干法烟气脱硫是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的SO2。它的优点是工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，能耗低，特别是净化后烟气温度较高，有利于烟囱排气扩散，不会产生“白烟”现象，净化后的烟气不需要二次加热，腐蚀性小;其缺点是脱硫效率较低，设备庞大、投资大、占地面积大，操作技术要求高。
湿法脱硫，特点是脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气需要再加热才能排出。由于是气液反应，其脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高，如用石灰做脱硫剂时，当Ca/S=1时，即可达到90%的脱硫率，适合大型燃煤电站的烟气脱硫。但是，湿法烟气脱硫存在废水处理问题，初投资大，运行费用也较高。
湿法脱硫大致可以分为以下两种：
一、石灰石/石膏法
该技术与抛弃法的区别在于向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使CaSO3都氧化为CaSO4(石膏），脱硫的副产品为石膏。同时鼓入空气产生了更为均匀的浆液，易于达到90 %的脱硫率，并且易于控制结垢与堵塞。由于石灰石价格便宜，并易于运输与保存，因而自80年代以来石灰石已经成为石膏法的主要脱硫剂。当今国内外选择火电厂烟气脱硫设备时，石灰石/石膏强制氧化系统成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。
石灰石/石膏法的主要优点是：适用的煤种范围广、脱硫效率高（有的装置Ca/S=1时，脱硫效率大于90%）、吸收剂利用率高（可大于90%）、设备运转率高（可达90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂—石灰石来源丰富且廉价。但是石灰石/石膏法的缺点也是比较明显的：初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物—石膏很难处理（由于销路问题只能堆放）、废水较难处理。
二、石灰石/石灰抛弃法
以石灰石或石灰的浆液作脱硫剂，在吸收塔内对SO2烟气喷淋洗涤，使烟气中的SO2反应生成CaCO3和CaSO4，这个反应关键是Ca2+的形成。石灰石系统Ca2+的产生与H+的浓度和CaCO3的存在有关；而在石灰系统中，Ca2+的生产与CaO的存在有关。石灰石系统的最佳操作PH值为5.8—6.2，而石灰系统的最佳PH值约为8（美国国家环保局）。
石灰石/石灰抛弃法的主要装置由脱硫剂的制备装置、吸收塔和脱硫后废弃物处理装置组成。其关键性的设备是吸收塔。对于石灰石/石灰抛弃法，结垢与堵塞是最大问题，主要原因在于：溶液或浆液中的水分蒸发而使固体沉积：氢氧化钙或碳酸钙沉积或结晶析出；反应产物亚硫酸钙或硫酸钙的结晶析出等。所以吸收洗涤塔应具有持液量大、气液间相对速度高、气液接触面大、内部构件少、阻力小等特点。洗涤塔主要有固定填充式、转盘式、湍流塔、文丘里洗涤塔和道尔型洗涤塔等，它们各有优缺点，脱硫效率高的往往操作的可靠性最差。脱硫后固体废弃物的处理也是石灰石/石灰抛弃法的一个很大的问题，目前主要有回 填法和不渗透地存储法，都需要占用很大的土地面积。由于以上的缺点，石灰石/石灰抛弃法已被石灰石/石膏法所取代。
水解和加氢转化法
焦炉煤气中含有的绝大多部分无机硫和极少部分有机硫可用湿法脱硫脱掉，而绝大部分有机硫只能采用干法脱除。目前国内主要采用水解和加氢转化法。
