6、 濕法煙氣脫硫存在的問題及解決。

　　濕法煙氣脫硫通常存在富液難以處理、沉淀、結垢及堵塞、腐蝕及磨損等等棘手的問題。這些問題如解決的不好，便會造成二次污染、運轉效率低下或不能運行等。

　　（1）富液的處理

　　用于煙氣脫硫的化學吸收操作，不僅要達到脫硫的要求，滿足國家及地區環境法規的要求，還必須對洗后 SO2的富液（含有煙塵、硫酸鹽、亞硫酸鹽等廢液）進行合理的處理，既要不浪費資源，又要不造成二次污染。合理處理廢液，往往是濕法煙氣脫硫煙氣脫硫技術成敗的關鍵因素之一。因此，吸收法煙氣脫硫工藝過程設計，需要同時考慮SO2吸收及富液合理的處理。所謂富液合理處理，是指不能把堿液從煙氣中吸收SO2形成的硫酸鹽及亞硫酸鹽廢液未經處理排放掉，否則會造成二次污染。回收和利用富液中的硫酸鹽類，廢物資源化，才是合理的處理技術。例如，日本濕法石灰石/石灰——石膏法煙氣脫硫，成功地將富液中的硫酸鹽類轉化成優良的建筑材料——石膏。威爾曼洛德鈉法煙氣脫硫，把富液中的硫酸鹽類轉化成高濃度高純度的液體SO2，可作為生產硫酸的原料。亞硫酸鈉法煙氣脫硫，將富液中的硫酸鹽轉化成為亞硫酸鈉鹽。上述這些濕法煙氣脫硫技術，對吸收SO2后的富液都進行了妥善處理，既節省了資源，又不造成二次污染，不會污染水體。

　　對于濕法煙氣脫硫技術，一般應控制氯離子含量小于2000mg/L。脫硫廢液呈酸性（PH4~6）,懸浮物質量分數為9000~12700mg/L，一般含汞、鉛、鎳、鋅等重金屬以及砷 、氟等非金屬污染物。典型廢水處理方法為：先在廢水中加入石灰乳，將PH值調至6~7，去除氟化物（產品CaF2沉淀）和部分重金屬；然后加入石灰乳、有機硫和絮凝劑，將PH升至8~9，使重金屬以氫氧化物和硫化物的形式沉淀。

　　（2）煙氣的預處理

　　含有SO2的煙氣，一般都含有一定量的煙塵。在吸收SO2之前，若能專門設置高效除塵器，如電除塵器和濕法除塵器等，除去煙塵，那是最為理想的。然而，這樣可能造成工藝過程復雜，設備投資和運行費用過高，在經濟上是不太經濟的。若能在SO2吸收時，考慮在凈化SO2的過程中同時除去煙塵，那是比較經濟的，是較為理想的，即除塵脫硫一機多用或除塵脫硫一體化。例如，有的采取在吸收塔前增設預洗滌塔、有的增設文丘里洗滌器。這樣，可使高溫煙氣得到冷卻，通常可將120~180℃的高溫煙氣冷卻到80℃左右，并使煙氣增濕，有利于提高SO2的吸收效率，又起到了除塵作用，除塵效率通常為95%左右。有的將預洗滌塔和吸收塔合為一體，下段為預洗滌段，上段為吸收段。噴霧干燥法煙氣脫硫技術更為科學，含硫煙氣中的煙塵，對噴霧干燥塔無任何影響，生成的硫酸鹽干粉末和煙塵一同被袋濾器捕集，不用增設預除塵設備，是比較經濟的。

