脱硫工艺论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇脱硫工艺论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

目前国内一般采用干法脱硫和湿法脱硫两种办法对天然气进行脱硫工艺。湿法脱硫工艺一般用于脱硫大量轻烃、含硫量高、对脱硫精确度要求不高的工艺。它是两种基本流程相似的化学和物理脱硫法，该操作流程比较复杂，依靠脱硫剂中的吸收剂与天然气中的硫发生反应，整个工艺过程使用装备较多，消耗也多，轻烃经过再生塔时会产生吸收剂进行再利用，但需在发生反应的同时一直补充脱硫剂。中间还要处理反应产生的废液，湿法脱硫工艺并不属于精准脱硫方式。国内对轻烃脱硫产品的要求是含硫量每立方米要低于5mg，国际对它的要求标准是含硫量在每立方米1mg左右。为了可以满足相关要求标准我们可以采用干法脱硫，这种方法能源消耗少、需求资金设备少、操作方法流程简单易操作，使用的固体脱硫剂将硫化物附着在塔内进行反应脱硫,需要两塔或者三塔串联完成，用这种方法进行脱硫工艺不会产生废物，精确度很高。

1.2确定工艺路线

轻烃原料中含有的硫元素会造成硫含量在丙烷和丁烷中超标，要想减少它们的含硫量就应该在进气装置前安装一套脱硫设备，这种先脱硫再加工的方法操作起来比较简单方便还符合要求，很适合推广使用。在脱硫剂没有饱和的情况下有比较长使用寿命，一般有2到3年的使用期。根据实验考察计算发现，脱硫工艺的温度应该保持在25℃上下，脱硫后的原料含硫量要在每立方米0.1mg以下。原料脱硫的过程是原料先经过低点排出原液气使之进入加热器，由导热油在辅助的情况下加热到25℃，原料气和氧气混合后会流入脱硫塔，控制温度在25℃的情况下严格控制好空气补给量，脱硫后原料气经过在加工过滤净化，最后进行气体处理。

1.3选择脱硫剂

有些脱硫剂中添加了活性炭，在催化剂作用下反应时起到了吸附作用。选择脱硫剂时要尽量选择有点多脱硫率高的脱硫剂，做到能量消耗低、反应温度低、精准度较高，便于使用的同时还要可以简单操作和更换，而且还要有先进的技术水平。

1.4确定脱硫装置参数

一般而言,对工艺要求比较低的原液气处理选择干法脱硫技术,处理量要求也不高,日处理量不超过240万立方米由于原液气压力比较低,为了保证下游装置的正常工作,脱硫塔的压降必须控制在0.05MPa之下,而要调整脱硫剂的孔隙度在30%和35%的范围内,为了孔隙度调整之后的含硫量不超标,还要设计一个保驾塔,依据前面的脱硫效果,经过分析结果决定是否要投入使用,来确保脱硫精度,填充床层的高径比为10∶6。而为了验证脱硫剂的反应温度的最佳值,通过试验模拟得出不同的温度下硫化物的转化率,当温度达到5℃以上,原液气中的H2S已经基本转化完成了;温度达到17℃时,原液气中的有机硫转化率就可到80%以上,温度达到26℃时,有机硫的转化率接近100%,因而反应的最佳温度一般25℃左右。

2轻烃产品的利用

近年来由于化工业的大力发展，很多进口的丙烷、丁烷逐渐增多，我国的轻烃原料也呈现出了多样化的特点，轻烃通过加工出来的产品应用在很多行业，不断提升着轻烃产品的使用价值。轻烃加工后可以用作优质的化工溶剂，在化工中起到裂解材料的使用；轻烃经过脱硫后可以当做液化石油气供人们使用，也可以用在汽车的火花塞中，这样可会减少汽车内积碳的含量，不用经常清洗；因为轻烃脱硫后不会含有烯烃元素性能，比较稳定，还没有臭味，可以用它来制作很多雾化产品，例如杀虫剂、发胶摩斯等；现在的人们环保意识不断增强，很多轻烃脱硫后人们把它用于保护臭氧层代替氟利昂的使用。

篇2

 

我国二氧化硫排放总量居世界首位，火电行业二氧化硫排放量占我国二氧化硫排放量的50%左右。我国能源结构的特点决定了燃煤生产的二氧化硫仍要增加。论文参考网。随着环境标准提高，石灰石-石膏法、喷雾干燥法、电子束法、循环流化床烟气脱硫法等必定会广泛应用于火电厂的烟气脱硫中，随着科技进步会有很多其它脱硫工艺应用于工业实践。

1.石灰/石灰石—石膏法脱硫方法的发展及应用原理

1.1 石灰/石灰石—石膏法脱硫方法的发展

自20世纪70年代初日本和美国率先实施控制SO2排放以来，许多国家相继制定了严格的SO2排放标准和中长期控制战略，加速了控制SO2排放的步伐。日本是应用烟气脱硫技术最早的国家，石灰/石灰石一石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的。迄今为止，国内外火电厂烟气脱硫技术主要采用石灰/石灰石—石膏法，此方法最为成熟、最为可靠且应用最为广泛，占世界上投入运行的烟气脱硫系统的85%以上，我国大型燃煤发电机组的脱硫方式以石灰/石灰石—石膏法工艺为主已成为必然的趋势。

1.2 石灰/石灰石—石膏法脱硫方法的该方法脱硫的基本原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。论文参考网。副产品石膏可抛弃也可以回收利用。

反应原理：用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫分为吸收和氧化两个工序，先吸收生成亚硫酸钙，然后再氧化为硫酸钙，因而分为吸收和氧化两个过程。

（1）吸收过程在吸收塔内进行，主要反应如下

石灰浆液作吸收剂:Ca(OH)2+SO2一CaSO3·1/2H2O

石灰石浆液吸收剂:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3·1/2H2O+CO2

CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2

由于烟道气中含有氧，还会发生如下副反应。

2CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20

（2）氧化过程在氧化塔内进行，主要反应如下。

2CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20

传统的石灰/石灰石一石膏法的工艺流程是：将配好的石灰浆液用泵送人吸收塔顶部，经过冷却塔冷却并除去90%以上的烟尘的含Sq烟气从塔底进人吸收塔，在吸收塔内部烟气与来自循环槽的浆液逆向流动，经洗涤净化后的烟气经过再加热装置通过烟囱排空。石灰浆液在吸收SO2后，成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的棍合液，将此混合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右，送人氧化塔，并向塔内送人490kPa的压缩空气进行氧化，生成的石膏经稠厚器使其沉积，上层清液返回循环槽，石膏浆经离心机分离得成品石膏。论文参考网。

2.影响脱硫的主要因素及其主要对策

脱硫系统在运行过程中，影响系统脱硫效率的因素很多，如石灰石粉的粒度、浆液的浓度及吸收塔浆液活度/密度、PH值、浆液的流量、进入脱硫系统的烟气中 SO2的浓度等。这里只探讨烟气中粉尘及浆液浓度等对脱硫效率的影响及其主要对策。

2.1 烟尘对脱硫效率的影响及对策

（1）烟尘对脱硫效率的影响主要有：①烟尘对脱硫设备的磨损。在实际运行中由于脱硫系统前面的电除尘效果不好，使进入脱硫系统的烟尘含量远远超过起设计要求，对引风机、增压风机的通流部分严重磨损。②烟尘在脱硫系统烟道内存积致使烟气流速变小。③烟尘对脱硫系统设备GGH的灰堵影响，使得吸收塔部分起到了除尘的作用。④对吸收SO2反应的影响。由于烟尘被浆液截留，使得浆液的PH值不好控制，直接影响对 SO2的吸收效果；同时由于浆液中混有大量的烟尘，使得对浆液的密度控制也很不准确。⑤影响石膏品质。在进行脱硫石膏脱水时，这些烟尘转入到石膏中，从而影响着对脱硫石膏的有效利用。

（2）治理烟尘的对策主要有：①加强电除尘设备的运行维护或改造电除尘。由于煤种的变化较多，烟尘的比电阻特性变化也较大，因此应根据烟尘的比电阻特性来调整除尘电场的工作电压；同时加强对电除尘的设备的运行维护，确保其运行参数能在正常范围之内，尤其是真打除灰设备必须工作正常。③加强对GGH运行管理与冲洗。加强对GGH运行管理，正常情况下吹灰器能全部覆盖GGH，能有效地起到减少积灰对GGH运行效果的影响；对GGH的冲洗需要停运GGH，由于环保的要求，可能只有在停机时才可进行冲洗工作。