水解法脱除有机硫由于操作温度为中低温,可避免强放热的甲烷化副反应发生,是目前国内外脱除煤气中有机硫十分活跃的研究领域。但水解催化剂的活性随温度的升高和煤气中氧含量的增大而急剧下降,且对COS、CS2水解效果好,对煤气中的噻吩、硫醚、硫醇基本不起作用,这是水解法脱除有机硫的致命缺陷。化学稳定性高、难以分解的噻吩、硫醚、硫醇类有机硫,需采用加氢转化法转化为无机硫后才能脱除。常用的有机硫加氢转化催化剂有钴钼、铁钼、镍钼等类型。
加碱法
锅 炉 烟 气 脱 硫 改 造 方 案
XXX火电厂
2009、3
XXXX锅炉烟气脱硫减排方案
1． 总体说明：XXXX为积极完成XX环保局的SO2减排总量2772吨计划，根据企业实际情况，特编制了如下加碱脱硫改造方案，设备改造投入资金29.44万元,年耗碱液1079.137吨, 价值129.49万元.设计计算依据如下：
名 称 数 据 名 称 数 据
1．锅炉类型（型号） 煤粉炉 13．除尘器SO2进口浓度 1120-1300mg/m3
2．锅炉年运行时间 7500h 14．改造前SO2排放浓度 850-950mg/m3
3．锅炉蒸发量 2×65+3×130t/h=520t/h 15．改造后SO2排放浓度 400-450 mg/m3
4．锅炉烟气量 202000m3/h 16．改造后脱硫效率 45-55%
5．锅炉耗煤量 18390kg/h 除尘烟气出口温度 45—65℃
6．燃烧含灰量 22.6% 17．引风机型号 Y4-73-11NO14D
7．燃煤含硫量 0.6%—0.8% 流量 241210m3/h
8．锅炉排烟温度 175℃ 电机功率 250 kw
9．锅炉除尘器损失 2800Pa 18．脱硫剂PH碱度值 10-12.5
10．烟尘初始进口浓度 7800mg/m3 19．煤质挥发份 32%
11．净化后烟尘排放浓度 780mg/m3 20．输灰管道长度 1450 m
12．除尘效率 92% 21．可提供最大灰坝库容 78.5万m3
1.1 电厂机组技术参数：
锅炉机组型号与主要参数：
锅炉型号：CG-130/3.82-M ; 钢球磨煤机中间储仓式煤粉炉
蒸发量: 2×65+ 3×130=520蒸吨,。
每小时耗煤量: 18.37吨, 煤质硫分含量:0.6~0.8%
1.2 根据新的环保要求，要达到如下技术要求
① 除尘效率：＞95%；
② 脱硫效率：≥55%；
③ 烟尘排放浓度：＜650 mg/Nm3；
④ 脱硫后的烟气温降：＜65℃；
⑤ 装置总阻力：＜2800pa；
⑥ 碱液PH值：10~12.5；
⑦ 排放烟气含湿率：≤6.5 %：
⑧ 林格曼黑度 1 级。
1.3 XXX环保局要求XXX火电厂烟气SO2 减少排放量2772吨/年：
目前平均排放浓度950 mg/Nm3要下降到450 mg/Nm3左右才能完成减排任务;
1.4质量要求
1.41烟气脱硫后含湿度控制在国家标准范围内，含湿率≤6.5 %，引风机不带水、不积灰,不震动；除尘器副筒中必须增加除雾装置
1.42除尘器筒体内不积灰、不结垢；
1.43补水管、冲洗管为不锈钢厚壁管道或硬塑管；
1.445主脱硫设施采用除尘器原筒体，除尘器溢流水更改为碱水。
2.技术规范与标准
2.1 技术要求按《HCRJ040-1999》规定执行；
2.2 火电厂大气污染物排放标准《GB13271-2003》；
2.3 小型火电厂设计规范《GB50049-94》；
2.4 国家环保局制定的《燃煤SO2排放污染防治技术政策》；
2.5 国家标准《GB13223—1996》，《JB/2Q4000.3-86》；
2.6 地方标准：按当地环保部门有关规定执行；
2.7 国家标准：《大气污染源综合排放标准》。
3. 烟气脱硫技术方案
3.1 处理烟气量Q=241210m3/h。
根据国家环保局关于推广湿法脱硫的意见及企业现状，采用目前普遍通用的湿法脱硫工艺。改造利用原先的文丘里收缩烟道和麻石水膜除尘器及储灰坝系统进行脱硫改造，在文丘里烟道后部的上方增加1-3个碱水雾化喷头, 如简图所示:
