湿式钙法、镁法、双碱法的比较

脱硫除尘工艺的比较

湿法烟气脱硫工艺，技术比较成熟。该技术根据吸收剂种类的不同，又可分为：石灰（石）-石膏法（使用最多）、双碱法、氧化镁法、氨法、海水法、钠碱法等，由于海水法、双碱法、氨法、钠碱法等受到地理位置、脱硫副产品处理、脱硫剂来源及价格等因素影响，常常应用在区域性较强、烟量相对较小或工艺要求简单的脱硫工程中。石灰（石）-石膏法则因其成熟的工艺技术，在工业锅炉和大型电厂的脱硫工程中得到广泛应用。而镁法脱硫技术，近些年来我国临近镁矿产地地区(山东、东北、天津、北京等地区)也得到一些应用。

1.3.1 化学反应机理比较

（1）湿式钙法脱硫

湿式钙法脱硫的脱硫剂可采用石灰石（CaCO3）或石灰（CaO），所以化学反应也因脱硫剂的不同而略有不同。湿式钙法脱硫多采用石灰-石膏法。

CaO+H2O →Ca(HO) 2 消化

SO2 + H2O → H2SO3 吸收

Ca(HO) 2 + H2SO3 → CaSO3 + 2H2O 中和

CaSO3 + 1/2 O2 → CaSO4 氧化

CaSO烟花生产3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 结晶

CaSO4 + 2H2O → CaSO4 •2H2O 结晶

（2）湿式镁法脱硫

以普通工业氧化镁粉（纯度约85%~90%）浆液作吸收剂，与烟气反应生成亚硫酸镁，如亚硫酸镁进一步氧化，可生成硫酸镁。

MgO+H2O→Mg(OH)2 (悬浮乳液) 熟化

SO2+ H2O→H2SO3 吸收

Mg(OH)2+ H2SO3→MgSO3+2H2O 中和

MgSO3+ H2SO3→Mg(HSO3)2 中和

生成的亚硫酸镁一部分又作为吸收剂循环使用，同时未使用的另一部分可排放或进一步利用。

MgSO3+1/2O2→MgSO4(溶解状态) 氧化

此外，在Mg(OH)2相对SO2不足时则会：

MgSO3+SO2+H2O→Mg(HSO3)2

补足Mg(OH)2时

Mg（HSO3）2+Mg（OH）2→2MgSO3↓+2H2O

当副产品亚硫酸镁采用焙烧方法制成氧化镁和硫酸回收时，则其化学过程如下（焙烧温度控制在850℃以下，如温度达到1200℃，氧化镁会被烧结，不能作为脱硫剂使用），该工艺复杂，投资大，我国脱硫过程尚无常用：

MgSO3 →MgO＋SO2

MgSO4→MgO＋SO3

木材炭化炉

Mg(HSO3)2→MgO＋H2O＋2SO2

SO2＋1/2O2→SO3

SO3＋H2O→H2SO4

一般，我国氧化镁脱硫，脱硫副产品采用抛弃法。

（3）钠钙双碱法

钠钙双碱法利用氢氧化钠钠盐易溶于水，在吸收塔内部采用钠碱吸收SO2，吸收后的脱硫液在再生池内利用廉价的石灰作为第二碱处理吸收液，进行再生，生成亚硫酸钙和硫酸钙的少量沉淀物,从而使得钠离子循环吸收利用。其法本化学原理可分为SO2吸收过程、脱硫过程、再生过程、氧化过程。

气相SO2被液相吸收

脱硫反应过程：

(1)

双人雨披 (2)

(3)

一下一下的顶开

以上三式视吸收液酸碱度不同而异：碱性较高时(PH＞9)，(2)式为主要反应；碱性较低时，(1)式为主要反应；碱性为中性甚至酸性时(5＜PH＜9)，则(3)式为主要反应。

由于烟气中含氧，所以会有以下副反应：

(4)

(5)

再生过程(石灰乳置换再生)：

(6)

(7)

氧化反应(不稳定的亚硫酸钙氧化成稳定的硫酸钙)：

(8)