2.2循环浆液浓度对脱硫效率的影响及其主要对策

（1）循环浆液浓度对脱硫效率的影响主要有：浆液浓度的选择应控制合适，因为过高的浆液浓度易产生堵塞、磨损和结垢，但浆液浓度较低时，脱硫率较低且pH值不易控制。

（2）控制循环浆液浓度的主要对策：在磨机循环泵出口的循环管路上设有一段旁路管路，在这段旁路管路上安装有密度计，磨机系统就是通过这只密度计控制旋流器分配至成品浆液箱的浆液密度，循环管内的浆液密度与成品浆液密度有着对应关系，正常情况下成品浆液的密度控制在1220kg/m3左右，此时需将浆液循环管浆液的密度控制在1450 kg/m3左右，旋流器入口压力为120kpa。密度左右偏差不宜超过30kg/m3，浆液循环管的密度过大，成品浆液的颗粒度就会变大，还会造成管道堵塞，浆液循环管浆液的密度过小，又会影响成品浆液的浓度，降低磨机出力，因此需要控制循环箱补水流量来控制浆液循环管浆液密度在一个合理范围，保证成品浆液的品质。石灰浆液浓度一般为10％—15%。石灰石浆液浓度为20%—30％。

3.结论

篇3

前言

防治烟气中二氧化硫对大气污染的途径分为炉前脱硫、炉中脱硫、炉后脱硫三种。

所谓湿法烟气脱硫，其特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，靠喷淋或其他形式使烟气跟吸收液充分接触，通过吸收液中的碱来捕获烟气中的SO2，从而达到烟气脱硫的目的。由于是气液反应，其反应速度快、效率高、脱硫剂利用率高，适合各种工况的烟气脱硫。

1、二氧化硫控制技术的比较

当前实际使用中常用的湿法烟气脱硫技术，按脱硫剂的不同，主要有石灰石/石灰―石膏法、双碱法、氧化镁法等。

1）、石灰石-石膏法

石灰石（石灰）―石膏湿法烟气脱硫工艺主要是采用廉价易得的石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰作为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被吸收脱除，最终产物为石膏。脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热升温后，由增压风机经烟囱排放，脱硫渣石膏可以综合利用。从最近几年的运行情况来看，该工艺的脱硫效率在90%-95%，环境特性很好。不过，设备存在一定的结垢现象，防腐方面的研究也有待加强。

2）、MgO湿法烟气脱硫技术

该法用氧化镁浆液[Mg（OH） 2]吸收烟气中SO2，得到含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁的固体吸收产物，经脱水、干燥和煅烧还原后，再生出氧化镁循环吸收使用，同时副产高浓度SO2气体。工艺系统主要包括：烟气系统、SO2吸收系统、脱硫剂浆液制备系统、副产物处理系统、事故浆液系统、工艺水系统等。

氧化镁法可处理大气量的烟气，技术成熟可靠，脱硫率≥95%，无结垢问题，可长期连续运转，煅烧气含SO210～13%，可用于制酸或硫磺。缺点是副产品回收困难，并且脱硫剂氧化镁的成本较高。

3）、双碱法

双碱法是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2，然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中，使用了不同类型的碱，故称为双碱法。钠钙双碱法是以碳酸钠或氢氧化钠溶液为第一碱吸收烟气中的S02，然后再用石灰或熟石灰作为第二碱，处理吸收液，再生后的吸收液送回吸收塔循环使用。

由于采用钠碱液作为吸收液，不存在结垢和浆料堵塞问题，且钠盐吸收速率比钙盐速率快，所需要的液气比低很多，可以节省动力消耗。双碱法脱硫同样是目前国内的主要脱硫工艺之一，其脱硫效率≥90%。

玻璃窑炉烟气治理难点分析

通过对国内目前脱硫技术的了解，我们可以发现石灰石-石膏法、MgO法、双碱法是目前国内脱硫技术主流中的高效脱硫技术，在大部分污染行业的烟气治理上是满足国内环境保护排放标准的。但往往应用在玻璃窑炉烟气治理时，效果不理想，普通的石灰石-石膏法、MgO法、双碱法技术使用后烟气中的二氧化硫排放浓度一般在300mg/Nm3-400mg/Nm3之间，高于国家的大气污染物综合排放标准（200mg/Nm3）。

要想提高现有的脱硫技术，首先我们要先了解玻璃窑炉烟气的特性及烟气成分。玻璃窑炉烟气的主要特点：烟气温度高、烟气流量适中、烟气中SO2的含量较高、粉尘的含量较低，排放二氧化硫浓度为6000mg/m3左右，排放烟尘浓度为350mg/m3左右，排放烟气黑度为1-2级；

通过上述对玻璃窑炉烟气特点的叙述，我们发现两个问题：

1）在进行烟气治理的工程设计时，我们往往因为玻璃窑炉粉尘的含量较低的特点放弃除尘，而放弃除尘设备，而脱硫塔喷淋时确实能够减低一部分粉尘，但是烟尘中所含的硅、铝的氧化物经过循环系统沉淀后总量逐渐增加，而当其进入吸收塔后与烟气中的F离子形成氟化铝络合物，从而影响SO2的溶解吸收，影响脱硫效率。

2）玻璃窑炉烟气中的二氧化硫浓度为6000mg/m3左右，而现行湿法脱硫技术一般稳定运行时，脱硫效率为95%，按理论计算6000mg/m3×（1-95%）=300mg/m3；

2、玻璃窑炉烟气治理的解决方法

a 增设除尘装置。璃窑炉烟气含酸碱度高，黏性强，无法使用袋式除尘器，因此水膜脱硫除尘器就成为了首选。水膜脱硫除尘器的成本低，除尘效率高，能够成功降低烟气中的烟尘含量，避免粉尘中的硅、铝的氧化物进入脱硫塔。

b 同时在水膜脱硫除尘器的浆液中加入适量的碱液，能够起到一级脱硫的作用，处理烟气中的部分二氧化硫，稀释空气中的二氧化硫含量，一级脱硫效率一般能够达到40%左右。

c 烟气经过过滤后进入湿式脱硫塔，此时进入湿式脱硫塔的二氧化硫浓度大约在6000mg/m3×（1-40%）=3600mg/m3，二级脱硫我们选择双碱法脱硫，双碱法脱硫效率高，系统稳定性高，投资费用低，运行费用低，并且无二次污染。同时因为二氧化硫的浓度降低，在保证脱硫系统的正常脱硫效率下，按理论计算3600mg/m3×（1-95%）=180mg/m3；这样既能保证二级脱硫后达标排放，又降低了设备的运行成本。

4、经济分析

虽然增设的除尘装置，烟气脱硫系统的成本有所增加。但水膜脱硫除尘器的成本较低，同时经过了一级脱硫处理后，脱硫塔的负荷减轻，可以对二级脱硫系统进行从容的布置，达到降低成本的要求。

5、结论

本文对玻璃窑炉的烟气治理进行了研究和分析，同时了解了目前国内的脱硫技术，并综合现有的脱硫除尘技术对玻璃窑炉的烟气治理提出了一套切实可行的治理方案。

由于时间有限和条件上的限制，本论文还有很多不足之处，有待进一步完善。希望本论文提出的治理方案能够在玻璃窑炉烟气处理的工程设计和实际操作上，实现它的可参考价值和现实的指导意义。

参考文献：

李广超 大气污染控制技术[M] 北京 化学工业出版社 2001

童志权 工业废气净化与利用[M] 北京 化学工业出版社 2001

茆令文 玻璃熔窑烟气脱硫除尘技术研究[J] 中国玻璃 2000，1，13-18

马广大 大气污染控制工程 中国环境出版社 1985

施亚军等 气体脱硫 上海科技出版社 1986

篇4

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0173-01

1、前言

近年来随着我国城市雾霾等极端天气增多，大气污染物排放已得到广泛关注。钢铁行业能耗以煤和煤炭为主，是我国大气污染物的排放大户，其中球团过程造成的SO2排放占钢铁生产全流程的50%以上，与烧结同为是钢铁企业SO2控制的重点[1-4]。我国颁布了较为严格的政策和标准来控制钢铁行业的大气污染物。目前，国内大、小型钢厂已经逐步上马了一系列脱硫装置，主要有石灰/石灰石―石膏法以其脱硫效率高，运行稳定等优点在钢铁行业中占有重要的份额。

本文通过设计唐山银水球团石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺，该工程的成功运行表明，此工艺适合球团烟气的脱硫、除尘。

2、项目设计

唐山银水实业集团球团厂为消减2-8m2竖炉烟气中的SO2排放量，新建烟气脱硫装置，采用石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺，该工程已运行一年，脱硫效率≥95%，各项指标均达到环保要求。

2.1 工艺原理

从竖炉排出的含硫原烟气经过电除尘器除尘后引入吸收塔。烟气与来自吸收塔上部喷淋层的浆液逆流接触，发生传质和吸收反应，烟气中的SO2及HCl、HF等酸性气体被脱除。净化后的烟气经吸收塔顶部两级除雾器除去烟气中夹带的液滴后，通过塔顶返回到原烟囱排入大气。副产物为石膏。