　　 近年來，我國研究及開發的燃煤工業鍋爐和窯爐煙氣脫硫技術，多為脫硫除塵一體化，有的在脫硫塔下端增設旋風除塵器，有的在同一設備中既除塵又脫硫。

　　（3）煙氣的預冷卻

　　大多數含硫煙氣的溫度為120~185℃或更高，而吸收操作則要求在較低的溫度下（60℃左右）進行。低溫有利于吸收，高溫有利于解吸。因而在進行吸收之前要對煙氣進行預冷卻。通常，將煙氣冷卻到60℃左右較為適宜。常用冷卻煙氣的方法有：應用熱交換器間接冷卻；應用直接增濕（直接噴淋水）冷卻；用預洗滌塔除塵增濕降溫，這些都是較好的方法，也是目前使用較廣泛的方法。通常，國外濕法煙氣脫硫的效率較高，其原因之一就是對高溫煙氣進行增濕降溫。

　　我國目前已開發的濕法煙氣脫硫技術，尤其是燃煤工業鍋爐及窯爐煙氣脫硫技術，高溫煙氣未經增濕降溫直接進行吸收操作，較高的吸收操作溫度，使SO2的吸收效率降低，這就是目前我國燃煤工業鍋爐濕法煙氣脫硫效率較低的主要原因之一。

　　（4）結垢和堵塞

　　在濕法煙氣脫硫中，設備常常發生結垢和堵塞。設備結垢和堵塞，已成為一些吸收設備能否正常長期運行的關鍵問題。為此，首先要弄清楚結構的機理，影響結構和造成堵塞的因素，然后有針對性地從工藝設計、設備結構、操作控制等方面著手解決。

　　一些常見的防止結垢和堵塞的方法有：在工藝操作上，控制吸收液中水份蒸發速度和蒸發量；控制溶液的PH值；控制溶液中易于結晶的物質不要過飽和；保持溶液有一定的晶種；嚴格除塵，控制煙氣進入吸收系統所帶入的煙塵量，設備結構要作特殊設計，或選用不易結垢和堵塞的吸收設備，例如流動床洗滌塔比固定填充洗滌塔不易結垢和堵塞；選擇表面光滑、不易腐蝕的材料制作吸收設備。

　　脫硫系統的結構和堵塞，可造成吸收塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器設置熱交換器結垢和堵塞。其原因是煙氣中的氧氣將CaSO3氧化成為CaSO4（石膏），并使石膏過飽和。這種現象主要發生在自然氧化的濕法系統中，控制措施為強制氧化和抑制氧化。

　　強制氧化系統通過向氧化槽內鼓入壓縮空氣，幾乎將全部CaSO3氧化成CaSO4，并保持足夠的漿液含固量（大于12%），以提高石膏結晶所需要的晶種。此時，石膏晶體的生長占優勢，可有效控制結垢。

　　抑制氧化系統采用氧化抑制劑，如單質硫，乙二胺四乙酸（EDTA）及其混合物。添加單質硫可產生硫代硫酸根離子，與亞硫酸根自由基反應，從而干擾氧化反應。EDTA則通過與過渡金屬生成螯合物和亞硫酸根反應而抑制氧化反應。

　　（5）腐蝕及磨損

　　 煤炭燃燒時除生成SO2以外，還生成少量的SO3，煙氣中SO3的濃度為10~40ppm。由于煙氣中含有水（4%~12%），生成的SO3瞬間內形成硫酸霧。當溫度較低時，硫酸霧凝結成硫酸附著在設備的內壁上，或溶解于洗滌液中。這就是濕法吸收塔及有關設備腐蝕相當嚴重的主要原因。解決方法主要有：采用耐腐蝕材料制作吸收塔，如采用不銹鋼、環氧玻璃鋼、硬聚氯乙烯、陶瓷等制作吸收塔及有關設備；設備內壁涂敷防腐材料，如涂敷水玻璃等；設備內襯橡膠等。

　　含有煙塵的煙氣高速穿過設備及管道，在吸收塔內同吸收液湍流攪動接觸，設備磨損相當嚴重。解決的主要方法有：采用合理的工藝過程設計，如煙氣進入吸收塔前要進行高效除塵，以減少高速流動煙塵對設備的磨損；采用耐磨材料制作吸收塔及其有關設備，以及設備內 壁內襯或涂敷耐磨損材料。近年來，我國燃煤工業鍋爐及窯爐煙氣脫硫技術中，吸收塔的防腐及耐磨損已取得顯著進展，致使煙氣脫硫設備的運轉率大大提高。

