濕法脫硫
一、石灰/石灰石-石膏法
目前石灰/石灰石-石膏法脫硫是世界上運用較多的一種濕法脫硫工藝，其工藝技術成熟，機組容量大，石灰/石灰石資源豐富，成本低廉，對應脫硫的運行成本低，另外副產品易于回收利用。因此，石灰/石灰石-石膏法脫硫受各個脫硫行業青睞。
1.工藝原理：
（1）石灰-石膏法
石灰消化：CaO+H2O→Ca(OH)2
吸收：SO2+H2O→H2SO3
SO3+H2O→H2SO4
中和：Ca(OH)2+H2SO3→CaSO3+2H2O
Ca(OH)2+H2SO4→CaSO4+2H2O
氧化：2CaSO3+O2→CaSO4
（2）石灰石-石膏法
吸收：SO2+H2O→H2SO3
SO3+H2O→H2SO4
中和：CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O
CaCO3+H2SO4→CaSO4+CO2+H2O
氧化：2CaSO3+O2→CaSO4
2.工藝流程：
3.技術特點：
①脫硫效率高達95%以上，對工況適用性強，可用于高中低含硫工況；
②脫硫劑來源廣泛，價格低廉，廣泛應用于鋼鐵、有色、火電、建材等各個行業；
③脫硫劑利用率高，鈣硫比Ca/S一般為1.03左右；
④脫硫產物為石膏（二水硫酸鈣），可作為建材使用，也易于處理綜合利用；
二、雙堿法脫硫
雙堿法煙氣脫硫技術是利用氫氧化鈉溶液作為啟動脫硫劑，配制好的氫氧化鈉溶液直接打入脫硫塔洗滌脫除煙氣中SO2來達到煙氣脫硫的目的，然后脫硫產物經脫硫劑再生池還原成氫氧化鈉再打回脫硫塔內循環使用。雙堿法是采用鈉基脫硫劑進行塔內脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強，吸收二氧化硫后反應產物溶解度大，不會造成過飽和結晶，造成結垢堵塞問題。
1.工藝原理：
（1）脫硫過程：
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2 ①
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O ②
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3 ③
以上三式視吸收液酸堿度不同而異，堿性較高時（PH＞9）以②式為主要反應；堿性稍為降低時以①式為主要反應；堿性到中性甚至酸性時（5＜PH＜9），則按③式反應。
（2）再生過程：
Na2SO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaSO3 ④
2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3+2H2O ⑤
式④為第一步再生反應，當PH＞9時發生式⑤再生反應。
（3）氧化過程：
2CaSO3+O2→CaSO4 ⑥
2、工藝流程：
整個雙堿法脫硫工藝由五個工序組成：脫硫工序、再生工序、氧化工序、石膏脫水工序、制漿工序。
①脫硫工序：熱煙氣在換熱器處和脫硫后煙氣換熱后進入脫硫塔，并在脫硫塔內部與噴淋液逆流接觸發生化學反應。煙氣經過脫硫段進入除霧段去除煙氣攜帶大部分液滴和霧滴后由塔頂排出。
②再生工序：脫硫循環漿液送至再生池內和石灰漿液（Ca(OH)2）反應生成石膏（CaSO3）和氫氧化鈉（NaOH）。
③氧化工序：再生后漿液送至氧化池和壓縮空氣發生氧化反應生成CaSO4,從而使石膏能回收綜合利用。
④石膏脫水工序：氧化后石膏送至壓濾機進行脫水，石膏回收綜合利用，濾清返回脫硫系統循環利用。
制漿工序：料倉中儲存的石灰由計量輸送裝置輸送至消化池內與水配置為20%漿液待再生工序使用。脫硫系統有一定的鈉堿消耗，需定期補充新鮮的鈉堿，配置20%鈉堿液待用。
3.技術特點：
①系統簡便，投資省，適用范圍廣；
②脫硫效率高，不易結垢，系統運行穩定；
③液氣比低，電耗省，運行成本相對較低。
三、氨法脫硫