主要化学反应是：

（1）浆液制备

CaO+ H2OCa （OH）2

Ca （OH）2Ca2++2OH

（2）SO2吸收

SO2+ H2OH2SO3

H2SO3H++HSO3-

HSO3-H++ SO32-

Ca （OH）2 + SO2 CaSO3・1/2H2O + 1/2H2O

Ca （OH）2 + SO3 CaSO4・1/2H2O + 1/2H2O

（3）氧化结晶过程

CaSO3・1/ 2H2O + 1/2O2 CaSO4・1/2H2O

2.2 设计条件

2.2.1 设计参数

2.2.2 工艺流程

1）烟气系统

烟气系统将未脱硫的烟气引入脱硫装置，在吸收塔内脱硫净化。由于原引风机余压可克服脱硫装置系统的压降，项目中不另设增压风机。

2）吸收剂制备及供给系统

生石灰粉主要成份如下：CaO≥80%，杂质

由密封罐车将生石灰粉运输至脱硫区域，经气力输送至制浆区的生石灰粉仓储存。储存于粉仓中的生石灰粉在气化风机的流化下，通过旋转给料阀进入消化罐制备成浓度为30-35%的消石灰浆液，经振动筛除渣后进入浆液箱，加水配制成浓度为10-15%的消石灰浆液，然后经浆液输送泵送至吸收塔和循环泵入口。

3）SO2吸收系统

吸收塔设计为喷淋、吸收和氧化一体的单塔，吸收塔顶部建湿烟囱，烟塔合一结构。2炉一塔。待处理的烟气进入直径为6.5m的吸收塔与喷淋的石灰浆液逆流接触，3层喷淋层对应3台循环泵，单元制运行。吸收塔内部自下而上分为氧化区、喷淋区、除雾区。烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙发生化学反应后生成亚硫酸钙。亚硫酸钙被就地氧化成硫酸钙。生成的石膏通过吸收塔排浆泵排入石膏脱水系统中。净化后的烟气由塔顶湿烟囱排入大气。

4）石膏脱水系统

由吸收塔排出的石膏浆液经石膏旋流器一级脱水后，再由真空皮带脱水机进行二级脱水，得到合格的副产物成品石膏。

5）工艺水系统

工艺用水主要用于浆液制备系统的补给水、除雾器冲洗水、氧化风增湿、设备冷却水等。

2.3 重要设计参数选取

石灰-石膏法是由石灰石-石膏法演变而来，且湿法脱硫最早应用于电厂，钢铁行业的烟气具有自身湿法设计应由于脱硫剂石灰浆液为强碱性，不能完全照搬传统石灰石-石膏法在设计参数。

2.3.1 氧化倍率

钢厂竖炉中的烟气含氧量较高，自身氧化能力较强，氧化倍率可选择1.5～2。

2.3.2 液气比

由于氢氧化钙为强碱性，塔内吸收反应主要发生在液面上，且反应快[5]，液气比应低于石灰石-石膏法，可选择3～7 l/m3。

2.3.3 烟气接触时间

由于环保要求日益严格，烟气接触时间应适当延长，选择4.5～5s。

2.3.4 pH

石灰作为脱硫剂，塔内pH控制在6左右。

2.4 调试与运行情况

唐山银水球团厂竖炉烟气脱硫系统实际运行中，烟气入口温度在100～130℃之间，SO2浓度在500～1500mg/Nm3之间，粉尘浓度在80～100 mg/Nm3之间。SO2排放浓度在50～80 mg/Nm3，粉尘排放浓度30～50mg/Nm3，满足环保要求和业主要求。

3、结语

唐山银水球团厂竖炉烟气石灰-石膏法脱硫系统目前已成功运行一年，脱硫效果理想，基本达到了安全、稳定、高效的运行目的。通过运行证明，根据处理对象合理选择设计参数，该脱硫工艺可以满足竖炉烟气脱硫、除尘的需要，不仅脱硫率可达到95%以上，而且出口粉尘排放也能满足50mg/Nm3的环保要求。该脱硫工艺为石灰-法烟气技术在处理钢厂烟气脱硫中应用又一成功案例，同时也增加了湿法脱硫比选工艺。

参考文献

[1] 赵羚杰.中国钢铁行业大气污染物排放清单及减排成本研究[D].杭州，浙江大学硕士论文，2016.

[2] 兰国谦.钢铁行业烧结烟气脱硫技术现状和发展趋势[J].中国环保产业，2014，6：42-46.

篇5

【关键词】火电厂；烟气脱硫、脱硝系统；生物处理技术

【Keywords】 thermal power plant； flue gas desulfurization and denitrification system； biological treatment technology

【中图分类号】X78 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）06-0183-02

1 引言

目前，社会经济的不断发展，人们对电力的需求逐渐增加。以煤炭为燃料的火电厂在进行发电的同时，还会排放出大量的SOX、NOX和颗粒物等污染物，严重污染了环境，影响着人们的生活质量。近年来，随着环保要求日益严苛，国内大部分电厂完成了脱硫、脱硝装置的改造，为减少火电厂烟气污染物排放做出了贡献。

通常情况下，火电厂烟气脱硫、脱硝尾液（简称废水）经过物理方法、化学方法去除废水中的固体悬浮物、重金属和部分有害物质后综合利用或排放至全厂废水处理系统；现有的尾液处理工艺过程，并不能处理掉全部的氮氧化合物和其他酸根离子。这部分废液不经过进一步处理进入水体，就会造成水体污染，从而产生新的环境问题。因此，开展火电厂烟气脱硫、脱硝废水的新的处理技术提上日程。

2 火电厂烟气脱硫脱硝废水处理工艺分析

2.1 废水的物理、化学处理工艺

在对火电厂废水进行物理处理时，主要采用的是过滤、混凝沉淀以及调节pH值等物理和化学相结合的方法完成废水处理过程的[1]。具体的工艺流程包括以下几点：①在废水处理站中建立一座废水调节池，尽量保证水力停留12小时以上，这样能够对废水水质和水量进行更好地调节。②脱硫系统或脱硝系统废水pH值一般偏酸性，要在废水沉淀池前面设置调节pH值的装置，pH值调节添加物质一般为生石灰或Ca（OH）2等碱性物质，可以调节废水pH值的同时去除废水中的重金属离子。③废水中含有大量的悬浮物、固含量和细微粉尘，在进行废水沉淀前要添加混凝剂，才能够保证沉淀的效果。④废水悬浮物沉淀和去除工艺对整个废水处理效果和废水后续处理工艺比较重要，根据目前运行经验，有澄清浓缩器+压滤机工艺和竖流式沉淀池+石英砂滤料2种处理工艺，前者一般用于只需进行物理化学处理的废水处理工，后者一般用于还有后续精处理工艺的流程。具体采取何种工艺需依据项目具体情况和废水水质条件确定。

经过上述物理和化学处理过程，能够基本上去除废水中悬浮物和大部分的重金属离子，但是对于废水中的酸根离子和氨氮没有去除作用。

2.2 废水生物处理工艺

为了更进一步去除废水中的有害物质和氨氮，可采用生物处理技术处理火电厂脱硫、脱硝的废水。

在火电厂烟气脱硫脱硝废水处理过程中，脱硫脱硝废水的进水温度以及初始氨氮的浓度都比较高，但是脱硫脱硝废水内的有机物浓度却相对较低。这种废水环境十分有利于厌氧氨氧化自养菌的生长。因此，一般采用厌氧氧化工艺对火电厂烟气脱硫脱硝废水进行处理。

但是在实际操作过程中，采用厌氧+好氧相结合的生物处理方法比单纯使用厌氧氧化工艺效果更好，各部分主要配置如下：

①厌氧池工艺，主要采用的是封闭钢制圆形反应器，同时在池顶设置了硫化氢收集装置，这个装置可以尽可能地收集硫化氢气体。

②兼氧池工艺。兼氧池工艺主要采用的是封闭钢制圆形反应器，同时在池顶设置一个搅拌器。

③好氧池工艺。好氧池工艺主要采用的也是封闭钢制圆形反应器，但是在池底设置了微孔曝气器，主要借助鼓风机完成供气需求。

通过物理化学处理工艺和生物处理工艺后，废水排放水质可达标排放。

3 工程案例分析

某火电厂的装机容量是1台350MW燃煤发电机组，采用石灰石-石膏法烟气脱硫工艺，脱硝工艺为选择性催化还原（SCR）工艺；该发电厂烟气脱硫、脱硝装置产生的尾液（废水）设计值是240m3/d；经过测量，该发电厂烟气脱硫、脱硝装置产生的废水水质指标如表1所示。

