半干法烟气脱硫除尘一体化技术

半干法烟气脱硫除尘一体化技术

王黎锋

（山东电力建设第三工程公司山东青岛266100）

摘要：文章对半干法烟气脱硫除尘一体化技术作了总体的介绍，提出了烟气脱硫除尘一体化技术应着重解决的问题，可供新上烟气脱硫除尘项目借鉴。

关键词：脱硫除尘一体化；半干法；烟气脱硫袋式除尘

目前环境保护已成全球化趋势，尤其对于火力发电行业，低排放、超净排放，会受到越来越多国家和业主的关注，此技术能同时满足烟尘和二氧化硫的排放标准，势必成为日后火电厂的首选设备.本文就半干法脱硫除尘一体化的系统构成及调试要点进行了简要论述。

一、烟气脱硫技术的分类及其特点

1.烟气脱硫技术的分类

煤燃烧后烟气脱硫（FGD）是目前居世界上大规模商业化应用的脱硫技术之一。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫可分为湿法、干法和半干法脱硫除尘一体化三类工艺。

2.各类烟气脱硫技术的特点

（1）湿法脱硫技术湿法脱硫技术成熟，效率高，Ca/S比低，运行可靠，操作简单，但脱硫产物的处理比较麻烦，烟温降低不利于扩散，传统湿法的工艺较复杂，占地面积和投资较大。

（2）干法脱硫技术干法的脱硫产物为干粉状，处理容易，工艺简单，投资也低于传统湿法，但石灰（石灰石）作为脱硫剂（粉末状）的干法脱硫，脱硫效率和脱硫剂的利用率均较低。

（3）半干法脱硫除尘一体化技术半干法脱硫除尘一体化技术，既有干法脱硫的优点，又有湿法的优点。它的脱硫产物为干粉状，处理容易，工艺简单，投资也低。脱硫剂利用率高，脱硫效率比传统的干法、半干法要高10~15个百分点，达到了湿法的脱硫效率，采用石灰石为脱硫剂的半干法脱硫除尘一体化技术，多采用旋转喷雾器，脱硫效率80%~90%，投资比湿法低。目前在中国、德国、奥地利、意大利、丹麦、瑞典等国应用较多。

二、半干法脱硫除尘一体化技术

1.半干法脱硫除尘一体化技术原理

该技术利用低温烟气进入脱硫塔后，烟气中的二氧化硫与高速喷入的浆液细雾滴进行充分的混合反应，之后再与喷入的水雾混合进一步降低温度至露点以下，以达到高效脱硫的效果，因为温度越接近露点脱硫反应速率越高。烟气进入袋式除尘器后，粉尘和没有充分反应的脱硫剂被滤袋捕集下来，继续与二氧化硫发生反应，因此，袋式除尘器成了捕集粉尘、脱硫剂和提供脱硫反应场所等功能的装置，更好地提高了脱硫效率和脱硫剂的利用率。

2.半干法脱硫除尘一体化技术工艺过程半干法脱硫除尘一体化技术的工艺过程包括：脱硫剂的制备、脱硫剂的浆液雾化、雾粒与烟气的接触混合、烟气降温和升温、液滴蒸发与SO2吸收、灰渣排出、灰渣再循环、烟气进入袋式除尘器

3.半干法脱硫化学反应机理

生石灰制浆:CaO+H2O→Ca(OH)2

SO2被液滴吸收:SO2+H2O→H2SO3

吸收剂与SO2的反应:Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O

液滴中CaSO3过饱和沉淀析出:CaSO3(aq)→CaSO3(s)

部分CaSO3(aq)被溶于液滴中的氧气所氧化生成CaSO4(aq):CaSO3(aq)+1/2O2→CaSO4(aq)

部分CaSO4难溶于水,便会迅速沉淀析出固态CaSO4:CaSO4(aq)→CaSO4(s)

