脱硫技术的国产化和半干法烟气脱硫脱硫机理

一、石灰法湿法烟气脱硫设备的常见损坏问题
　　在对冶炼或燃煤所产生的烟气当中，都含有SO2和少量SO3，由此导致烟气遇水或汽之后，产生大量的酸，对石灰法湿法烟气脱硫设备造成严重腐蚀。一般冶炼工程当中，需要治理的烟气量大约在1.5-50万m³/h；而60兆瓦的燃煤锅炉当中，烟气治理量大约在20万m³/h左右；若是在火力电厂中，燃煤烟气的处理量可能高达100万m³/h在设备使用过程中，设备与酸性含固洗涤液或含湿酸性腐蚀气体的接触面积较大，且设备本身机构复杂，在对其应用措施的过程中，常常受到限制，终导致脱硫设备因腐蚀严重而损坏；有些企业为提高设备整体性能，只能采用昂贵的材料进行主体设备的制作，成本过高。
　　在采用石灰法湿法烟气脱硫工艺的过程中，需要用到Ca(OH)2吸收烟气当中的SO2，在吸收过程中，会产生Ca2SO3·½H2O，然后进一步氧化生成CaSO4·2H2O。后生成的CaSO4·2H2O即为石膏，粒度细、粘度大，导致接触设备容易结垢，进而形成堵塞、挂壁等不良现象，导致设备容易发生损坏。
　　另外，在烟气脱硫的过程中，使用的洗涤液含有尘埃、脱硫剂等物质，包括石灰、Ca(OH)2等，这就导致脱硫洗涤过程，容易磨损设备、管道以及喷头，影响相关设备的使用寿命。
　　二、半干法烟气脱硫脱硫机理
　　半干法烟气脱硫不同于湿法与干法之处在于，湿法烟气脱硫是以石灰浆Ca(OH)2等碱性浆液为脱硫剂，脱硫剂在吸收塔中与SO2发生气液化学反应；干法烟气脱硫则是将干性脱硫剂加入炉内或喷入烟气中，脱硫剂与SO2发生气固反应，以达到脱除SO2的目的；半干法脱硫吸附剂是以溶液的形式喷入烟气中，吸附剂与SO2发生化学反应的同时，溶液水分全部蒸发。
　　半干法烟气脱硫的机理是：烟气经水雾喷射器增湿，同时喷入的CaO粉末与水反应生成低温下有很的Ca(OH)2，Ca(OH)2与烟气中的SO2再发生气液反应。在反应初期，SO2浓度较高，气相推动力较大，气膜阻力相对于SO2在液相的溶解阻力来说不占优点，故溶解阻力成为反应的控制阻力。随着反应的进行，气膜阻力逐渐增大，但由于此时Ca(OH)2吸附的水分逐渐蒸发，SO2溶解阻力也成递增趋势，故液相溶解阻力仍是整个反应的控制阻力。在实际反应过程中，当烟气中SO2浓度较低时，只要暴露时间足够长，浆滴中已经电离出来的Ca2+便可以完成吸收过程；当SO2浓度较高时，Ca2+从Ca(OH)2颗粒上的溶出速率低于Ca2+和SO32-的扩散和反应速率，且由于生成物CaSO4的摩尔分子体积为52.16mL/mol，大于Ca(OH)2的摩尔分子体积33.04mL/mol，因此会造成反应通道的堵塞，由于上述两个原因，导致实际脱硫效率下降。
　　由反应的平衡常数可知，式(2)虽然可以进行，但因平衡常数很低，生成的H2SO3较少，因此式(5)及(6)也可以忽略，式(4)和(7)描述的是干燥吸收剂的脱硫行为。试验结果表明，在中低温条件下，干燥吸收剂颗粒硫盐化反应的速率明显低于湿的吸收剂颗粒，并且随转化率增加，干燥吸收剂反应速率衰减极为，但是钙转化率对湿颗粒反应速率的影响却很小。因此，半干法烟气脱硫反应，主要为式(1)、(3)、(8)。