由上表可看出，该废水为酸性环境，废水中含有固体物、悬浮物、酸根离子、COD超标及氨氮超标；为了使得该电厂废水满足达标排放要求，拟采用物理化学处理工艺+生物处理工艺完成废水处理过程。先用物理、化学处理工艺提升pH值，去除固体物、悬浮物和部分酸根离子，使得废水水质满足生物处理工艺的相关要求，然后采用厌氧氧化+好氧相结合处理工艺，降低废水中氨氮和化学耗氧量及部分酸根离子，该发电厂脱硫、脱硝废水处理的具体流程如图1所示。

现场实测数据表明，经过上述处理工艺后，废水处理系统出口的水质指标分别是：pH值7.0左右，TSS的数值指标是100.0 mg・L-1，BOD5数值指标是50.0 mg・L-1，CODCr数值指标是100.0 mg・L-1，SO42- 数值指标是300.0 mg・L-1，T-N数值指标是125.0 mg・L-1，NH3-N数值指标是35 mg・L-1，基本满足工业废水排放标准要求。

4 结语

通过相关的实验和工程实例表明，火电厂烟气脱硫脱硝废水采用物理化学处理工艺+生物处理技术可满足工业废水达标排放要求[2]，该组合工艺中最重要的部分就是厌氧工艺的使用，可以最大限度地处理掉废水中氨氮和化学耗氧量，这对于水质的清洁有相对较好的作用。实际运行工程表明，当火电厂脱硫脱硝尾液中的硫酸根含量过多时，通过厌氧工艺的处理无法产生很好的效果，甚至还可能产生制约的影响。因此，对于火电厂烟气脱硫脱硝尾液生物处理技术还要经过不断地研究和探索，以期完善处理方式，使得处理后的水能够达到相对比较干净的状态。

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1 前言

我国“十一五”规划纲要明确提出：要建设资源节约型、环境友好型社会，把单位GDP能耗降低20%，主要污染物排放总量减少10%，这是具有法律效力的约束性指标。当前，SO2的减排呼声最高，压力最大。钢铁企业是SO2排放的第二大户，存在巨大的减排空间，在电厂脱硫已取得较大成效的情况下，减排的压力正日益突出。烟尘主要来自烧结机的烧结过程及冷却机的冷却过程，SO2 主要来自烧结机头烟气。而烧结机头烟气中SO2 仍然采用烟囱高空排放，如果不对这些污染源加以控制，势必造成污染物的肆意排放，仍然会严重污染厂区环境，影响正常的生产，危害职工身体健康。

本文以济钢铸管集团公司为例，介绍了一种新型的SD-FGD系列喷射旋流曝气脱硫塔技术。

2 工程概述

2.1 工程简述

济钢铸管公司现有两台52m2烧结机，烧结机工艺设计分为两条主抽风烟道，配备有多管除尘器，排放烟气含尘浓度

2.2 烧结机烟气的特点

（1）烟气温度较高，随工艺操作状况的变化，烟气温度一般在120～180℃之间。

（2）烟气挟带粉尘多。粉尘主要由金属、金属氧化物或不完全燃烧物质等组成，一般浓度达10g/Nm3。

（3）含湿量大。为了提高烧结混合料的透气性，混合料在烧结前必须加适量的水制成小球，所以含尘烟气的含湿量较大，按体积比计算，水分含量在10%左右。

（4）含有腐蚀性气体。高炉煤气点火及混合料的烧结成型过程，均产生一定量的HCl、SOx、NOx等。

（5）CO含量较高。

（6）含SO2平均浓度较低，根据原料和燃料差异而变化，一般在1000～3000mg/Nm3。

（7）重金属污染物。

（8）含二噁英类。目前钢铁行业的二噁英排放居世界第2位，仅次于垃圾焚烧行业。

3 烧结机脱硫技术

3.1 脱硫工艺的选择

目前国内外的脱硫方法主要有干法脱硫、半干法脱硫及湿法脱硫。除尘技术主要有电除尘、机械除尘、过滤式除尘等，根据除尘过程中是否用水或其他液体，还可将除尘器分为干式和湿式两大类。2006年石钢3#、4#烧结机新上的脱硫系统采用的是密相干塔工艺，即干法脱硫，除尘系统采用的是电除尘器；2007年福建三钢的180m2烧结机脱硫采用的是循环流化床干法脱硫，除尘系统采用布袋除尘器；2008年5月梅钢180m2烧结机采用的是喷旋冲湿式石灰石-石膏法脱硫工艺，属于湿法脱硫；2008年12月邯钢400m2烧结机采用的是气固再循环半干法脱硫，除尘系统为布袋除尘器。

由于烧结烟气具有前述的特点，必须采用适合烧结烟气特点的烟气净化装置；而且应具有脱硫效率高、投资运行费用低、可靠性高、占地面积小、无废水产生、副产物易处理等特点。山东球墨铸铁管有限公司所提供场地面积较小，因次对工艺的选择必须考虑到系统占地面积等因素，在本项目中我公司选择了双碱法作为脱硫主要工艺。

3.2 除尘方案的选择

由于冶金行业的烟气具有粉尘细，易黏附结垢的特点，而湿式除尘器利用水与含尘气体作用，在净化粉尘的同时，具有净化有毒气体的作用，且设备体积较小、投资较省，考虑到现场的情况我们选择湿式除尘方案。湿式除尘方法中文丘里管除尘器具有除尘效率高，能消除1：m以下的细尘粒，结构比较简单，而且还能用于除雾、降温等方面，符合烧结机烟气的特点，因此在本项目中我们选择了文丘里管湿式除尘法。

除尘射流器应用原理是依据文丘里原理开发出的一种产品，文丘里除尘的工作原理是靠高速运动的气流及流经的管道截面发生变化，使气溶胶与洗涤液或吸收液在高速气流中发生相对运动，从而达到气溶胶与空气分离的目的，文丘里洗涤器净化原理图如图1所

图一 文丘里洗涤器净化原理图

3.3 工艺流程

我公司与日本住友金属工業（株）和歌山製鉄所環境部合作，结合我国冶金行业的特点，对日本及欧洲冶金行业的脱硫成熟技术进行引进与消化吸收。共同开发出了SD-FGD系列喷射旋流曝气脱硫塔。该设备集脱硫、除尘于一体，脱硫、除尘效率均较高，投资低、占地少，在国内处于先进水平该技术在日本冶金行业得到广泛应用。该技术吸取了我公司在济南庚辰钢铁有限公司24平米烧结机应用石灰石法脱硫工艺中的不足，解决了塔内及管道结垢缺陷，解决了出风含水量大的问题。我公司针对山东球墨铸铁管有限公司实际情况，对52平米烧结机进行专项设计，除尘、脱硫工艺中所配备的SD-PS80-Ⅱ喷射旋流曝气脱硫塔，具有气液传质好、脱硫除尘效率高、液气比小、装置内无活动部件、工程造价低、节省运行费用等优点。

本系统主要包括除尘系统、脱硫系统、脱硫液循环系统、除尘液循环系统。

4、 设计参数

4.1 文丘里洗涤器的最佳操作条件

（1）.喉管面积A0=2.83m2

（2）.喉管直径D0=1.7m

（3）.喉管长度L0=1.6m

（4）.收缩管的进气截面积A1=7.6m2

（5）.收缩管的进气端直径D1=3.2m

（6）.收缩管的长度L1=2.3m

（7）.渐扩管出口直径D2=3.2m

4.2 脱硫方法

由双碱法的原理可以看出氧化反应主要是将SO32-和CaSO3氧化，而H++SO32-（HSO3-，故系统pH的高低也决定着氧化反应发生的程度。

对于脱硫效果来讲，塔进口pH越高，吸收液脱硫能力也就越强。但pH过高后，可能会增加系统中Ca2+的浓度，从而增加系统中CaSO4的过饱和度，引起系统的结垢和堵塞。为了防止系统的结垢和堵塞，下面对系统运行各个阶段的pH进行研究。

图1 清液池pH与再生池pH变化规律

图2 混浆池pH=11时再生池各阶段pH

由图1可知，随着清液池pH升高，无论是低pH运行还是高pH运行，再生液的pH都会升高。当低pH运行时，由于塔出口pH较低，且塔出口中大部分为HSO3-，HSO3-+OH-（SO32-，快速消耗OH-，故在开始阶段上升幅度较大，在pH=11.0左右时，再生液pH上升趋势才趋于平缓，此时再生液的pH也接近于7。高pH运行时，塔出口pH较高，随着清液池pH值升高，再生液pH继续升高，但上升的幅度整体趋于平缓。如果不断提高混浆池的pH值，即增加投入Ca（OH）2的量，可以增强脱硫液的脱硫效率，但一方面增加了系统的运行花费，另一方面投入Ca（OH）2的量增加，Ca2+也随着增加，将有可能引起系统结垢和堵塞。

