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干法烟气脱硫主要有哪些方法?各种方法的适用性如何?

干法烟气脱硫主要包括吸附法、金属氧化物吸收法、催化反应法、高能活化氧化法、荷电干式喷射脱硫法。

吸附法是利用活性炭、硅胶、活性氧化铝、分子筛等吸附剂对SO2气体有较高的选择吸附性的特性，来吸附烟气中的SO2 ,达到净化烟气的目的，吸附剂可以通过适当的再生后重复使用。由于吸附剂本身容量有限，以及再生时放出的SO2仍需要处理等缺点使得该方法不适用于大规模工业烟气脱硫。现以活性炭法为例来说明脱硫过程。

活性炭烟气脱硫技术在较低温度下将SO2氧化成SO3，并在同一设备将SO3转化成硫酸。活性炭具有极丰富的空隙构造，因而具有良好的吸附特性。此技术便是基于SO2在活性炭表面的吸附和催化氧化。当烟道气通过活性炭时，其中的SO2吸附于活性炭表面，在活性炭催化作用下，与吸附在活性炭表面的O2发生反应，生成SO3, SO3再与H2O反应生成硫酸。

此外，活性炭还可以对烟气脱硝起到催化作用，促使烟气中的NOx与喷人的NH3还原为N2和H2O。由颗粒状的活性炭形成的吸附层，可同时对烟气起过滤作用，当烟气通过活性炭层时，携带的粉尘会被活性炭层截留。也正是吸附剂和吸收剂的吸附功能很容易吸收催化裂化催化剂并很快失效，因此，吸附法无法在催化裂化工艺上广泛应用。

金属氧化物吸收法是利用某些具有碱性的金属氧化物如氧化钙、氧化锰、氧化锌、氧化铁、氧化铜等可以与SO2反应，对SO2有较大吸收能力，也可以用于SO2的净化，再生时可以高温分解或低温还原。

美国Engelhard公司的ESR脱硫工艺是典型的金属氧化物吸收法干法工艺，该工艺可使用石灰，也可使用苏打粉、化学碱及天然碱作吸收剂，固体吸收剂在稀相提升管流化床式吸附器(ESR)中与烟气接触吸收烟气中的SOx，待生吸收剂转移到再生塔鼓泡床中经燃料气再生后回到吸收器中循环使用，此过程的吸附剂为金属氧化物，操作温度在120～930℃，脱硫率可达95%。

ESR工艺的优点是不降低排烟温度，扩散效果好，没有水污染问题；投资较低，操作费用低；缺点是其吸附反应仅在固体表面进行，而内部反应时间长，要求具备大型吸附塔，并需要大量吸附剂，不利于长周期运行。

金属氧化物吸收法具有与吸附法同样的缺点，不适合大规模烟气脱硫，而且一旦这些金属氧化物吸附了催化裂化装置的催化剂也很难再生，因此，金属氧化法也难以在催化裂化装置上广泛应用。

催化反应法是利用高效催化剂将烟气中的SO2进行催化转化，它包括催化氧化法和催化还原法。催化氧化脱硫法是将烟气中的SO2直接转化为SO3 , SO3在冷凝器内冷凝成浓硫酸。

该方法与前面两种方法相比，不仅脱硫率较高，而且将SO2转化为有用的产品，既净化了烟气，又创造了新的价值。该方法的缺点也很明显，设备庞大，投资高，操作复杂，对于处理流量大、SO2浓度低的烟气并不经济，而更适宜于处理高SO2浓度的烟气，该技术在国外已在电厂锅炉有工业化应用装置，但是只要是应用到催化裂化工艺中就不可避免地要考虑催化剂会进入到硫酸等产品中去。

高能活化氧化法主要是利用高能电子或等离子体技术使烟气中SO2, NOx 、H2O、O2等分子被激活、电离甚至裂解，产生大量离子和自由基等活性物质。由于自由基的强氧化性使SO2、NOx被氧化，在注人氨的情况下，生成硫钱和硝钱化肥。该方法可以同时脱除烟气中的氮氧化物和硫氧化物。

