??????? 一種分類方法是根據(jù)吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)將脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干（半濕）法。濕法FGD技術(shù)是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物。該法具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點，但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運行維護費用高和易造成二次污染。干法FGD技術(shù)的脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進行。該法無污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度低、煙氣在凈化過程中無明顯溫降、凈化后煙溫高，利于煙囪排氣擴散等優(yōu)點，但脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問題。半干法技術(shù)兼有干法和濕法的一些特點。脫污酸硫劑在干狀態(tài)下脫硫，在濕狀態(tài)下再生，或者在濕狀態(tài)下脫硫，在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物，尤其是后者，反應(yīng)速度快脫硫效率高，又無污水排出。
??????? 另一種分類方法是以脫硫產(chǎn)物的用途為分類方法，分為拋棄法和回收法。
??????? 2 濕法FGD技術(shù)
??????? 根據(jù)脫硫工藝的不同又有很多種不同的工藝，常見的有石灰石/石膏法，海水法、氨法、雙堿法、氫氧化鎂或氧化鎂、氫氧化鈉法等。
??????? 2.1 石灰石/石膏法
??????? 該工藝使用氧化鈣或碳酸鈣漿液在濕式洗滌塔中吸收二氧化硫。
??????? 其典型的工藝主要包括煙風(fēng)系統(tǒng)（煙道擋板、煙氣再熱器、增壓風(fēng)機等）、吸收系統(tǒng)（吸收塔、循環(huán)泵、氧化風(fēng)機、除霧器等）、吸收劑制備系統(tǒng)（石灰石儲倉、磨石機、石灰石漿液罐、漿液泵等）、石膏脫水及儲存系統(tǒng)（石膏漿泵、水力旋流器、真空脫水機等）、廢水處理系統(tǒng)及公用系統(tǒng)（工藝水、電、壓縮空氣等）
??????? 主要優(yōu)點是其吸收劑資源豐富，成本低廉，其廢渣可拋棄，也可作為石膏回收。高硫煤，效率可在90%以上，低硫煤，效率可在95%以上。
??????? 傳統(tǒng)的工藝有其潛在的缺陷：主要表現(xiàn)為設(shè)備的積垢、堵塞、腐蝕和磨損。
??????? 2.1.1 CT-121FGD工藝
??????? 1971年，日本千代田公司開發(fā)了第一代脫硫工藝--CT-101工藝，它以含鐵催化劑的稀硫酸做吸收劑、副產(chǎn)品為石膏。1976年，又開發(fā)了第二代煙氣脫硫系統(tǒng)，這項技術(shù)將二氧化硫的吸收、氧化、中和、結(jié)晶和除塵等幾個工藝過程合并在一個吸收塔內(nèi)完成，這個吸收塔反應(yīng)器就是這個工藝的核心，叫做噴射式鼓泡反應(yīng)器。