4.3 脱硫液循环系统

脱硫液与烟气接触反应后，经塔体底部水封口由排水沟流入循环水池，循环水池由再生反应池、氧化池、沉淀池和清水池四部分组成。从脱硫装置底部出来的脱硫液首先进入再生反应池，与石灰浆液发生再生反应，然后进入氧化池，通过搅拌并鼓入空气将水池中的CaSO3氧化为CaSO4，经沉淀后的池底浓浆由浓浆泵将CaSO4抽出，送到板框压滤机，制成脱硫渣滤饼综合利用或抛弃，滤液流到循环水池。在清水池旁设有pH值检测仪，并补充NaOH溶液，调节pH值后，由循环水泵抽送到脱硫装置进行脱硫。

4.4 除尘液循环系统

除尘液与烧结烟气接触后，经管道流到后面的惯性分离器，固液分离后，除尘液经底部水封口流入循环池，循环池由泥浆池和清液池组成。从分离器底部出来的除尘液首先进入泥浆池沉淀，停留一段时间后，上清液进入清液池，由循环水泵抽送到除尘装置进行除尘；池底泥浆则由浓浆泵抽送到板框压滤机，压缩脱水后，定期由运渣车外运。

以上四个单元是本系统的主要单元，除此之外，本系统还包括脱硫剂制备系统及电气和自控系统等。

4.5 SD-FGD曝气脱硫塔原理

应用文丘里除尘、惯性分离等原理设计的高效喷射旋流曝气除尘脱硫塔，高效旋流曝气脱硫塔为圆柱形塔体，塔外有高效射流器，塔内安装有若干层高负荷旋流装置和高效除雾装置。脱硫工作时，烟气由塔底切向进入，形成旋转气流上升，烟气通过塔板旋流叶片的导向作用使烟气呈旋转上升。经二次扩散，使得气体里所含的二氧化硫散发，并与上部两层喷淋的脱硫浆液充分接触，从而增大气液间的接触面积；液滴被气流带动旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后液滴被甩到塔壁上沿壁流下，经过溢流装置到下层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。如上所述，液体在与气体充分接触后得到有效分离，避免雾沫夹带，其气液负荷比常用塔板大一倍以上。又因塔板上液层薄，开孔率大而使压降较低，比达到同样效果的一般旋流板塔的压降约低50%，因此，综合性能优于常用的旋流板塔。

由于装置内部提供了良好的气液接触条件，气体中的SO2被碱性液体吸收的效果好；采用较低的液气比是1：0.8～1.2。高效喷射旋流脱硫除尘装置上部装有高效除雾装置，安装两层折板除雾器，从而使气流带出塔的雾滴很少。减少出口烟气带水的危害。

烟气进入射流器，由于有降尘水及烟尘里有烧结机烟尘带出来的氧化钙，可以作为一级脱硫处理，效率在30%左右。在旋流脱硫塔内进行二级脱硫处理，效率在65%以上，总的脱硫效率在95%以上。

5 存在不足

由于此工程为老厂改造，因此可用场地面积较小，该系统整体的设备与管路布局不够理想，造成系统阻力稍大。另外由于工程指标要求该技术没有涉及到脱硝的内容，以后的应用中将逐步完善技术，使其应用范围更加广泛。

6 结论

1. 在钢铁行业烧结机脱硫塔主体材料采用玻璃钢塔为国内首创。脱硫塔采用玻璃钢整体制造，密封性能好，无跑冒滴漏现象，耐腐蚀性比其它材料强，使用寿命长达25年不用维护。

2.该工艺采用的两段法工艺，在预处理部分采用的除尘液为高炉冲渣水，该水呈碱性，除对烟气的润湿作用外也提高了对硫化物的吸收率，并且提高了水资源的利用率，减少了水资源的消耗。脱硫部分采用的双碱法湿式脱硫。

3.脱硫塔为我公司自创的喷射旋流曝气脱硫塔（SD-FGD），塔底部设有导气旋流装置，使烟气在塔内流动均匀，并且通过控制脱硫塔进口的pH值解决了塔内的结垢问题。

参考文献：

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改革开放以来，我国国内石油需求量呈现出一种逐年上升的趋势，同时，石油对外依存度也不断的提升，已经超过了50%。随着世界原油需求量的持续升高，原油的资源也呈现出一种劣质化的表现，近几年来全球增产原油大多都为重质原油，有关数据统计，重质原油与非常规原油的产量已经超过1亿吨，据剑桥能源年会的预测，截止到2013年，油砂沥青会成为最重要的非常规原油。因此，超重原油以及油砂沥青的加工必然会是下一阶段炼化企业需要面临的重要问题。

1 超重原油的特点

目前世界常规原油探明储量为13220亿桶，具体的储量与分布情况详见表1。

超重原油储量最丰富的国家是委内瑞拉，与普通的原油相比而言，超重原油具有如下的特征：即高密度、高硫、高黏度、高酸、高残炭、高氮、高芳烃含量、高金属含量，且减压瓦斯油与渣油的含量也超过了70%，性质较差，比重较差，很难进行脱盐和脱水；黏度较高，难以进行管理和运输；氮和硫的含量较高，进行加氢处理的难度较大；减压瓦斯油数量大，芳烃和氮的含量高，催化和劣化的难度较高；减压渣油数量大，铁、钒、沥青、残炭的含量高，在焦化处理过程中会出现大量的焦炭，在处理时需要在高温高压及氢气的条件下进行。

2 劣质重油加工技术

劣质重油的渣油含量很高，加工的核心技术就是通过渣油与减压瓦斯油提高轻质油的收率，劣质重油的渣油具有高硫、高残炭、高氮、高金属的特征，对于加工工艺的要求很高。目前，较为成熟的劣质重油加工工艺包括焦化、渣油加氢和催化劣化几种。目前，加拿大油砂沥青渣油均使用焦化处理工艺；渣油加氢的工艺包括沸腾床、固定床、移动床+固定床、悬浮床等方式，能够处理劣质重油与沥青。

2.1 焦化技术

焦化技术能够处理成本劣质的原料，已经成为一种常用的重油加工过程，就世界范围来看，焦化装置的处理能力可以超过3亿吨/年，美国加工劣质重油的比例已经呈现出一种逐年上升的趋势，加工原油的含硫量上升约0.27%个百分点，原油重度API°下降了约1个单位，但是，焦化能力在近年来却增加2750万吨/年，究其根本原因，是由于焦化装置的操作费用和投资都相对低廉，能够加工高金属、高硫和高残炭的劣质重油。

2.2 渣油沸腾床加氢裂化技术

渣油沸腾床加氢裂化第二代与第三代催化剂已经研制成功，该种催化剂能够大幅的改善加工装置的性能，尤其是脱残炭、脱硫以及产品的安定性，可以在渣油转化率为80%到85%的条件下炼制出低硫燃料油。美国先进炼油技术公司为了解决油渣沸腾床加氢裂化裂化设备未转化油渣以及设备结垢的问题，添加了减少沉积物的催化剂，与传统的催化剂相比，在脱金属、脱硫、脱残炭以及渣油转化率高的情况下，能够减少反应过程中沉淀物的产生。

2.3 悬浮床加氢裂化工艺

悬浮床加氢裂化工艺能够用于劣质重油的加工，但是其加工的产品需要进行深度裂解、脱硫和二次脱硫，就会导致加工费用升高，该种工艺是处理劣质重油很好的手段。

3 劣质重油加工技术展望与前景分析

3.1 改善焦化工艺

焦化工艺能够很好的改善劣质重油，是现阶段下炼油厂使用最多的工艺，在未来阶段下，应该将劣质重油焦化装置的设计重点放置在减少焦炭产率、提高液体产品产率、降低操作费用和减少装置投资之上，劣质重油的沥青质和残炭的含量很高，在使用焦化工艺进行加工时会导致加热炉生焦倾向升高，因此，除了减少焦炭产率、提高液体产品产率以外，还要使用科学的方法缓解加热炉的结焦。

3.2 完善劣质重油加工组合工艺

为了将劣质重油资源最大限度的利用起来，需要不断的完善劣质重油加工组合工艺，如焦化+沸腾床加氢裂化技术、沸腾床加氢裂化技术+溶剂脱沥青+沥青气化技术等。

3.3 扩大氢气的来源

很多地区的劣质重油都有着高氮、高硫、高金属含量和高残炭的特征，在转化以及生产油品的过程中会消耗到大量的氢气，使用焦化工艺在加工劣质重油时会产生石油焦、应用溶剂脱沥青加工工艺会产生脱油沥青，如果将其作为气化工艺的原料，就能够解决以上的弊端，生产过程中产生的氢气也可以为后续的加氢过程提供氢源。