　　吸收塔、煙道的材質、內襯或涂層均影響裝置的使用壽命和成本。吸收塔體可用高（或低）合金鋼、碳鋼、碳鋼內襯橡膠、碳鋼內襯有機樹脂或玻璃鋼。美國因勞動力昂貴，一般采用合金鋼。德國普遍采用碳鋼內襯橡膠（溴橡膠或氯丁橡膠），使用壽命可達10年。腐蝕特別嚴重的如漿池底和噴霧區，采用雙層襯膠，可延長壽命25%。ABB早期用C-276合金鋼制作吸收塔，單位成本為63美元/KW，現采用內襯橡膠，成本為22美元/KW。煙道應用碳鋼制作時，采用何種防腐措施取決于煙氣溫度（是否在酸性露點或水蒸汽飽和溫度以上）及其成分（尤其是SO2和H2O含量）。

　　日本日立公司的防腐措施是：煙氣再熱器、吸收塔入口煙道、吸收塔煙氣進口段，采用耐熱玻璃鱗片樹脂涂層，吸收塔噴淋區用不銹鋼或碳鋼橡膠襯里，除霧器段和氧化槽用玻璃鱗片樹脂涂層或橡膠襯里。

　　（6）除霧

　　濕法吸收塔在運行過程中，易產生粒徑為10~60m的“霧”。“霧”不僅含有水分，它還溶有硫酸、硫酸鹽、SO2等，如不妥善解決，任何進入煙囪的“霧”，實際就是把SO2排放到大氣中，同時也造成引風機的嚴重腐蝕。因此，工藝上對吸收設備提出除霧的要求。被凈化的氣體在離開吸收塔之前要進行除霧。通常，除霧器多設在吸收塔的頂部。

　　目前，我國相當一部分吸收塔尚未設置除霧器，這不僅造成SO2的二次污染，對引風機的腐蝕也相當嚴重。

　　脫硫塔頂部凈化后煙氣的出口應設有除霧器，通常為二級除霧器，安裝在塔的圓筒頂部（垂直布置）或塔出口的彎道后的平直煙道上（述評布置）。后者允許煙氣流速高于前者。對于除霧器應設置沖洗水，間歇沖洗除霧器。凈化除霧后煙氣中殘余的水分一般不得超過100mg/m3，更不允許超過200mg/m3，否則含沾污和腐蝕熱交換器、煙道和風機。

　　（7）凈化后氣體再加熱

　　在處理高溫含硫煙氣的濕法煙氣脫硫中，煙氣在脫硫塔內被冷卻、增濕和降溫，煙氣的溫度降至60℃左右。將60℃左右的凈化氣體排入大氣后，在一定的氣象條件下將會產生“白煙”。由于煙氣溫度低，使煙氣的抬升作用降低。特別是在凈化處理大量的煙氣和某些不利的氣象條件下，“白煙”沒有遠距離擴散和充分稀釋之前就已降落到污染源周邊的地面，容易出現高濃度的SO2污染。為此，需要對洗滌凈化后的煙氣進行二次再加熱，提高凈化氣體的溫度。被凈化的氣體，通常被加熱到105~130℃。為此，要增設燃燒爐。燃燒爐燃燒天然氣或輕柴油，產生1000~1100℃的高溫燃燒氣體，再與凈化后的氣體混對。這里應當指出，不管采用何種方法對凈化氣體進行二次加熱，在將凈化氣體的溫度加熱到105~130℃的同時，都不能降低煙氣的凈化效率，其中包括除塵效率和脫硫效率。為此，對凈化氣體二次加熱的方法，應權衡得失后進行選擇。