氨法脫硫工藝是用氨吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫，吸收液經壓縮空氣氧化生成硫酸銨，再經塔內飽和結晶或者塔外加熱蒸發結晶析出硫酸銨，過濾干燥后得產品。
1.工藝原理：
（1）脫硫過程：
2NH3+SO2+H2O→(NH4)2SO3 ①
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3 ②
NH4HSO3+NH3→(NH4)2SO3 ③
正常吸收工藝控制是按②、③反應循環進行。
2.工藝流程：
整個氨法脫硫裝置主要由三個工序組成：脫硫工序、硫銨工序和原料工序。
①脫硫工序——主要是利用吸收液漿煙氣中的SO2脫除，并將吸收液氧化得到硫酸銨溶液，然后將硫酸銨溶液送至濃縮塔利用熱煙氣余熱將稀硫酸銨溶液絕熱蒸發濃縮結晶，或者利用蒸發器將稀硫酸銨溶液蒸發結晶。當硫酸銨溶液濃縮達到設定的結晶指標后，用泵將硫酸銨晶漿送至硫銨工序。
②硫銨工序——主要是將脫硫工序送來的硫銨晶漿，通過旋流器和離心機進行固液分離后再進行干燥、包裝等工藝流程，制成固體硫酸銨產品。
③原料工序——主要是儲存液氨或者是液氨調配為氨水儲存，并將氨水或者液氨作為脫硫劑供脫硫工序使用。
3.性能保證指標：
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序號 |
性能指標 |
數值 |
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1 |
脫硫效率 |
≥98% |
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2 |
脫硫系統壓降 |
≤500Pa |
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3 |
逃逸氨量 |
≤6mg/Nm³ |
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4 |
亞鹽氧化率 |
≥98.5% |
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5 |
氨的回收率 |
≥97% |
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6 |
出口煙氣霧滴 |
≤30% |
4.技術特點：
①完全資源化：利用氨和二氧化硫反應轉化為化肥，不產生任何廢水和廢渣，無二次污染，是一項真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環經濟要求的脫硫技術。
②脫硫系統阻力小，脫硫塔不易結垢，脫硫效率高，裝置占地面積小，節省運行電耗。
③脫硫的同時可以脫除部分氮氧化物（主要是NO2，脫除效率10%左右），適應更高的環保要求。
④燃料含硫變化范圍適應性強，特別是高含硫工況、高硫重油、高硫石油焦等煙氣。
四、氧化鋅法脫硫
氧化鋅脫硫技術是將含ZnO的粉料加水配制成懸乳液，在吸收設備中與煙氣中SO2反應，將煙氣中的SO2主要以亞硫酸鋅（還有亞硫酸氫鋅、硫酸鋅）的形式予以脫除。吸收后的副產物亞硫酸鋅經空氣氧化或熱分解或酸分解處理，最終生產硫酸鋅、電解鋅和硫酸（或液態二氧化硫）等產品，從而實現污染物的回收，資源化利用。
1.工藝原理：
（1）脫硫過程：ZnO漿液和煙氣中二氧化硫發生化學反應。
ZnO+SO2+5/2H2O→ZnSO3·5/2H2O
ZnO+2SO2+H2O→Zn(HSO3)2
ZnSO3+SO2+H2O→Zn(HSO3)2
Zn(HSO3)2+ZnO+4H2O→2ZnSO3·5/2H2O
（2）副反應過程：煙氣中含有氧氣，ZnSO3和Zn(HSO3)2會與氧氣發生副反應。
2ZnSO3+O2→2ZnSO4
Zn(HSO3)2+O2→ZnSO4+H2SO4
2.工藝流程：
氧化鋅法脫硫工藝流程分為配漿、洗滌和壓濾三個過程。