3.4 发展悬浮床加氢裂化技术的产业化

在应用延迟焦化技术加工劣质重油时会出现大量的低价值焦炭，使用沸腾床加氢裂化技术加工劣质重油的转化率也不高。近些年来，随着技术水平的发展，悬浮窗加氢技术得到了迅速的发展，该种技术能够将原料渣油的转化率全面的提升，几乎可以将其完全转化为馏分油。在未来阶段下，发展悬浮床加氢裂化技术的产业化能够提升劣质重油的转化率。

4 结语

近年来，国际石油需求量逐年上升，而轻质原油的量不断减少，劣质原油的开采比例不断提升，超重原油硫、残炭、氮、重金属的含量偏高，这也对炼油企业的加工工艺提出了一定的挑战，为了满足经济发展和原油储备的需求，我国的炼油企业必须要不断开发新技术，实现劣质重油加工技术的全面发展。

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我国是世界上最大的煤炭开采国和消费国。随着采煤机械化程度的推进和开采深度的增加，原煤质量越来越差。提高原煤入洗率，可充分提高煤炭综合利用价值，使煤炭满足不同行业需求，减少对环境的污染，使企业获得更好的经济效益和社会效益。

1 选煤工业跨越发展

“十一五”以来，我国煤炭洗选工业发展迅速，已成为世界选煤大国。一大批关键技术研发和示范取得成功，很多技术接近或达到国际先进水平，有些技术达到国际领先水平。2012年，煤炭入洗量达到20.5亿吨，比2007年增长了86.4%；原煤入洗率提高到56.2%，比2007年提高了15.3个百分点。我国基本实现了炼焦煤的全部入洗。但是，动力煤的入选比例还不到40%。我国自行研制的大型三产品重介质旋流器、复合干法选煤技术、用于粗煤泥分选的干扰床分选机、大型分级破碎机、大型旋流微泡浮选柱、大型重介浅槽分选设备、大型磁选机、大型自动化快开压滤机、大型振动筛等关键洗选设备大多替代进口并开始出口。利用先进的选煤技术和装备建设成了一批大型、特大型现代化选煤厂，选煤厂设计和建设水平已经进入世界先进行列。

2 重介质选煤技术异军突起

近年来，重介质选煤技术由于具有工艺简化、运行成本低、分选效率高、技术可靠、处理能力大等优势，其分选比重日益加大，已达到54%。在重介质旋流器分选过程、数学模型和数值模拟方面取得了重要的理论成果，为旋流器参数优化和性能提升提供了坚实的技术基础。同时，在简化工艺系统、降低分选下限、提高入料上限、增强自动化程度等方面取得了突破性的成就。成功开发了大型多供介无压给料三产品重介质旋流器；研究开发成功以一套介质净化回收系统实现原煤分级分选，构建了重介质旋流器分选难选煤精煤最大产率化工艺系统；原煤按粗细粒级不同可选性采用不同分选密度分选，提高了精煤产率；降低了大型无压给料三产品重介质旋流器入料压力、功耗和磨损；实现了全部粗煤泥经小直径重介质旋流器分选。

3 分选工艺日趋合理高效

我国中小型选煤厂大多采用两段选煤工艺，设备和工艺简单，但分选效率较低，粗粒精煤损失严重。中型和大型选煤厂基本采用两段半分选工艺，其主要增加了粗煤泥回收环节，复杂程度介于两段和三段选煤模式之间，但造成浮选入料高灰细泥含量增加，精煤产率低。目前，很多新建选煤厂多采用增加了粗煤泥回收和分选的三段选煤工艺，虽然设备和工艺复杂，但实现了全粒级高精度分选，对大块粗粒分选效果和细粒煤泥浮选效率的提高均有利，总精煤产率高，是一种较有前途的分选工艺。

4 干法选煤技术得到加强

我国是缺水国家，西北部和中部等产煤省区更是缺水严重。我国煤炭有2/3以上分布在西部，采用湿法分选技术耗水量高、投资及生产费用高。干选以其污染小、不用水、投资少、建厂快等诸多特点，为煤炭降灰提质、易泥化煤种及干旱缺水地区的煤炭分选提供了有效技术途径。我国干法选煤整体技术处于国际领先水平。我国的干法分选理论揭示了流态化分选的错配效应，实现了气固流态化分选系统的协同优化；揭示了不同粒级煤炭在流化床中的分布规律，形成了物料在流化床中的三级分布理论。北京博后筛分工程公司独立研发的“大型重介质干法分选系统”已在徐州矿务集团张集煤矿进行了连续的50t/h工业试运行，分选效果达到了预期目标。该系统的分选精度接近湿法重介质选煤，但不用水，没有水污染，技术水平达到国际领先水平，具有广阔的应用前景。

5 深度脱硫降灰技术逐步深入

静电分选技术：依靠不同物料间的电性差异，借助于高压电场作用实现分选的一种选煤方法。

聚团浮选技术：利用煤和矿物质表面性质的差异，用油作粘结剂进行选择性粘附、团聚，使煤和黄铁矿分离。经过多年的研究，已成功开发出一套高效、低能耗、工艺简单、成本低的脱除煤中细粒嵌布黄铁矿硫的新工艺——高剪切疏水聚团浮选脱硫新工艺。

生物脱硫技术：它是利用微生物能够选择性氧化有机或无机硫的特点，去处煤炭中的硫元素，或者利用微生物的选择性吸附作用来改善煤和黄铁矿表面的疏水性，以达到脱硫的目的，是目前洁净煤技术的热门研究课题之一。它的优点是既能专一的脱除结构复杂、嵌布粒度很细的无机硫，同时又能脱除部分有机硫，而且反应条件温和，设备简单，成本低。

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为了提高火电厂脱硫系统的稳定性、经济性、可靠性，降低火电厂排放SO2的浓度，提高区域环境质量，减少电厂对大气污染的影响。将火电厂排放的SO2浓度控制在国家规定指标范围内。

1 火电厂脱硫工艺系统介绍

由脱硫废水排放系统、压缩空气系统、设备冷却水和工艺水系统、石膏脱水系统、排放系统、SO2吸收系统、烟气系统、吸收剂浆液供应系统、石灰石浆液制备系统等构成了脱硫工艺系统（如图1）。论文主要对石灰石浆液制备系统进

图1 脱硫工艺流程图

行说明。采用购买成品石灰石粉的方式为脱硫提供吸收剂，在石灰石浆液箱内加水，将石灰石粉制成浆液。一台电加热器、两台硫化风机、四台石灰石浆液泵、一个石灰石浆液箱、两台电动旋转给料阀、一座混凝土石灰石仓共同组成了石灰石浆液制备系统。

两台石灰石浆液给料泵分别设于脱硫装置中，一台运转、另一台作备用。供浆泵出口母管上安装了调节阀、电磁流量计、质量流量计。在BMCR工况下，每台泵的容量不小于120%的石灰石浆液总耗量。为了避免堵塞调节阀上游侧浆管，可将安装与调节阀上游侧浆管上的冲洗水阀程序设置成每两小时冲洗一次，这是由于石灰石浆流调节阀在正常运行的状态下有全关闭的可能。通过调节回路，按照化学计量比，将石灰石浆液输送至吸收塔反应池的中和区。石灰石浆液流量的修正可根据石灰石浆液实测密度来实施。反应池浆液 值、脱硫效率、SO2负荷等参数控制着石灰石供浆流量。为了使脱硫装置跟踪锅炉负荷满足设定的脱硫效率，吸收浆液PH值的改变可以通过调节石灰石给浆量来实现。

成品石灰石粉就可为脱硫提供吸收剂，在石灰石浆液箱内加入水，将石灰石粉制成浆液。为了给石灰石粉仓提供气化用，石灰石粉仓中可设置流化风机。石灰石粉仓的顶部侧面和顶部装有接触式料位计和非接触式料位计，一旦仓内达到最高料位时，接触式料位计会发出报警。石灰石粉仓的底部安装有流化装置，且还设计了相应的锥形下料口，气化丰管路、气化槽、气化装置等组成了流化装置。气化槽与气化装置由金属箱体和碳化硅多孔气化板构成。经过加热器进行加热后，通过装置底部接管将热空气引入气化腔，使粉料充分流化、并呈松散状态。因此，为了防止空气中湿气入仓导致的粉料起拱，可将流化空气加热。

