1、技术开发背景

    硫氧化物（主要指二氧化硫）是重点监控的污染物质，常采用排放高度及区域性系数限制其排放量。日本采用“总排量控制”的概念来控制某一区域内污染物的排放总量。为符合这些法规要求，早在1973年烟气脱硫技术即已实现商业化应用，且一直致力于提高其脱硫性能和降低成本。目前大多数粉煤燃烧热电厂都已装备湿式石灰石-石膏法脱硫装置系统，而且正在研发一种不需进行废水处理的湿法脱硫工艺。

2、技术工艺

2.1 湿式石灰石-石膏脱硫工艺

    研发机构：三菱重工业株式会社；巴布科克（Babcock）日立（Hitachi）K.K.；石川岛播磨重工业株式会社；千代田（Chiyoda）公司；川崎重工业株式会社；等。

    技术概要：

    有两种石灰石-石膏脱硫工艺：一种是带有烟尘分离工序的脱硫工艺，在脱硫装置的上游安装有粉尘（冷却）塔用来去除烟气中的粉尘并脱除氯化氢和氢氟酸，同时使烟气冷却；另一种是不单设烟尘分离装置的脱硫工艺，烟尘和烟气一体化进行净化处理。

    前者常用于需副产不含尘高纯石膏的情况，但更多的是采用后一种工艺，原因是装置投资省，而且随着高性能粉尘分离装置（如低温静电除尘器）的开发成功（可使粉尘浓度降至极低），后一种工艺的应用也越来越广泛。

    在吸附塔中，水与石灰石制成的混合浆液与烟气中的二氧化硫发生反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。总反应式如下：CaSO3+SO2+0.5H2O→CaSO3·0.5H2O+CO2    CaSO3·0.5H2O+0.5O2+1.5H2O→CaSO4·2H2O

    有两种类型的吸收塔（见图1），一种是单独设置CaSO3·0.5H2O氧化系统的双塔装置，另一种是将氧化系统与吸收系统整合到一起的单塔式装置。目前双塔式工艺的应用呈萎缩态势，而单塔式工艺因投资省、运行成本低，其选用率逐年上升。

    有好几种将吸收液循环输送到吸收塔内与二氧化硫接触的方法：① 喷雾法（Spray method），向塔内喷入雾状吸收液； ② 网格填料法（Grid method），将吸收液喷淋到塔内网格状填料的表面；③ 吹气鼓泡法（Jet-bubbling method），将烟气吹入吸收液中；④ 水膜法（Water-column method），吸收液自由流入塔内。

    为发展中国家专门开发的一种简化的脱硫装置也已获得商业化应用，这种装置可安装在烟气管道上或烟囱近底部位置。

2.2 煤灰基干法脱硫工艺

    研发机构：北海道（Hokkaido）电力株式会社；日立（Hitachi）株式会社；巴布科克（Babcock）日立（Hitachi）K.K.。

    项目类型：石油替代性能源相关技术商业化研究资金补贴项目。

    研发期限：1986年到1989年。

    技术概要：

    该工艺是提高煤灰使用率的技术研究课题之一，目的是采用石灰石、氢氧化钙、废吸收剂为原料制造一种新型吸收剂，并将这种新型吸收剂用于烟气脱硫氧化物的过程。图2是煤灰基干法脱硫工艺的大致流程，其中包含吸收剂制备工序环节。脱硫作用是通过氢氧化钙与二氧化硫之间的反应实现的，操作温度为100℃∽200℃，硫氧化物的脱除率可达90%或更高。该工艺还能同时去除烟气中的粉尘和氮氧化物，粉尘脱除率为96%或更高，氮氧化物的脱除率约为20%。2003年该技术被应用于北海道电力公司的Tomatoh-Atsuma热电厂一号机组（350MW），对该机组排出烟气的50%量进行处理。

2.3 喷雾干燥（Spray Dryer）脱硫工艺

    研发机构：日本电力发展公司；三菱重工业株式会社；北海道（Hokkaido）电力株式会社。

    项目类型：“绿色援助计划（the Green Aid Plan）”下的自主研究项目。

    技术概要：

    喷雾干燥脱硫技术即所谓的“半干法脱硫技术”，将水加入生石灰（氧化钙）制成消石灰（氢氧化钙）浆，将其喷入喷雾干燥机，同时将烟气也引入干燥机，烟气中的二氧化硫与氢氧化钙发生反应而实现脱硫目的。

    干燥机内部同时发生脱硫反应和石灰石的干燥，生成石膏与亚硫酸钙（CaSO3·0.5H2O）的颗粒状混合物，在后继除尘器中回收颗粒混合物。由于本技术方法不能获得高品质的石膏副产品，且灰质成分也被保留在了颗粒混合物中，故脱硫产生的颗粒物只能作为废弃物处理。作为“绿色援助计划”的一部分，日本电力发展公司在中国青岛的黄岛发电厂四号机组（210MW）安装了一台喷雾干燥脱硫装置，可对300000Nm3/hr.烟气量（总烟气产出量的50%左右）进行脱硫处理，最近已投入运行，在试运行（1994年10月至1997年10月）期间的脱硫率为70%。

2.4 炉内脱硫工艺（Furnace desulfurization process）

    研发机构：北海道（Hokkaido）电力株式会社；九州（Kyushu）电力株式会社；日本电力发展公司；Chugoku电力株式会社；三菱重工业株式会社；石川岛播磨重工业株式会社；川崎重工业株式会社。

    项目类别：自主研发项目。

    技术概要：

    炉内脱硫工艺适用于流化床锅炉，石灰石被用作脱硫剂与煤混合，于760℃∽860℃燃烧温度区发生如下脱硫反应：CaCO3→CaO+CO2；    CaO+SO2→CaSO3

    迄今为止，该工艺已在日本电力公司的Takehara热电厂2号机组的常压流化床锅炉、Hokkaido电力的Tomatoh-Atsuma热电厂加压流化床锅炉、Kyushu电力的New Kanda热电厂加压流化床锅炉、以及Chugoku电力的Osaki热电厂加压流化床锅炉装置中得以应用。在加压流化床锅炉中，由于二氧化碳的高分压，石灰石并不分解为氧化钙，而是直接与二氧化硫发生如下反应而实现脱硫目的：CaCO3+SO2→CaSO3+CO2

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