??????? 工藝流程：來自鍋爐的原煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機增壓后進入換熱器，冷卻后的煙氣被引入到煙道的煙氣冷卻區(qū)域，在此區(qū)域噴入補給水和吸收液，使得煙氣被冷卻到飽和狀態(tài)，之后進入反應(yīng)塔入口艙，裝在入口艙下層板的噴射管將煙氣導(dǎo)入吸收塔鼓泡區(qū)的石灰石液面以下區(qū)域，在鼓泡區(qū)域發(fā)生如下反應(yīng)：1二氧化硫的吸收2 亞硫酸鹽發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸鹽3 硫酸鹽發(fā)生中和反應(yīng)生成石膏4 石膏結(jié)晶并析出。干凈的煙氣經(jīng)過除霧器、GGH后進入煙囪。
?????????? 在石灰石脫硫工藝中，為提高效率并防止結(jié)垢，液氣比越來越大，吸收液在塔外的循環(huán)量越來越多，造成投資和運行費用增加。
?????????? 在反應(yīng)區(qū)（包含液相主要部分），由于空氣鼓泡與機械攪拌，使空氣與液體充分接觸。由于有懸浮的石膏晶體與足夠的停留時間，可使石膏晶粒長至需要的大小。
?????????? 在噴射鼓泡層中，氣體塔藏量與浸入深度及釋放氣速有關(guān)，浸入越淺或者釋放氣速越快，則氣體塔藏量越高。液體深度為100-400mm范圍時，氣體塔藏量為0 .5-0.7，在這些條件下，氣泡相當(dāng)于直徑為3-20mm范圍的球。
??????? JBR的另一個重要特點是氧氣和鈣不斷地被補充到起吸收作用的反應(yīng)區(qū)和氣泡層，因此二氧化硫的吸收、氧化和中和一并進行。由于強烈的氧化作用，在該反應(yīng)器系統(tǒng)中只有硫酸根離子而沒有亞硫酸根離子。
??????? 我國重慶長壽化工廠的35t/h鍋爐上采用了CT-121煙氣脫硫技術(shù)，鍋爐煙氣經(jīng)過原有水膜除塵器后，通過排煙引風(fēng)機進入鼓炮反應(yīng)器JBR，排煙管道的JBR入口處為氣體冷卻器，煙氣在這里被冷卻，然后在JBR里被噴到吸收液中形成氣泡層進行脫硫反應(yīng)，經(jīng)過脫硫后的煙氣在除霧器中除霧后經(jīng)煙囪排入大氣，被吸收的二氧化硫直接有JBR下部吹入的空氣及煙氣中的氧氣氧化，進而與電石渣反應(yīng)，形成石膏結(jié)晶體。為使石膏漿液保持在一定范圍內(nèi)，部分吸收液從JBR中抽出，石膏則在石膏處理槽內(nèi)自然沉淀分離。石膏處理槽分為三個，一個一個的切換，重復(fù)沉淀分離、脫水和石膏的移動。經(jīng)過脫水的堆積石膏首先由斗式吊車送到附近的石膏堆放場，然后出廠。上清液經(jīng)母液槽回收，并返回到JBR。JBR、除霧器及煙道均采用日本制作的增強玻璃纖維塑料管FRP。
?????????? 廣東國華臺山發(fā)電廠的CT121系統(tǒng)主要由吸收劑漿液制備系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水供應(yīng)系統(tǒng)、廢水排出和處理系統(tǒng)、吸收塔漿液排放系統(tǒng)等組成。
??????? （1）?石灰石漿液制備系統(tǒng)? 兩臺爐設(shè)一套石灰石漿液制備系統(tǒng)
???????? 石灰石塊（顆粒小于等于20mm）由自卸卡車直接卸入地下料斗，經(jīng)皮帶輸送機及斗式提升機、石灰石倉頂輸送機送至石灰石倉內(nèi)，再由稱重式皮帶給料機送到濕式球磨機內(nèi)部制成漿液送至石灰石漿液循環(huán)箱中，然后石灰石漿液由石灰石漿液循環(huán)泵輸送到石灰石漿液旋流站進行粗顆粒分離。經(jīng)分離后，大尺寸物料回球磨機再循環(huán)，滿足顆粒需要含固量25%的石灰石漿液溢流并儲存在石灰石漿液箱中，然后經(jīng)石灰石漿液泵送至1#2#機組FGD裝置的吸收塔內(nèi)。為了使石灰石漿液混合均勻，防止沉淀，在石灰石漿液箱和石灰石漿液循環(huán)箱內(nèi)裝設(shè)漿液攪拌器。