根据高能电子的来源，可分为电子束照射法和脉冲电晕等离子体法。电子束照射法(具体流程见图3-3)以电子束氨法烟气脱硫脱硝技术居多，电子束氨法烟气脱硫脱硝工业化技术(简称CAEB-EPS技术)是利用高能电子束(0.8～1MeV)辐照烟气，将烟气中的二氧化硫和氮氧化物转化成(NH4)SO4和NH4NO3的一种烟气脱硫脱硝技术。该技术的工业装置一般采用烟气降温增湿、加氨、电子束辐照和副产物收集的工艺流程。

除尘净化后的烟气通过冷却塔调节烟气的温度和湿度(降低温度、增加含水量)，然后流经反应器。在反应器中，烟气被电子束辐照产生多种活性基团，这些活性基团氧化烟气中的SO2和NOx，形成相应的酸。它们同在反应器烟气上游喷人的氨反应，生成(NH4)2SO4和NH4NO3氨微粒。副产物集装置收集产生的(NH4)2SO4和NH4NO3微粒，可作为农用肥料和工业原料使用。该技术目前还无法应用于催化裂化烟气脱硫脱硝。

脉冲电晕放电等离子体烟气技术是利用脉冲电源产生的高电压脉冲加在反应器电极上，在反应器电极之间产生强电场，在强电场作用下，部分烟气分子电离，电离出的电子在强电场的加速下获得能量，成为高能电子(5～20eV )，高能电子则可以激活、裂解、电离其他烟气分子，产生多种活性粒子和自由基。

在反应器里，烟气中的SO2 , NO被活性粒子和自由基氧化为高阶氧化物SO3 , NO2，与烟气中的H2O相遇后形成H2SO4和HNO3，在有NH3或其他中和物注人情况下生成(NH4)2SO4/NH4NO3的气溶胶，再由收尘器收集。

脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场本身同时具有除尘功能。该法具有装置简单、运行成本低、有害污染物清除彻底、不产生二次污染等优点。

电子束同时脱硫、脱硝技术已经具备工业化水平，在部分电厂已经商业运行，同时脱硫、脱硝效果良好。而脉冲电晕技术还处于中试阶段，尚没有工业化运用。

在示范工程中也发现等离子法存在一些问题，大量的氨气未反应完全随废气排出，副产品硫钱和硝钱颗粒难以回收而随废气排放，造成二次污染，故目前该技术尚未大规模推广，也还没有在催化裂化装置的烟气上应用过。

荷电干式喷射脱硫法（CDSI）是通过在锅炉出口烟道内（除尘器前)的适当位置喷入携带有静电荷的干吸收剂(通常用熟石灰)，使吸收剂与烟气中的SO2反应生成CaSO3，由于烟气中还含有少量的氧气和水分，会产生极少量的CaSO4颗粒物质，然后被后部的除尘设备除去。

吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区，使其携带大量的静电荷(通常是负电荷)。吸收剂颗粒由于带有同种电荷而相互排斥，很快在烟气中扩散，形成均匀的悬浮状态，使每个吸收剂粒子的表面都充分暴露在烟气中，与SO2的反应机会大大增加，从而提高脱硫效率；吸收剂颗粒表面的电晕大大提高了吸收剂的活性，降低了同SO2完全反应所需的停留时间，从而有效提高了SO2的脱除率。

此外，CDSI系统还有助于清除细颗粒粉尘。带静电荷的吸收剂粒子将细颗粒粉尘吸附在其表面，形成较大的颗粒，使烟气中粉尘的平均粒径增大，提高了相应的除尘效率。

CDSI系统投资少，占地面积小，运行费用较低；自动化程度高，操作简便，运行可靠；吸收剂不仅可用商用Ca(OH)2，也可利用经干燥后的电石渣，脱硫后的生成物为干燥的CaSO3及少量的CaSO4，难溶于水，无二次污染问题。但是此系统所需钙硫比较高，为1.3～1.5；脱硫效率较低的环保要求。

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