硫剂。氧化镁浆液与SO₂反应生成亚硫酸镁（MgSO₃），经氧化后生成硫酸镁（MgSO₄）。硫酸镁溶液可通过蒸发结晶回收，或经进一步处理转化为其他镁化合物。镁法脱硫具有吸收能力强、系统不易结垢等特点。3.影响湿法脱硫效率的关键因素湿法烟气脱硫系统的脱硫效率受到多种因素的综合影响，在设计和运行过程中需要对这些因素进行精确控制和优化：3.1吸收剂特性与用量吸收剂的种类、纯度、颗粒度以及浆液的浓度、pH值等特性直接影响其与SO₂的反应活性和传质效率。通常，较高的浆液pH值有利于SO₂的吸收，但过高的pH值可能导致吸收剂溶解度下降和结垢倾向增加。合理控制吸收剂的用量，确保与烟气中SO₂的化学计量比匹配，是保证脱硫效率的基础。3.2气液接触状况气液两相之间的接触面积、接触时间以及湍流程度是决定传质效率的关键。吸收塔的结构设计（如喷淋层布置、喷嘴类型、塔内构件如托盘、填料等）、烟气流速、液气比（L/G）等参数对气液接触状况有显著影响。优化这些参数可以有效提高SO₂的吸收效率。3.3烟气参数烟气的温度、SO₂入口浓度、含尘量以及烟气中其他成分（如Cl⁻、F⁻等）的存在都会影响脱硫过程。较低的烟气温度有利于SO₂的溶解和吸收反应；过高的入口SO₂浓度可能需要更大的吸收剂用量和更高的处理效率；而烟气中的粉尘和有害离子则可能导致吸收剂中毒、设备磨损或结垢堵塞。4.湿法脱硫技术面临的挑战与发展趋势尽管湿法烟气脱硫技术已发展成熟并得到广泛应用，但在当前日益严格的环保要求和能源结构调整背景下，仍面临诸多挑战：4.1面临的挑战首先，脱硫系统的能耗和运行成本较高，尤其是大型机组，其电耗、水耗以及吸收剂和辅助材料的消耗在电厂总运营成本中占一定比例。其次，副产物的高效资源化利用仍是一个难题，部分地区面临石膏堆积或销路不畅的问题，而其他副产物的回收利用也面临技术或经济性瓶颈。此外，系统运行过程中可能出现的结垢、腐蚀、堵塞等问题，影响设备的稳定运行和使用寿命，需要先进的防腐防垢技术和精细化的运行管理。同时，随着排放标准的不断提高，对脱硫效率提出了更高要求，特别是针对低浓度SO₂的脱除，传统工艺可能需要进行技术升级。4.2发展趋势为应对上述挑战，湿法烟气脱硫技术正朝着以下方向发展：4.2.1高效化与低能耗化通过优化吸收塔结构设计（如采用高效喷淋技术、新型托盘或填料）、开发高活性吸收剂、强化传质过程等手段，在提高脱硫效率的同时降低系统能耗。例如，研究应用新型雾化喷嘴以提高液滴分散度和停留时间，或采用智能化控制策略实现系统的最优运行。4.2.2副产物高值化与多元化利用积极探索脱硫副产物（如石膏、硫酸铵等）的多元化、高附加值利用途径。例如，将石膏深加工为石膏板、水泥缓凝剂、硫酸钙晶须等高附加值产品；开发氨法脱硫副产物硫酸铵的精细化农业应用或工业级硫酸铵生产技术。4.2.3智能化与一体化引入先进的传感器技术、数据分析与人工智能算法，实现脱硫系统运行状态的实时监测、故障预警和自适应优化控制，提高系统的自动化水平和运行可靠性。同时，推动脱硫系统与除尘、脱硝以及余热回收等系统的协同优化和一体化设计，实现多污染物协同控制和能源的梯级利用。4.2.4适应复杂烟气条件开发能够适应高硫煤、劣质燃料燃烧烟气以及含有复杂成分（如重金属、卤素等）烟气的脱硫技术，提高湿法脱硫技术的普适性和抗干扰能力。5.结论湿法烟气脱硫技术在控制二氧化硫排放、改善大气环境质量方面发挥了不可替代的作用。尽管面临能耗、副产物处理和运行维护等方面的挑战，但其高效、成熟的技术特点使其在未来一段时间内仍将是烟气脱硫的主要选择。通过持续的技术创新与优化，如提高效率、降低能耗、推动副产物高值化利用以及实现智能化管理，湿法烟气脱硫技术将不断适应新的环保要求和产业发展需求，为可持续发展做出更大贡献。未来的研究应更加注重多技术融合、资源循环利用以及低碳化运行，以应对更复杂的环境挑战。---WetFlueGasDesulfurization:Principles,Applications,andDevelopmentTrendsAbstractAsamainstreamtechnologyforcontrollingsulfurdioxideemissions,wetfluegasdesulfurization(WFGD)hasbeenwidelyappliedinpowergeneration,chemicalindustry,andothersectors.Thispapersystematicallyelaboratesonthebasicprinciples,mainprocesstypes,andcharacteristicsofWFGDtechnology.ItdeeplyanalyzesthekeyfactorsinfluencingWFGDefficiencyanddiscussesthechallengesanddevelopmenttrendscurrentlyfacedbythistechnology.Theaimistoprovidereferenceforrelevantengineeringpracticesandtechnicalresearch.1.Introduction2.PrinciplesandClassificationofWetFlueGasDesulfurizationTechnologies2.1BasicPrinciples2.2MainProcessTypesDependingonthetypeofabsorbentusedandthemethodofby-producttreatment,WFGDtechnologiescanbeclassifiedintovariousprocesstypes,themostwidelyappliedofwhichinclude:2.2.1Limestone-GypsumProcess2.2.2Ammonia-BasedDesulfurizationProcessAmmonia-baseddesulfurizationtechnologyemploysaqueousammoniaorliquidammoniaastheabsorbent.SO₂reactswithammoniatoformammoniumsulfiteorammoniumbisulfite,whichcanbeoxidizedtoproduceammoniumsulfate.Ammoniumsulfateisahigh-qualitynitrogenfertilizerwithsignificanteconomicvalue.Ammonia-baseddesulfurizationoffersadvantagessuchasfastreactionrate,highdesulfurizationefficiency,andresourceutilizationofby-products,butammoniavolatilitymayleadtoammoniaslipissues,requiringstrictcontrolofoperatingparameters.2.2.3Magnesium-BasedDesulfurizationProcess3.KeyFactorsInfluencingWetDesulfurizationEfficiency3.1AbsorbentCharacteristicsandDosageThetype,purity,particlesizeoftheabsorbent,aswellastheconcentrationandpHvalueoftheslurrydirectlyaffectitsreactivitywithSO₂andmasstransferefficiency.Generally,ahigherslurrypHisfavorableforSO₂absorption,butexcessivelyhighpHmayleadtodecreasedabsorbentsolubilityandincreasedscalingtendency.ReasonablecontrolofabsorbentdosagetoensureastoichiometricmatchwithSO₂inthefluegasisfundamentaltoguaranteeingdesulfurizationefficiency.3.2Gas-LiquidContactConditions3.3FlueGasParameters4.ChallengesandDevelopmentTrendsofWetDesulfurizationTechnologyAlthoughWFGDtechnologyismatureandwidelyapplied,itfacesnumerouschallengesunderthecurrentcontextofincreasinglystringentenvironmentalregulationsandenergystructureadjustments:4.1CurrentChallengesFirstly,theenergyconsumptionandoperatingcostsofdesulfurizationsystemsarerelativelyhigh,especiallyforlargeunits,whereelectricityconsumption,waterconsumption,andtheconsumptionofabsorbentsandauxiliarymaterialsaccountforacertainproportionofthetotalpowerplantoperatingcosts.Secondly,theefficientresourceutilizationofby-productsremainsachallenge.Insomeregions,thereareissueswithgypsumaccumulationorpoormarketability,andtherecoveryandutilizationofotherby-productsalsofacetechnicaloreconomicbottlenecks.Furthermore,problemssuchasscaling,corrosion,andblockagethatmayoccurduringsystemoperationcanaffectthestableoperationandservicelifeofequipment,necessitatingadvancedanti-corrosionandanti-scalingtechnologiesandsophisticatedoperationmanagement.Concurrently,withthecontinuoustighteningofemissionstandards,higherrequirementsareplacedondesulfurizationefficiency,particularlyfortheremovaloflow-concentrationSO₂,whichmayrequiretechnicalupgradestotraditionalprocesses.4.2DevelopmentTrendsToaddressthesechallenges,WFGDtechnologyisevolvinginthefollowingdirections:4.2.1HighEfficiencyandLowEnergyConsumptionByoptimizingabsorptiontowerstructuraldesign(e.g.,adoptinghigh-efficiencyspraytechnologies,newtypesoftraysorpacking),developinghigh-activityabsorbents,andenhancingmasstransferprocesses,effortsaremadetoimprovedesulfurizationefficiencywhilereducingsystemenergyconsumption.Forexample,researchingandapplyingnewatomizingnozzlestoimprovedropletdispersionandresidencetime,oradoptingintelligentcontrolstrategiestoachieveoptimalsystemoperation.4.2.2High-ValueandDiversifiedUtilizationofBy-ProductsActivelyexploringdiversifiedandhigh-valueutilizationpathwaysfordesulfurizationby-products(suchasgypsum,ammoniumsulfate).Forinstance,deepprocessinggypsumintohigh-valueproductslikegypsumboards,cementretarders