①配漿：將氧化鋅粉在配漿槽內配制成含固量為5%～15%的吸收劑乳液待用。
②洗滌：按脫硫塔內PH值控制要求將配置好的氧化鋅粉乳液送至脫硫塔內與煙氣接觸洗滌，脫除煙氣中的二氧化硫。隨后煙氣經過除霧器去除煙氣中所攜帶的液滴和霧滴后從煙囪排放。
③壓濾：脫硫后漿液（含固體亞硫酸鋅、氧化鋅和液態硫酸鋅）通過壓濾泵送至壓濾機進行固液分離。
3.副產物處理工藝：
①氧化工藝
吸收后的副產物亞硫酸鋅可被空氣中氧氣氧化，利用空氣對脫硫后漿液進行氧化處理，使漿液中的Zn(HSO3)2和ZnSO3·5/2H2O都氧化為ZnSO4,ZnSO4溶液經過凈化后用于電解金屬鋅，或濃縮、結晶產出合格的七水硫酸鋅或一水硫酸鋅。反應方程式如下：
ZnSO3·5/2H2O+1/2O2→ZnSO4+5/2H2O
②熱分解工藝
控制氧化鋅吸收產物主要以ZnSO3·5/2H2O的形式進入沉渣，固液分離后，將該沉渣與鋅精礦一起送人沸騰爐或單獨用回轉窯進行熱分解，產出的高濃度SO2用于制酸，并使氧化鋅得以再生。再生后的氧化鋅可循環用于 煙氣脫硫，也可用于生產ZnSO4或者電解鋅產品。
- 酸分解工藝
利用ZnSO3易被酸分解的性質，將氧化鋅吸收產物加酸或酸性溶液（如鋅電解廢液）分解，產出10%～15%的SO2氣體用于制酸；分解生成的ZnSO4溶液凈化后送去電解金屬鋅。反應方程式如下：
ZnSO3·5/2H2O+H2SO4→ZnSO4+7/2H2O+SO2
4.技術特點：
①投資少
脫硫產物（亞硫酸鋅等）的處理可與鉛鋅冶煉廠的生產工藝結合起來，即工廠原有的一些生產設備（如鋅精礦沸騰焙燒爐、SO2制酸系統、硫酸鋅溶液的凈化、電解系統等）可作為脫硫副產品的回收設備，所以，投資是較少。
②運行費用低
使用鉛鋅冶煉過程的中間產物—ZnO作脫硫劑脫除SO2后，脫硫劑中的鋅和煙氣中的硫均轉化為副產品，實現了硫、鋅資源的綜合利用。氧化鋅法脫硫省去了脫硫劑費用支出（在其他脫硫法中，脫硫劑費用占總運行費用的60%以上），因此，ZnO脫硫的運行費用較低。
③不產生二次污染
由于鋅和SO2都回收利用，不產生任何廢水和廢渣，無二次污染，是一項真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環經濟要求的脫硫技術。
五、雙氧水（H2O2）法脫硫
雙氧水脫硫是采用27.5%雙氧水（過氧化氫溶液）經稀釋到8.5%的安全濃度后進行塔內脫硫。過氧化氫在酸性溶液中將二氧化硫氧化，生成硫酸。硫酸可以和水以任一比例混溶，不會造成過飽和結晶，造成結垢堵塞問題，因此，采用雙氧水法脫硫工藝提高了系統的可靠性，降低了投資及運行費用。同時稀硫酸可以作為化工原料出售，不會產生二次污染問題。
1.工藝原理：
煙氣中SO2的脫除過程是分兩部完成的：
第一步，氣液傳質和水合過程，即煙氣中SO2分子與水接觸時，溶解在水中，并與水分子結合為亞硫酸：
SO2+H2O→H2SO3
第二步，氧化吸收
H2O2+H2SO3→H2SO4+H2O
副反應，雙氧水分解：
2H2O2→2H2O+O2↑
2.工藝流程：
3.技術特點
①流程簡短，投資省：雙氧水脫硫采用單塔設計，吸收反應和副產品的回收均在個塔內，配套設備少而精，流程簡短，控制簡便，可操作性強，無需額外增加操作人員，有效節約投資成本、運行成本和占地空間。
②脫硫效率高，雙氧水脫硫裝置高效、方便，過氧化氫尾氣脫硫活性強、反應速率快，對氮氧化物亦有較高的脫除率，脫硫脫硝同時進行。
③精確控制：雙氧水脫硫系統根據吸收前后二氧化硫濃度，采用計量控制系統精確的控制過氧化氫吸收劑的加入量，在保證脫硫效果的同時，降低了運行成本。
④不堵塔、阻力小：脫硫副產品為稀硫酸，不存在結晶堵塔等問題，吸收塔為大開孔率填料塔或空塔，系統阻力小(不超過1000 Pa)，節省主鼓風機動力消耗。
副產品稀酸（30%）可回收利用：副產品不需二次加工，回收成本大大降低。
⑥無二次污染物產生：整個生產過程中不產生新的三廢產物，無二次污染，屬典型的清潔生產工藝技術。