??????? 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置兩臺濕式球蘑機及石灰石漿液旋流站。每臺球蘑機的額定出力按兩臺鍋爐BMCR工況時75%的漿液耗量設(shè)計。
??????? 設(shè)置一個卸料斗及配套的除塵通風(fēng)系統(tǒng)、皮帶輸送機（帶有金屬分離器）、斗式提升機及石灰石倉頂輸送機，將石灰石塊送入石灰石倉。石灰石倉的有效容積可以滿足兩臺鍋爐在BMCR工況下運行4天的石灰石耗量要求。石灰石倉設(shè)計的兩個出料口分別供給每臺磨機，每臺磨機的給料機具有稱重功能。
??????? 設(shè)置一個石灰石漿液箱，兩臺石灰石漿液泵，一臺運行，一臺備用。吸收塔內(nèi)石灰石漿液的添加良根據(jù)FGD進、出口煙氣的二氧化硫濃度及吸收塔循環(huán)漿液中的PH值進行調(diào)節(jié)。
??????? （2）?二氧化硫吸收系統(tǒng) 來自回轉(zhuǎn)式煙氣-煙氣加熱器的煙氣通過煙道的煙氣冷卻區(qū)域進入吸收塔。在煙氣冷卻器區(qū)域中，噴入補給水的吸收塔內(nèi)漿液，使得煙氣被冷卻到飽和狀態(tài)。來自煙氣冷卻區(qū)域的煙氣進入由上隔板和下隔板形成的封閉的吸收塔入口煙室。裝在入口煙室下隔板的噴射管將煙氣導(dǎo)入吸收塔鼓泡區(qū)的石灰漿液面以下的區(qū)域。在鼓泡區(qū)域發(fā)生二氧化硫的吸收、氧化、石膏結(jié)晶等所有反應(yīng)。發(fā)生上述一系列反應(yīng)后，煙氣通過上升管流入位于入口煙室上方的出口煙室，然后流出吸收塔。離開吸收塔后，潔凈的煙氣進入除霧器去除煙氣所攜帶的霧滴。吸收塔內(nèi)漿液被吸收塔攪拌器適當(dāng)?shù)臄嚢?，使得石膏晶體懸浮。由氧化風(fēng)機吹出的氧化空氣進入吸收塔的反應(yīng)區(qū)，使被吸收的二氧化硫氧化。
??????? 將石灰石漿液送入吸收塔，脫除二氧化硫以及形成石膏。加入適當(dāng)當(dāng)量的石灰石，以保持吸收液PH值于5-6之間。
??????? 石膏漿液排出泵將含有15%-20%固體的石膏漿液從吸收塔排出到石膏脫水系統(tǒng)。
??????? 每臺吸收塔配3臺煙氣冷卻泵，兩臺運行，一臺備用。配兩臺氧化風(fēng)機，一臺運行，一臺備用，配兩臺攪拌器。
??????? 為吸收塔的漿池或攪拌器出現(xiàn)事故需要檢修時，吸收塔內(nèi)的漿液由排漿泵排至事故漿液箱中，為下次FGD啟動提供晶種。
??????? （3）?煙氣系統(tǒng) 來自鍋爐引風(fēng)機出口的全煙氣量從原煙氣進口擋板門進入脫硫系統(tǒng)，經(jīng)脫硫增壓風(fēng)機送至回轉(zhuǎn)式煙氣-煙氣再熱器，在GGH中，煙氣（未處理）與來自吸收塔的潔凈的煙氣進行熱交換后被冷卻。被冷卻的煙氣在煙道的煙氣冷卻區(qū)域被進一步冷卻，加濕后進入吸收塔。在塔內(nèi)洗滌脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器后進入換熱器的升溫側(cè)被加熱到80℃以上，然后從煙氣出口擋板門進入煙囪排入大氣。煙氣出口霧滴小于50mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）
??????? 回轉(zhuǎn)式煙氣換熱器設(shè)有空氣吹掃系統(tǒng)和高、低壓沖洗水系統(tǒng)。
??????? 煙氣系統(tǒng)的增壓風(fēng)機采用軸流式動葉可調(diào)風(fēng)機。
