半干法烟气脱硫增效与联合脱除研究进展

宋家秋

（山东神华山大能源环境有限公司 山东济南 250014）

半干法烟气脱硫工艺具有系统简单、投资及运行费用低、占地面积小等优点，特别适合中小机组新建或改造脱硫工艺时存在的资金和场地受限制的实情，因此，曾经在国内得到了比较迅速的发展。但近年来由于火电厂电气污染物排放标准(GB13223-2011）和锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014）的发布实施，对烟气脱硫效率提出了更高的要求，因此传统的半干法烟气脱硫工艺的应用受到了限制。本文综述了半干法脱硫增效与联合脱除的最新研究进展，期望能为半干法烟气脱硫未来的发展应用提供一点参考。

1 增湿及增湿方式优化研究

半干法烟气脱硫工艺中增湿能够增加烟气相对湿度、达到理想的烟气温距并为脱硫剂增湿，以实现理想的脱硫反应条件，众多研究也证明增湿对半干法脱硫反应至关重要。

Ho[1]研究发现相对湿度是SO2与Ca(OH）2反应最重要的影响因素，相对湿度大于8%时反应才发生，初始反应速率与Ca(OH）2转化率随相对湿度的增加而增加；Ruiz-Alsop[2]也发现相对湿度是影响SO2和Ca(OH）2反应最重要的可变因素；徐秀清[3]进行了尾部烟气增湿活化脱硫试验研究，指出增湿活化的机理在于水滴与脱硫剂粒子碰撞后在其表面生成液态Ca(OH）2离子膜，因此良好的活化器必须具有良好的水滴与脱硫剂的碰撞条件，以利于产生尽可能多的离子膜，并且还应创造良好的SO2气体与离子膜的反应条件和尽可能延长离子膜不被蒸干的时间。

上述研究证明增湿水量对半干法脱硫反应非常重要，而增湿方式则直接影响着半干法烟气脱硫的效率运行稳定性。

在水分存在形式影响方面，吴树志[4]进行了喷水活化和蒸气活化的脱硫试验，发现在相同条件下，喷水活化比蒸气活化效果更好，据此认为水滴捕捉脱硫剂颗粒形成的浆滴在脱硫反应中的作用远大于吸湿脱硫剂颗粒在脱硫反应中的作用。

在分级增湿方面，滕斌、高翔[5-6]研究了增湿水分配方式和分级喷浆对脱硫效率的影响，结果表明，通过塔内分级增湿的方式，在浆滴的拟平衡干燥阶段喷水增湿以延长吸收剂颗粒表面液相水的存在时间，使反应变为气液吸收来提高脱硫效率，效果明显；李大冀、冯斌[7-8]进行了多层喷水脱硫的试验研究，结果表明，与传统的单层喷水相比，分层喷水使得整个流化床的温度分布更加均匀，使反应恒速期延长而提高了脱硫效率，同时避免了局部喷水量过大在局部地方产生粘壁现象；李锦时[9]实验研究结果也表明增加喷嘴级数可有效提高脱硫效率。

另外，崔琳[10]研究了复合增湿方式对效率的影响，结果表明在合适的配比下，采用复合增湿能够有效减轻塔内黏壁并提高脱硫效率。

上述研究证明，在同样的增湿水量条件下，通过优化增湿水的存在形式与分配方式，能够进一步提高半干法烟气脱硫效率，并保证半干法脱硫系统更加稳定的运行。

2 添加剂增效及氧化联合脱除研究

为进一步提高半干法烟气脱硫效率，同时拓展半干法烟气脱硫的应用范围，基于氧化的半干法烟气联合脱除研究获得了进展。

柳瑶斌[11]、朱贤[12]在半干法烟气脱硫的基础上，在喷水增湿脱硫剂过程中添加少量的过氧化氢溶液,结果表明，采用1%～2%过氧化氢水溶液增湿脱硫剂，其脱硫效率可提高20%～30%；随着过氧化氢溶液浓度的增加，脱硫效率及吸收剂利用率更高，但脱硝的效果并不明显。

赵荣志在[13]90℃～160℃的低温条件下，研究了SO2对钙基吸收剂吸收NOx的影响，发现烟气中SO2浓度的升高可促进钙基吸收剂对NOx的吸收，在最佳的工况条件下可较多地脱除烟气中的污染物质。

刘亚芝[14]采用IPE循环流化床半干法联合脱硫脱硝工艺，通过塔前烟道喷入气相氧化剂及反应塔内喷入固态氧化剂，将烟气中NO氧化为易溶于水的NO2，脱硫效率稳定达到95%，脱硝效率达到70%。

张少峰等[15]以尿素为吸收剂在喷动床实验装置中进行半干式烟气脱硫脱硝研究，结果表明在适当的操作条件下可获得85%以上的脱硫效率和70%以上的脱硝效率，可以满足工业规模应用的要求。

上述研究表明，采用不同的添加剂，不仅能够有效提高半干法烟气脱硫效率，而且还能实现半干法烟气污染物联合脱除，为半干法烟气脱硫的推广应用提供了新的方向。

3 结语

对于传统的半干法烟气脱硫工艺，在同样的增湿水量条件下，通过优化增湿水的存在形式及分配方式，或者采用添加剂，不仅能够有效提高半干法烟气脱硫效率、保证半干法脱硫系统更加稳定的运行，而且通过与氧化剂配合，还能实现半干法烟气污染物联合脱除，为半干法烟气脱硫在新环保形式下的推广应用提供了可能与方向。

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[3]徐秀清,金茂庐,何榕,等.尾部烟气增湿活化脱硫原理性研究[J].洁净煤技术,1997,3(2）:39-42.

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[11]柳瑶斌,周月桂,彭军,等.半干法烟气脱硫中过氧化氢溶液强化吸收二氧化硫的研究[J].燃料化学学报,2008,36(4）474-476.

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[15]张少峰,李玱密,王晋刚,等.喷动床半干式烟气脱硫脱硝实验研究[J].环境工程学报,2011,5(8）:1847-1851.