　　吸收塔出口煙氣一般被冷卻到45~55℃（視煙氣入口溫度和濕度而定），達飽和含水量。是否要對脫硫煙氣再加熱，取決于各國環保要求。德國《大型燃燒設備法》中明確規定，煙囪入口最低溫度為72℃，以保證煙氣擴散，防止冷煙霧下沉。因吸收塔出口與煙囪入口之間的散熱損失約為5~10℃，故吸收塔出口煙氣至少要加熱到77~82℃。據ABB或B&W公司介紹，美國一般不采用煙氣再加熱系統，而對煙囪采取防腐措施。如脫硫效率僅要求75%時，可引出25%的未處理的旁通煙氣來加熱75%的凈化煙氣，德國第1臺濕法脫硫裝置就采用這種方法。德國現在還把凈化煙氣引入自然通風冷卻塔排放的脫硫裝置，籍煙氣動量（質量 速度）和攜帶熱量的提高，使煙氣擴散的更好。

　　煙氣再加熱器通常有蓄熱式和非蓄熱式兩種形式。蓄熱式工藝利用未脫硫的熱煙氣加熱冷煙氣，統稱GGH。蓄熱式換熱器又可分為回轉式煙氣換熱器、板式換熱器和管式換熱器，均通過載熱體或熱介質將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣。回轉式換熱器與電廠用的回轉式空氣預熱器的工作原理相同，是通過平滑的或者帶波紋的金屬薄片載熱體將熱煙氣的熱量傳遞給凈化后的冷煙氣，缺點是熱煙氣會泄露到冷煙氣中。板式換熱器中，熱煙氣與冷煙氣逆流或交叉流動，熱交換通過薄板進行，這種系統基本不泄露。管式加熱器是通過中間載體水將熱煙氣的熱量傳遞給冷煙氣，無煙氣泄露問題，用于年滿負荷運行在4000~6500h的脫硫裝置。

　　非蓄熱式換熱器通過蒸汽、天然氣等將冷煙氣重新加熱，又分為直接加熱和間接加熱。直接加熱是燃燒加熱部分冷煙氣，然后冷熱煙氣混合達到所需溫度；間接加熱是用低壓蒸汽（≥2×105Pa）通過熱交換器加熱冷煙氣。這種加熱方式投資省，但能耗大，使用于脫硫裝置年運行時間4000h-6500h的脫硫裝置。

　　（8）脫硫風機位置的選擇

　　安裝煙氣脫硫裝置后，整個脫硫系統的煙氣阻力約為2940Pa，單靠原有鍋爐引風機（IDF）不足以克服這些阻力，需設置一助推風機，或稱脫硫風機（BUF）。脫硫風機有四種布置方案。

　　脫硫引風機處于低煙溫段，風機容量相當，由于風機位于再熱器后，煙氣中水份得到改善，對風機防腐無特殊要求。脫硫系統在負壓下運行，有利于環境保護。

　　（9）石灰石制備系統

　　將塊狀石灰石應用干磨或濕磨研磨成石灰石粉，或從石粉制造廠購進所需要的石灰石粉，由罐車運到料倉存儲，然后通過給料機、輸粉機將石灰石粉輸入漿池，加水制備成固體質量分數為10%-15%的漿液。對石灰石粉粒度要求一般是90%通過325目篩（45m）或250目篩。石灰石純度須大于90%。工藝對其活性、可磨性也有一定的要求。

　　（10）氧化槽

　　氧化槽的功能是接受和儲存脫硫劑、溶解石灰石，鼓風氧化CaSO3，結晶生成石膏。循環的吸收劑在氧化槽內的設計停留時間一般為4-8min，與石灰石反應性能有關。石灰石反應性能越差，為使之完全溶解，則要求它在池內滯留時間越長。氧化空氣采用羅茨風機或離心風機鼓入，壓力約5×104-8.6×104Pa一般氧化1mo1SO2需要1mo1 O2。