设计选用纯碱NaOH作脱硫剂。制成NaOH碱液，用水泵送至脱硫塔与烟气接触，吸收烟气中的SO2 。 根据通行的富余碱量计算, 设计硫钠比为1:1.05 。
3.2 钠硫比的配置
按烧碱法脱硫典型操作条件，见下表：
纯碱法
烟气中SO2浓度ppm 3000
浆液固体含量% 12
浆液PH值 11-12
氢氧化钠硫比 1.05:1
液/气比l m2 烟气 2:8
气体密度 2.4
SO2 脱除率 45%
按照氢氧化钠硫比为1.05:1的富余钠碱反映情况,每次反应后应剩余钠碱量为:
1mol硫需要1.1mol氢氧化钠, 相当于64kg S02，需56kg×l.1mol氢氧化钠，因为脱硫率为95％(根据实验结果,当PH为12时,脱硫效率可达95%)，即SO2 64kg×0.95=60.8kg，按化学反应，60.8kg S02反应掉的NaOH为53.2kg。灰渣中的碱性物质不考虑，则上述计算说明还有61.5-53.2 kg NaOH剩余，相当于NaOH剩余率为8.4／61.6=13.6% ．
Na(OH)2在50℃溶解度为0.185g／100g水，液气比为8.2,10万m3烟气需液体820m3按烟气含S02 4000ppm计，则10万m3烟气中含S02 1142kg。
按钠硫比为1.1计, 则需Na(OH)2 1452kg，820 m3液体可溶Na(OH)2 1577kg，由于脱硫时碱量富余供应, 从运行成本考虑, 含未反映完烧碱的除尘水一定要循环使用，假如循环次数按5次的话，平均反映碱水量就为820 m3/5=164 m3，相应循环水中吸收增加了多余的硫量, 就有相当一部分Na2SO4就会以固体形式存在于水中,
3.3 脱硫工艺系统组成
脱硫工艺由文丘里烟道、除尘器主付筒、水气分离装置(副筒中要增设此装置以减少烟气带水)、碱液投加系统、中压水泵及管道与碱水喷头，烟气在线连续监测系统（监测投碱后SO2排放浓度的变化趋势）、灰坝废水循环回引管道系统及投加石灰所需要的系统设施等组成。
4. 工作原理：碱液与酸性气体中和反应
4.1使用Na(OH)2脱硫剂化学反应式：
①
②
③
④
⑤ ：
烟气中的SO2与碱液反应，生成溶解于水的硫酸盐被排入灰坝，经过另一种碱后还样反应后，硫的成份变成石膏被固化下来，Na+离子还原成 引回厂里循环脱硫使用。
5、配碱液装置的布置及安装：
考虑配制碱液不便，直接利用灰坝下方的两个澄清池，作为溶碱池，根据计算量将碱打入澄清水池，采用碱量富余添加方式，根据PH反映消耗情况进行补添，第4步上进行还原碱反应的同时，要生成大量的含水石膏沉淀，所以，考虑将石灰石加入灰坝进水口处，石灰遇水产生的与灰水中 进行反映，产生的沉淀沉入灰坝中或引水渠中，为确保回引至厂的回水管不被石膏沉淀堵塞。管道系统中要有过滤器、及中压水泵二台及供应碱液、清水的管道，计量设施等必需等，在文丘里烟道上开设1-3个喷头供应雾化碱水，喷头安装时与麻石英内壁平齐，向烟气中喷入碱水，与烟气进行反应，对烟气中的二氧化硫进行固化吸收以达到一定的脱硫效率。
6、碱水配制量计算与加注方法
设施各级系统安装实施完之后，就是配制碱液及考虑连续测试碱水的PH值，及如何加药配药，根据计算喷液量计算喷头直径测算及水泵压力等参数，以确保喷入碱水与SO2浓度相当并大于后，以达到应有的脱硫效率。
PH值11-12的碱水配制及用量计算：（假设有一个两方的水箱进行配碱液）：
计算如下：NaOH的溶质分子量是=40.00 假设要配1000L， 根据：C=n/v n=c×v=0.01mol/L×1000L=10（mol）
m=n×溶质分子量=10×40.00=400g
结果是，要配制PH值=12-13的碱水，那么假设是配制1000L，所要用到的NaOH=400g
配制比：400/1000=40%，2吨水箱中要加碱800千克，就配制成PH=11、12的碱水.