??????? 脫硫煙氣系統(tǒng)的進出口擋板門采用帶密封的雙擋板門，密封裝置設(shè)置2×100%容量的密封風(fēng)機（一臺備用），F(xiàn)GD裝置運行與停運時的密封介質(zhì)分別為凈煙氣和空氣。
??????? 脫硫系統(tǒng)設(shè)置100%容量的煙氣旁路煙道，旁路煙道采用雙擋板。在鍋爐啟動階段和煙氣脫硫設(shè)備停止運行時，F(xiàn)GD進出口擋板門關(guān)閉，旁路煙道擋板門打開，來自鍋爐引風(fēng)機的煙氣由旁路煙道直接進入煙囪排放。旁路煙道擋板門具有快開功能。
??????? （4）?石膏脫水系統(tǒng) 從吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)水力旋流器濃縮至含固量為40%-50%后，進入真空皮帶脫水裝置進行脫水。經(jīng)脫水處理后的石膏表面含水率不超過10%，脫水后的石膏由皮帶輸送機送入石膏庫中存放，水力旋流器分離出來的溢流液一部分進入廢水排放系統(tǒng)，一部分則返回吸收塔循環(huán)使用。
??????? 為控制脫硫石膏中氯離子的含量，確保脫硫石膏品質(zhì)，在石膏脫水過程中用工藝水對石膏及濾布進行沖洗。石膏過濾水收集在濾液水箱內(nèi)，然后由濾液水泵送到吸收塔和濕式球蘑機。
??????? 設(shè)置兩臺真空皮帶脫水機，每臺真空皮帶脫水機的處理按照兩套FGD裝置石膏總產(chǎn)量的75%設(shè)計，配置兩臺水環(huán)式真空泵，一臺運行一臺備用。設(shè)兩臺石膏儲倉，其有效容積按能夠儲存BMCR運行工況下兩臺鍋爐運行7天所產(chǎn)生的石膏設(shè)計。
??????? （5）?廢水排放系統(tǒng)和處理系統(tǒng) 兩套脫硫裝置設(shè)置一套廢水排放和處理系統(tǒng)。
??????? 根據(jù)脫硫工藝的要求，脫硫系統(tǒng)需要連續(xù)的排放一定量的廢水以維持吸收塔漿池適當(dāng)?shù)穆入x子濃度。石膏漿液旋流器的溢流液中一部分送到廢水水箱，由廢水旋流器給水泵送到廢水旋流器進一步濃縮，廢水旋流器的底流返回吸收塔，含有1.2%固體顆粒的廢水旋流器溢留經(jīng)過廢水輸送泵送至廢水處理系統(tǒng)，處理達標(biāo)后排放。
??????? （6）工藝水、閉式冷卻水系統(tǒng) 兩套脫硫裝置共用一套工藝水、閉式冷卻水系統(tǒng)，工藝水從主廠房工業(yè)水系統(tǒng)直接接入脫硫工藝水箱，然后由工藝水泵送至脫硫系統(tǒng)各用水點，主要包括：a 吸收塔漿池 制漿系統(tǒng) 真空皮帶脫水裝置用水 b 煙氣冷卻器用水 c GGH用水 d 設(shè)備沖洗水 e 所有漿液輸送設(shè)備 輸送管路 儲存箱的沖擊水
???????????? 閉式循環(huán)冷卻水從爐后閉式循環(huán)冷卻水管接出供增壓風(fēng)機、氧化風(fēng)機設(shè)備冷卻用水，其回水回收至爐后閉式冷卻水回水管。
??????? （6）?漿液排放與回收系統(tǒng) 兩套脫硫裝置設(shè)置一套漿液排放和回收系統(tǒng)。FGD裝置的漿液管道的漿液泵等，在停止運行時需要進行沖洗，其沖洗水就近收集在吸收塔旁邊的集水坑內(nèi)，然后用泵送至石膏漿液事故漿液箱或吸收塔漿池。吸收塔漿池需要排空進行檢修時，塔內(nèi)漿液通過排漿泵排入事故漿液池。在吸收塔重新啟動前，通過泵將事故漿液箱的漿液送回吸收塔。每臺吸收塔旁邊設(shè)置一個集水坑，兩套FGD裝置共用一個事故漿液池。
??????? （7）?雜用/儀用空氣系統(tǒng) 脫硫工程的閥們控制方式為電動，供儀表吹掃的儀用壓縮空氣和供設(shè)備檢修的雜用空氣均從主廠房接入，脫硫系統(tǒng)不在設(shè)置。
???????? CT-121脫硫工藝主要存在以下問題?