烟气中的其他酸性气体为SO3、HCl等也会同时与Ca(OH)2反应,而且SO3和HCl的脱除率高达95%,远大于湿法脱硫工艺中SO3和HCl的脱除率。

4.半干法脱硫一体化各部分介绍

（1）脱硫剂制备系统

半干法脱硫除尘一体化技术大多采用CaO含量尽可能高的石灰作脱硫剂。脱硫剂通过消化器变成消石灰粉，以备高压喷射器高速喷射进入脱硫塔。

（2）灰渣及再循环系统

从分离器出来的灰渣中含有相当数量反应剩余的氧化钙，大多数煤飞灰也含有一定碱性物质。为了减少新鲜脱硫剂的耗量，提高脱硫剂的利用率，将部分脱硫灰渣再循环利用是必要的。脱硫灰渣再循环可使系统脱硫率提高10~15%。同时灰渣的再循环改善了传质条件，有利于雾粒干燥，从而改善了脱硫塔塔壁结垢的趋势。

（3）除尘系统

从分离器出来的烟气中含有没有充分反应的脱硫剂被袋式除尘器的滤袋捕集后通过循环灰斗进入脱硫塔又可以与SO2反应，这样就增加了脱硫剂的利用率。另外，袋式除尘器的除尘效率高，在目前环保要求越来越严格的情况下，袋式除尘器是最为理想的除尘设备。

5.半干法脱硫一体化技术特点

（1）技术先进

（2）脱硫效率高

（3）Ca/S比低

（4）投资省

（5）占地小

（6）耗水量低

（7）脱硫产物容易处理，无二次污染

（8）自动控制水平高。

6.影响系统运行的因素

（1）脱硫效率。

通常说的脱硫效率与石灰石的消耗量和离开吸收塔的烟气的相对湿度或温度有关，出口温度接近水的绝热饱和温度，脱硫效率就越高。但当确定出口温度和相对湿度时必须考虑到脱硫产物的输送性，水分太高，粘度增加，输送困难；同时还应考虑到对后面布袋除尘器的影响。水分太高，将造成布袋糊袋，清灰困难，影响布袋除尘器的经济稳定运行，所以出口烟气温度的设定为调试的关键点之一，过高过低都会影响脱硫效率。

（2）化学配比量的控制。

吸收塔出口的酸性物浓度和烟气流量是化学配比量控制的两个重要因素，石灰的加入量必须调整到大于酸性物化学配比数量。但短时间内即使烟气量升高，化学配比量小一点也没有问题，如当酸性物的含量持续超过设定值，石灰的加入量要有所调整。所以本工程调试设定的钙硫比值，为第二个关键点。

（3）温度的控制。

要达到高的脱硫效率必须让水分参与反应，如能将吸收塔出口温度控制在露点温度以上，粉尘颗粒的水膜就能保持较长的时间，这样能更好的促进二氧化硫与消石灰的反应，接近露点温度工况工作是优化脱硫反应的有效措施。烟气量、吸收塔进出口烟气温度及烟气中水分含量为工程调试的3个重要环节。将含水分的吸收剂加入吸收塔，由于水分蒸发使烟气温度下降。因此循环中的水分可通过向消化器加水量的多少来进行调节，最后达到控制烟气温度的目的。本工程调试中吸收塔内的温度是第三个关键点。

（4）相对湿度。

加入脱硫装置的水量取决于吸收塔进出口烟气的温差，该温差越大说明水的蒸发量越大，所需的水量就也多。从烟气中的水分和运行温度可建立一个恒定的相对湿度，并通过调节除尘器出口的温度使该湿度保持恒定。该控制中的主要信号是除尘器进出口烟气温度和烟气流量。

（5）循环物料的控制。

循环物料的加入量根据注入消化器中的水量来进行调节，即设定灰水比。同时吸收塔中的压力降值用以连锁控制循环物料量。若吸收塔中的压力降大于设定值，则说明吸收塔内的灰量过多，应减少循环物料的输入量；若吸收塔的压力降过小，则说明吸收塔内的灰量太小，应停止增湿水的加入。

三、总结

从以上的分析介绍来看，传统的湿法脱硫因投资高、运行费用昂贵、占地面积大、存在二次污染等因素受到一定的制约，干法脱硫又有脱硫效果欠佳（50%~70%）等因素。而半干法脱硫一体化技术综合了湿法和干法脱硫的优点，可以肯定，半干法脱硫除尘一体化技术的应用前景将会越来越广阔。

参考文献

[1]王振宇,燃煤电厂的除尘、脱硫技术,沈阳环境科学研究院.

[2]毛健雄,毛健全,赵树民.煤的清洁燃烧[M].北京:科学出版社,1998.3.