在石灰乳液(石灰水达到饱和状况)中，中性的Na2HSO3跟石灰反应从而释放出Na+，随后生成的SO32-又继续跟石灰反应，反应生成物以半水化合物形式慢慢沉淀下来，从而使钠法得到再生。

1.3.2 主要工艺系统比较

（1）湿式钙法脱硫

石灰-石膏湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、浆液制备系统、吸收系统、氧化系统、石膏脱水系统、公用系统组成。典型工艺流程为

浓缩罐→过滤机

↑

脱硫剂→螺旋加灰机→石灰乳液罐→石灰乳泵→脱硫循环池←罗茨风机

脱硫后浆液↑↓脱硫循环泵

锅炉烟气→除尘器→引风机→烟道→湿法脱硫塔→烟道→烟囱

经除尘后的烟气靠引风机的动力进入脱硫塔脱硫，经均气降温层均气降温后，在脱硫塔内与脱硫浆液进行充分的传质、吸收，吸收烟气中的大部分SO2并继续脱除剩余的细尘，之后烟气经脱水除雾后，进入烟囱达标排放。脱硫过程生成的亚硫酸钙和硫酸钙浆液进入脱硫循环池（塔内或塔外），并在其中进行曝气氧化。之后，大部分浆液经循环泵循环用于脱硫（脱硫浆液的pH值通过控制循环池中新鲜石灰乳的加入量进行调控），小部分浓浆液有控制地排入副产物处理系统，由脱水系统过滤出固态脱硫渣。

（2）湿式镁法脱硫

氧化镁湿法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、水镁浆制备系统、吸收系统、氧化系统、脱硫浆液后处理系统、公用系统组成。典型工艺流程为

烟气→除尘器→引风机→湿式脱硫塔→烟道→烟囱排放

循环泵↑↓

MgO粉→制浆池→制浆泵→供浆池→供浆泵→塔底循环反应池→浓缩池→脱水系统→固态渣。同时滤液经曝气氧化后作为系统补水，小部分外排。

以上是我公司的氧化镁处理工艺。但很多公司脱硫浆液后处理系统中采取在循环池(或沉淀池中) 将反应生产的亚硫酸镁直接氧化成溶解度很大的硫酸镁，这样系统脱硫产物只能以硫酸镁溶液形式外排到市政管道。

工艺说明：脱硫塔采用正压运行，经除尘后的烟气经引风机送出后，通过进口烟道下斜10度左右进入脱硫塔。在脱硫塔内，烟气中的SO2与脱硫浆液进行碰撞、吸收和反应，进行脱硫。经过一定的反应时间后，达标烟气经两层高效折板除雾器除雾后，由烟道进入烟囱排放。完成脱硫后的浆液进入脱硫循环池，池内大部分浆液经由脱硫循环泵送至脱硫塔内循环用于脱硫，小部分浆液输送至浓缩池进行浓缩，浓缩后底部35%左右的浓相(大部分为亚硫酸镁)进入皮带式脱水系统进行过滤，滤渣可同锅炉渣一同处理，也可综合利用。滤液则排至滤液池，在滤液池内进行氧化曝气将绝大部分亚硫酸镁、亚硫酸氢镁氧化为硫酸镁后用于脱硫塔入口喷淋降温。

（3）钠钙双碱法脱硫

钠钙双碱法脱硫工艺系统主要有：烟气系统、浆液制备系统、吸收系统、钠碱再生系统、氧化系统、脱硫浆液后处理系统、公用系统组成。

烟气净化流程：

烟气→除尘器→引风机→湿式脱硫塔→烟道→烟囱排放

脱硫液循环流程：

→ → →

↓

→ → → → →

钠-钙置换及脱硫产物处理工艺流程：

→ → →

↓

→ → →

（底部浓相）↓

→ → →

脱硫塔采用正压运行，除尘后的烟气经引风机送出后，通过进口烟道下斜10-15度进入脱硫塔，经脱硫塔内均气降温层均气降温后，到达XP-Ⅱ型高效流化脱硫除尘部件时，与来自上层喷淋装置的脱硫浆液进行充分的传质、吸收，吸收烟气中的大部分SO2并继续脱除剩余的细尘，之后烟气经两级折板除雾器脱水除雾后，由公共烟道进入烟囱达标排放。