脱硫所需的石灰石粉外购，经密封罐车运至脱硫岛。在该脱硫岛中设置了1个石灰石粉仓，每个粉仓设计有2个锥形下料口。每个下料口都设置了一套输送和计量装置。粉仓中的石灰石粉经电动插板门、旋转给料阀送入石灰石浆罐。同时，经调节回路控制的回收水或工业水也送入石灰石浆罐，自动配制成浓度为30wt%的石灰石浆液。石灰石浆液通过调节回路，按化学计量比，经石灰石供浆泵、调节阀送入吸收塔反应池中和区。

2 脱硫化学反应描述

2.1 吸收区的反应

（1）SO2在液相的溶解

在吸收区内烟气中的SO2溶解于喷淋浆液中，烟气中的HCl和HF也同时被吸收：

SO2+H2OH2SO3（1）

FGD装置的脱硫效率主要受气-液两相传质速率的影响，即L/G、气液接触时间、相对流速以及相互挠动程度强烈影响脱硫效率。

（2）酸的离解

SO2溶解于吸收液中形成的亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根、亚硫酸根和氢离子：

当低PH时（

当高PH时（>5）H2SO3H++SO32-（3）

HClH++Cl-（4）

HFH++F-（5）

吸收浆液通过吸收区后，由于吸收了SO2、HCl、HF等酸性物质，产生了H+，使浆液PH下降，吸收SO2能力降低。因此必须除去H+才能恢复洗涤浆液吸收SO2的能力。

（3）中间产物的中和

通过吸收区的洗涤液中含有一定量的CaCO3，由于洗涤液在吸收区的停留时间很短，仅有很少量的CaCO3溶解后与上述离子发生以下反应：

CaCO3（S） CaCO3 （a q） （6）

CaCO3 （a q） +CO2+H2O Ca （HCO3）2（7）

Ca（HCO3）2+2H+Ca2++2CO2+2H2O（8）

Ca2++2Cl-CaCl2（a q）（9）

Ca2++2F-CaF2（10）

Ca2++2HSO3-Ca（HSO3）2（a q）（11）

Ca2++SO32-CaSO3（12）

Ca（HSO3）2+O2 Ca2++2SO42-+2H+（13）

从式（3）可知，式（12）发生在高PH环境中，洗涤浆液在吸收区的顶部时PH最高，因此式（12）的反应易发生在吸收区顶部，同时吸收塔顶部浆液中HSO3-浓度很低。

洗涤液在下落过程中，不断吸收烟气中的SO2，因此吸收区较低部位的浆液PH较低，SO32-浓度大量减少，仅含有少量CaSO3，而更多的是可溶行的亚硫酸氢钙（见式11）。

由于烟气中含有一定量O2，部分O2溶于洗涤浆液中发生式13氧化反应使部分HSO3-氧化。此反应也会使洗涤液的PH下降。

2.2 氧化区的反应

在氧化区的下部设置了固定管网式氧化气管，大量的空气鼓入氧化区的下部，在吸收区形成的未被氧化的HSO3-几乎全部被氧化成SO42-和H+：

2HSO3-+O°（溶解氧）2SO42-+2H+（14）

上述反应最好在PH4～4.5的环境中进行。由于从吸收区落入氧化区的浆液的PH大致为3.5～5，再加之氧化区底部分隔器的作用，氧化区浆液可维持在最佳氧化PH范围内。

从式14可知，HSO3-被氧化的同时产生了更多的H+，浆液中过剩的CaCO3将中和H+，与SO42-形成可溶性CaSO4：

CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2（15）

Ca2++SO42-CaSO4（16）

反应池的排出浆液正是从此区的底部（即靠近分隔管的下面）抽出馈送至脱水系统，因为此区域浆液中未反应的CaCO3最少，亚硫酸盐含量最低。

2.3 中和区的反应

此区主要发生中和反应和石膏结晶析出，所以有时也称此区为结晶区。

由于循环洗涤浆液中仅有一定量的CaCO3，在吸收区和氧化区内中和了一部分H+。从吸收塔顶部喷淋下来的吸收浆液中CaCO3的含量不能过高，否则洗涤浆液的PH过高在吸收区内会形成大量CaSO3，CaSO3是较难氧化成CaSO4的。PH过高也会使氧化区的氧化反应不易进行。此外，CaCO3含量过高会使氧化后未反应的CaCO3太多，造成石膏品质下降。PH也提高，氧化区浆液PH最好控制在4～4.5，因此进入中和区的浆液还含有较多的H+和SO42-，通过向中和区补加一定量的石灰石浆液来中和之，与此发生式15和式16所示的反应。向中和区补加一定量的石灰石浆液的另一目的是，使进入下一循环的洗涤浆液中有适当含量的CaCO3，恢复洗涤浆液的PH值。

中和区中CaSO4的不断产生导致了溶液的过饱和，从而形成石膏结晶析出：

CaSO4+2H2OCaSO4·2H2O（17）

在石膏结晶析出的过程中，通过控制CaSO4的过饱和度使石膏结晶缓慢析出，避免形成大量细小的石膏晶核。通过维持循环吸收浆液含固量80～180g/l和浆液在反应池中有足够停留时间来优化石膏结晶过程，使过饱和的CaSO4趋于在已有的石膏表面析出结晶并有足够时间逐渐长大。

3 优化脱硫系统改进策略

传统的脱硫系统存在着一些问题，例如：系统经济性较差、脱硫系统与主机之间协调不足、GGH结垢及堵塞、脱硫工艺精度较低、运行稳定性差等。为了使上述问题得以有效解决，必须对脱硫系统进行优化。

3.1提高脱硫工艺

石灰石___石膏湿法脱硫反应的核心在于如何控制吸收塔浆液的PH值。吸收塔浆液的PH值受到石灰石品质、脱硫效率控制值、原烟气SO2浓度、机组出力大小等条件的影响。为提高脱硫效率，应对液气比进行合理控制。在湿法脱硫中，增加吸收塔内部的液气比的方法为：在吸收塔内增加运行循泵的台数和增设加装托盘。作为布风装置，吸收塔托盘置于吸收塔喷淋区域的下部，在整个吸收塔截面上，均匀分布着通过托盘后的烟气。循泵上的喷嘴是用来雾化石膏浆液的。喷淋系统将浆液均匀分布于吸收塔内，使烟气与吸收浆液充分接触，从而充分吸收烟气中存在的SO2。

3.2技术革新与设备改造

循环泵噪声超标、吸收塔防腐内衬局部脱落、机械密封损坏、浆液泵过流部件腐蚀磨损、 结垢堵塞等问题严重，技术革新与设备改造已势在必得，这也是优化脱硫系统设备的重要环节。

（1） 设备改造

GGH，是中文烟气换热器的英文缩写，是烟气脱硫系统中的主要装置之一。其为原烟气与净烟气之间的热交换元件。在脱硫工艺中，会先冷却进入吸收器之间的烟气。我们先从改造吹灰系统来看，可截断吹灰器原蒸汽吹灰管路，采用原蒸汽吹灰程序作为控制程序，增加高压水吹灰系统；同时注意控制吸收塔运行参数，包括吸收塔PH值，浆液密度和吸收塔液位等，也是保证GGH长周期正常运行的重要手段。经过对吹灰系统的改造，系统差压问题获得解决。

（2）更换GGH元件

仅仅通过对热换元件的冲洗不能彻底解决元件内部结垢严重的问题，因此，在不改变GGH框架的情况下，需要对换热元件进行更换。更换后，有效降低了GGH系统阻力，差压问题得到改善。

（3）人工冲洗脱硫系统

在冲洗脱硫系统并人工冲洗、检查了除雾器后，降低了脱硫系统运行电耗、提高了机组运行可靠性、降低了GGH差压、使得GGH换热元件的畅通面积得到改善。为了保持脱硫运行的可靠性，可对GGH以及除雾器进行定期彻底人工冲洗，人工冲洗GGH后，效果非常的明显。

3.3 增强主机与脱硫系统之间联调控制

将后烟气系统接入脱硫系统，在烟囱与引风机之间串接脱硫系统，如图2

图2 脱硫系统串接于后烟气系统图

所示。在机组遇到非计划停运时，通常走脱硫回路的机组烟气则被切除至旁路。串接脱硫装置后，主机与脱硫系统之间烟气通道的切换是通过旁路挡板以及进、出口挡板，烟气通道在脱硫回路与旁路的切换过程会影响到主机炉膛内部负压。对此，在对旧机组烟道进行改造的基础上解决烟气脱硫的唯一方法就是加装脱硫装置。脱硫设施在加装于主机烟道尾部后，尤其提高了高灰份煤、高硫煤的燃煤标准，这对脱硫率的数值产生了影响。脱硫系统采用两炉一塔方式，引风机并列后与增压风机串联运行，再设计一个控制器实现主机设备与脱硫系统之间的联合控制回路确保主机安全、稳定运行。同时，通过内部调节，保证入口负压在理想区间内，实现脱硫系统与主机联动控制的目标。当机组烟气走正常脱硫烟气回路时，炉旁路档板处于关闭状态时的联合控制回路，该回路新增协调控制回路，前馈采用机组负荷指令，通过引入炉膛负压偏差，共同控制运行不但实现了稳定控制炉膛负压，还合理分配了串联运行效率，减少了能量损失，提高了运行经济性。