按三台130吨锅炉每个烟道配两个碱水喷头, 共配12个喷头, 每个喷头喷50-60千克碱水, 每小时喷碱水360千克计算, 两立方水箱可用时间为,2000/360 =5.56小时，
按一年7500小时，共需碱液量为：(7500/5.56)-800=1079136.69Kg=1079.137吨
7、含碱废水的循环使用：
塔什店火电厂目前已有三座储灰坝，一套灰坝废水回引系统，可将灰坝废水回引到厂里循环使用，但是由于回引水量大约只有稳定的100 t/h的流量，所以，循环使用考虑在零米层增加两台100 t/h碱泵，一台运行一台备用，这台泵只供应碱液，一趟供应五台炉十六个文丘里烟道的碱水喷头960 kg/h，一趟补充供应三台炉的六个环形水箱，每个水箱可供应16.5t/h, 所以，一台100t/h的碱水泵就能供应五台炉的碱水量，由于五台除尘器水源是河水PH一般在7-8左右，稍补加一些碱水就可能将PH值提高。如环形水箱溢流水也为碱性水，与喷入烟道的碱水一块增加吸收，就能增加对SO2的吸收量，提高脱硫数量。
8、 脱硫改造系统总体说明：
湿法脱硫中的关键因素是确保碱水的PH值达到12-13，而这一基本要求是采用碱液配制（30%碱液量配制）至12-13时，也是脱硫达到90%以上的根本保障，碱水用雾化喷头先喷入文丘里烟道，再旋转进入除尘器筒体，与除尘水环形水箱溢流碱水一块处理，达到脱硫效率90%以上，
9、费用测算:
①安装改造设施费用估算:
设备明细及造价（3台炉）
序号 型 号 名 称 单位 数量 单价
万元 总价
万元 备注
1 DYC—A-60 单元式强洗过滤器 台 1 12.2 12.2 10T/H
2 SJ01—A 电器控制柜 台 2 1.3 2.60
3 WH—A3# 雾化喷嘴 套 30 0.28 8.40
4 UPVC-15、20 UPVC管道 根 60 23．5 0.24
5 100DL100-20（1）×6 立式多级水泵 台 2 2.5 5.00
6 2×1000Kg配碱水箱 个 2 0.5 1
合计：29.44万元
②年运行费用计算：
1079.137吨碱液价值：
30%的碱液单价1200元*1079.137吨=129.49644万元
总费用价格 : 29.44+129.49644=158.93644万元
10、双碱法是采用氢氧化钠脱硫剂进行除尘器内脱硫，由于氢氧化钠脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。脱硫废水与灰水一块被排入灰坝进行沉淀，当湿灰坝中加入石灰产生氢氧化钙就与Na2SO4 进行还原再生，再生出的氢氧化钠脱硫剂从灰坝引回厂里再被打回除尘器中循环使用，氧化还原产生固态物质——石膏（CaSO4•H2O）就被沉淀在灰坝中。由于烧碱可以循环使用节约了用碱量，双碱法脱硫工艺可大大降低投资及运行费用，是比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造的成熟技术。
11、2009年SO2减排项目及计划
经监测，电厂目前的脱硫效率为25%左右(但没有稳定地固化下来不算)，PH值为8.56左右,根据2008年环保监测站四次监测的数据汇总如下表：
序号 锅炉 运行时间h 尘硫氮排放速率(kg/h) 烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量(吨) 备注
1 #3 8118.31 74.24/77.78/70.9 602.7033/631.44/575.56
2 #4 7584.4 66.95/76.38/59.63 507.7756/579.3/452.26
3 #5 8089.8 98.77/163.68/108.4 799.0498/1324.12/876.89
4 #6 7563.09 101.11/134.85/102.42 764.6662/1019.88/774.61
5 #7 7496.46 108.09/142.76/110.86 810.2924/1070.2/831.04
6 汇总 38852.06 3484.487吨（2008年烟尘总排量）
5943.826吨（2008年SO2总排量）
3510.36吨（2008年NOX总排量）
7、当2009年投入烧碱进一步进行强化脱硫后将PH值提高到11以上时, 脱硫效率可稳定达到46%以上, 则塔什店火电厂脱硫及减排量有望达到如下减排目标：
序号 污染物名称 2008年 2009年减排率（%） 2009年减排量（吨） 2009年排放量（吨） 备注
1 烟尘总排量 3484.487 5% 174.22435 3310.263
2 SO2总排量 5943.826 46% 2734.16 3209.666
3 NOX总排量 3510.36 2% 70.2072 3440.156
4 汇总
脱硫塔三维效果图
End
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