???????? A 吸收過程動力消耗大 接觸吸收方式為鼓泡反應(yīng)方式，因此會加大反應(yīng)塔的壓力損失，尤其在為了獲得較高的脫硫效率時。
???????? B 煙氣溫度降低太多 由于煙氣是從液體中涌出，因此凈化后的煙氣溫度低，需要安裝煙氣在熱裝置，以滿足煙氣溫度的抬升高度及防止煙囪的腐蝕。
???????? C 設(shè)備需要防腐處理 由于反應(yīng)塔內(nèi)處于底PH值運行狀態(tài)，因此需要假裝防腐內(nèi)襯。
??????? 2.1.2 ABB公司的LS-2工藝
??????? ABB公司在傳統(tǒng)的空塔技術(shù)基礎(chǔ)上，開發(fā)了新一代濕法脫硫系統(tǒng)，命名為LS-2，現(xiàn)在已經(jīng)在Edison Niles電廠建成了工業(yè)示范裝置。
??????? LS-2系統(tǒng)的成本下降主要得益于吸收塔的減小。采用ABB輥式中速磨的干式石灰石制粉系統(tǒng)也使成本下降了，而且一次脫水也進行了優(yōu)化并與吸收系統(tǒng)結(jié)合起來。設(shè)計的筒化使得工程設(shè)計及建設(shè)周期大大縮短。Niles 示范工程的設(shè)計建設(shè)用了21個月，遠遠少于該行業(yè)當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)。
??????? （1）?吸收塔的設(shè)計 LS-2吸收塔設(shè)計基于ABB空式噴淋塔技術(shù)，采用了高煙氣表面速度，細石灰石粉，從而大大減少了吸收塔尺寸。LS-2吸收塔采用的聯(lián)箱為新型專利設(shè)計，它的噴霧濃度大，可以采用較少的噴嘴層數(shù)，由此降低塔高。
??????? （2）?噴嘴設(shè)計? LS-2噴嘴區(qū)基于傳統(tǒng)的空塔技術(shù)，并采用了高煙氣流速及全新的集箱設(shè)計。將煙氣流速從3m/s提高到5.54-6.1m/s.ABB全尺寸的高流速實驗和EPRI高硫煤研究中心均證實,提高吸收塔流速可以大大增加脫硫的傳質(zhì)速率.在脫硫率不變的條件下,煙速從2.3m/s提高到4.3m/s，液氣比減少32%，相應(yīng)的傳質(zhì)速率增加50%。為適應(yīng)空塔高煙氣流速，采用了新型的ABB專利噴淋系統(tǒng)，具有較高的噴淋密度，可減少噴霧層，縮短吸收塔高度。
??????? （3）?反應(yīng)罐 反應(yīng)罐是吸收塔的主體部分，它提供滯留時間以完成一系列的化學(xué)反應(yīng)，常規(guī)反應(yīng)統(tǒng)計停留時間為6min，而LS-2停留時間按3min設(shè)計。石灰石粒度要求高，要求99.5%通過325目（44微米），這可用ABB的raymond滾輪磨粉機來滿足。
??????? （4）?除霧器 采用ABB開發(fā)的專利除霧器。LS-2系統(tǒng)設(shè)計二級除霧器，在水平煙道與吸收塔的拐彎處裝設(shè)一級水平傾角30度的大霧滴除霧器，它在高速流下運行時仍可按要求疏水。在水平煙道內(nèi)裝一級4通道常規(guī)臥式人字形除霧器。
??????? 2.1.3 優(yōu)化雙循環(huán)濕式FGD工藝
??????? 優(yōu)化雙循環(huán)濕式洗滌技術(shù)最先是美國research-cottrel（RC）公司20世紀(jì)60年代開發(fā)的。自70年代以來應(yīng)用在美國的各種電廠，80年代初該技術(shù)轉(zhuǎn)讓給德國諾爾-克爾茨公司，并得到了進一步發(fā)展。該工藝采用石灰石漿作為反應(yīng)劑，運行極為可靠，適用于大型鍋爐。
??????? 優(yōu)化雙循環(huán)濕式洗滌法是一種單塔兩段法，塔內(nèi)分為兩段，既吸收塔上段和吸收塔下段。煙氣與塔內(nèi)不同PH值的吸收液接觸，達到脫硫的目的。
??????? 吸收塔上下段分別由循環(huán)泵循環(huán)，稱為上循環(huán)和下循環(huán)。石灰石漿液一般單獨引入上循環(huán)，但也可以同時引入上下兩個循環(huán)。
??????? （1） 吸收塔下段 當(dāng)煙氣切向或者垂直方向進入塔內(nèi)時，煙氣與下循環(huán)液接觸，被冷卻到飽和溫度，下循環(huán)漿液的一部分由上循環(huán)液補充，因此含有未反應(yīng)的石灰石。
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