随着国家对环保的重视，对电厂脱硫排放要求越来严格，逐步取消脱硫旁路挡板是大势所趋。我厂在2010年已取消脱硫旁路挡，脱硫系统故障停运时必须联锁停止主机组运行，这对脱硫系统的可靠性和安全提出了更高的要求。所以，对湿法脱硫系统进行运行优化，提高脱硫系统的可靠性和安全性势在必行。

4 结语

为使火电企业实现零排放，推进烟气脱硫产业化模式，致力于脱碳、脱硝、脱硫工作。只有生存环境优美了，经济才能获得稳步发展。文章分析、探讨了石灰石___石膏湿法脱硫系统优化运行的策略，结合我厂的实际脱硫系统工艺现状，从脱硫系统与主机之间的联控设计、技术革新、脱硫系统设备改造方面进行了介绍。

参考文献：

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引言

在这个对环境保护日益重视的时期，对经济有效的脱硫脱硝技术的研究是当今各电厂开展工作的重中之重，将发电过程中废气除尘、脱硫脱硝等过程，整合到一套工艺流程中，这样不仅可以提高废气处理的效率，同时也可以降低成本与运营费用。

1 烟气中硫与硝对环境污染与脱除的必要性

在当今社会，人们面临日益严重的环境污染问题，其中一个主要问题就是对大气的污染，大气污染的主要污染源为我们日常生活燃烧煤炭所产生的氮氧化物与二氧化硫，现在大部分的燃煤来自于发电厂，煤燃烧产生的二氧化硫在氧气的催化下变成三氧化硫，其溶于雨水进而形成酸雨，酸雨对我们日常生活的危害极大，这些污染容易诱发呼吸道疾病，同时其产生的酸雨对城市建筑物与人体健康有着十分大的影响，我们自身也同时承受着污染带来的严重后果，因此在电厂的日常生产中，一定要注重对燃煤废气的脱硫脱硝处理，保证废气经过处理再排放，因为这不仅关乎我国污染的问题，也关系到我们每个人的切身利益，因此控制污染源就是要对燃煤产生的相关污染物进行处理与控制，并积极开拓新技术，在改进现有工艺的基础上，积极研发新的脱硫脱硝工艺，从源头上减少污染物的排放，这对我国的环境保护有着十足的重要性。

2 现阶段脱硫脱硝技术的发展现状

对于脱硫脱硝的研究是世界各国都不曾停止的一个课题，虽然我国已经投入了相当多的精力来进行二氧化硫污染的控制，但是效果并不是十分明显，其主要原因是我国电厂企业在发电过程中废气处理所使用的设备比较落后，转化效率较低，大部分未能处理的废气仍被排放到了大气中，因此我国脱硫技术还有长远的路要走，不仅在设备方面急需更新，同时也缺乏相关方面的专业人才，一些配加到电厂的脱硫脱硝设备并没有发挥出应有的作用。当今随着科技的不断发展，目前世界上有以下几种脱硫脱硝工艺比较成熟。

2.1 联合脱硫脱硝工艺

这种工艺是当今诸多电厂所采用的脱硫脱硝的主要方法，因为之前的工艺大多可以将二氧化硫除去，同时一些催化剂可以对氮氧化物进行处理，在实际过程中他们彼此间不会起干涉作用，因此对废气的处理效果还是可以接受的。联合脱硫脱硝工艺就是采用高效的石灰石与石灰膏的混合物对发电厂废气中的二氧化硫进行脱硫处理，同时通过还原剂对氮氧化物进行预还原处理，两种方法一种为干法，另一种为湿法，对污染物的吸收效率还是很卓越的，只是在反应过程中会产生一些结渣，对处理废气的设备有着一定的损耗。

2.2 同时脱硫脱硝工艺

同时脱硫脱硝工艺是将发电过程中所产生的废气通过不同的设备进行相关的流程处理，相比联合脱硫脱硝工艺，这种方法所采用的设备占地面积较大，成本较高，同时操作流程也较为复杂，其包括两个处理流程：其一是在煤燃烧的时候进行脱硫与脱硝的反应，另外一种是在煤燃烧后，对其产物进行净化处理，国内外均对这两种方法进行相关的研究，现今比较成熟的有以下几种：

（1）电子照射法。这是一项比较尖端的科技，它的主要处理方法是向废气中照射入一定量的电子束，这束电子中的能量可以将废气中的二氧化硫与氮氧化物催化转化成硝酸铵与硫酸铵化合物，高能的离子可以对废气中的污染物进行高速的氧化，通过这种手段的转化率较高，反应速度较快，对于操作员的技术要求不高，而且这项技术已经较为成熟，在国内的应用较为广泛，经过催化后的气体可以达到国家的排放标准，不会对大气产生危害。

（2）脉冲电晕等离子法。这种方法与上文的电子照射法的原理基本相同，一般采用高压电源放电产生脉冲电流，在这个过程中脉冲会放出大量的电子、离子等高能粒子，这些粒子与废气中的氧化物进行碰撞反应，可以催化反应最后形成臭氧，这样将大部分的废气转化成无害的成分，然后这些粒子与氮氧化物发生复杂的化学反应，进而与水作用生成酸，酸在与其他的氨催化反应生成最终的无害化合物，之后通过简单地除尘处理就可以完成脱除有害杂质的过程。这种方法可以同时将几种有害成分同时除去，成本低廉、操作简便，而且反应程度较高，生成物可以二次利用，做到物质的充分循环。

2.3 活性炭吸附工艺

活性炭是我们日常生活中十分常见的一种异味吸附材料，在改善室内环境，以及家装甲醛的吸附上均有十分重要的作用。它具有这些功能主要是因为其内部孔隙率较大而且吸附性能好，同时具有一定的催化性能，所以经常用来作为吸附剂与催化剂，在废气的脱硫脱硝过程中也有较大的应用。烟气中的二氧化硫经过活性炭的吸附与催化，能够生产一种依附于活性炭的硫酸，之后进入到分离装置中进行处理，活性炭继续催化氮氧化物和氨气，但是此时其仅仅作为催化剂进行反应，并不能对其进行较为深层次的处理。采用活性炭工艺对脱硫脱硝的脱除率还是相当可观的，但是反应过程要注意控制废气的流速与反应速率，如果废气量过小，会导致活性炭的失效，从而降低了反应的速率与效果。工艺流程如图1。

1.文丘里洗涤器；2.吸附器；3.活性炭床；4.循环槽；5.浸没燃烧器；

6.冷却器；7.过滤器

图1 活性炭吸附法烟气脱硫工艺流程

3 脱硫脱硝技术未来的发展方向

随着科学技术的不断发展，世界范围内对环境保护意识的觉醒，加之现阶段烟气的脱硫脱硝工艺还有一定的缺陷，所以未来的研究工作还是有着十分可观的发展空间。在未来深层次的研究中，要对理论知识进行相关的巩固与加深，同时对一些较为成熟的理论要加以实验研究，一旦取得更好的实验结果，则要注重在实际中的应用效果，并从工业生产中找到理论不足的地方加以弥补，同时加强相关从业人员的专业素养，对其上岗前一定要进行专业的培训，使其能够独立的操控相关烟气处理设备，同时，在理论知识上对从业人员进行培养，并鼓励其在日常工作中积极发现问题，并提出适当的解决方案，这样才能促进技术的不断发展，这对于电厂未来工作的开展有着十分重要的作用；当前主要的研究重点还是放在干法脱硫脱硝工艺上，技术研发已经到了比较完善的程度，所以下阶段可以着手在湿法工艺上多下功夫，同时在保证经济发展与环境保护的前提下，减少一定量的发电站建设，这样既可以减少环境所受的压力，也会对于发电厂减排的负担予以减轻，最后我们应该从我国的实际情况出发，研发出一套适用于我国国情的脱硫脱硝手段，并在一定范围内加以推广实施，以期改善我国的环境保护现状。

4 结语

通过本论文的叙述分析，我们可以对当前国内电厂烟气的处理方式有一个较为直观的了解，这些技术在一定程度上可以减少烟气对大气的污染情况，但是，就目前而言其对污染物的治理力度还远远不够，所以我们在未来的工作中要不断的进行该方面技术的拓展研发，对目前现有技术积极改善，同时研发可以从根源上治理烟气污染的办法，对电厂所排放的废气进行彻底处理之后再排入大气，将电厂对大气的污染降到最低。

参考文献：