2　湿法脱硫工艺

2.1　湿法脱硫技术

2.1.1　脱硫剂的选择

烟气脱硫（flue gas desulfurization，简称FGD）是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染最为有效和主要的技术手段。目前，世界各国对烟气脱硫都非常重视，已开发了数十种行之有效的FGD技术，但是，其基本原理都是以一种碱性物质作为SO2的吸收剂，即脱硫剂。吸收剂的性能从根本上决定了SO2吸收操作的效率，因而对吸收剂的性能有一定的要求。一般情况下，吸收剂可按下列原则进行选择。

①吸收能力高。要求对SO2具有较高的吸收能力，以提高吸收速率，减少吸收剂的用量，减少设备体积和降低能耗。

②选择性能好。要求对SO2吸收具有良好的选择性能，对其他组分不吸收或吸收能力很低，确保对SO2具有较高的吸收能力。

③挥发性低，无毒，不易燃烧，化学稳定性好，凝固点低，不发泡，易再生，黏度小，比热容小。

④不腐蚀或腐蚀性小，以减少设备投资及维护费用。

⑤来源丰富，容易得到，价格便宜。

⑥便于处理及操作时不易产生二次污染。

完全满足上述要求的吸收剂是很难选择到的，只能根据实际情况，权衡多方面的因素有所侧重地选择。石灰（CaO）、氢氧化钙［Ca（OH）2］、碳酸钙（CaCO3）是烟气脱硫较为理想的吸收剂，因而在国内外烟气脱硫中获得最广泛的应用。一些常用吸收剂的性能见表2-1。

表2-1　烟气脱硫常用吸收剂的性能

2.1.2　湿法种类划分

按脱硫剂的种类划分，FGD技术可分为以下几种方法：①以CaCO3（石灰石）为基础的钙法；②以MgO为基础的镁法；③以Na2SO3为基础的钠法；④以NH3为基础的氨法；⑤以有机碱为基础的有机碱法。

世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90％以上。工业上利用废碱液吸收燃煤工业锅炉烟气中的SO2，利用锅炉冲渣水和湿法除尘循环水在除尘的同时吸收SO2等已有成功的范例。从资源综合利用、以废治废、避免和减轻二次水污染角度出发选择吸收剂，具有更重要的意义。

在电力行业，尤其在脱硫技术领域，还有两种分类方法。一种方法是根据吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。湿法FGD技术是用含有吸收剂的溶液或浆液，在湿状态下脱硫和处理脱硫产物。该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。干法FGD技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行。该法具有无污水废酸排出，设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显温降、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设备庞大等问题。干法烟气脱硫技术由于能较好地回避湿法烟气脱硫技术存在的腐蚀和二次污染等问题，近年来得到了迅速的发展和应用。半干法FGD技术兼有干法与湿法的一些特点，指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如水洗活性炭再生流程），或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物（如喷雾干燥法）的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出，脱硫后产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。另一种分类方法是以脱硫产物的用途为根据，分为抛弃法和回收法。

烟气脱硫装置相对占有率最大的国家是日本。日本的燃煤锅炉和燃油锅炉基本上都装有烟气脱硫装置。众所周知，日本的煤资源和石油资源都很匮乏，也没有石膏资源，而其石灰石资源极为丰富。因此，FGD的石膏产品在日本可得到广泛应用，这便是钙法在日本得到广泛应用的原因。此外，日本技术商还向其他发达国家的火电厂锅炉提供了许多烟气脱硫装置。

在我国氨法具有很好的发展前景。我国是一个粮食大国，也是一个化肥生产大国。氮肥以合成氨计，我国的需求量达到33Mt/a，其中近45％是由小型氮肥厂生产的，而且这些小氮肥厂的分布很广，每个县基本上都有。因此，每个电厂周围100km内，都能找到可以提供合成氨的氮肥厂，SO2吸收剂的供应很丰富。更有意义的是，氨法的副产品本身是化肥，具有很好的应用价值。