锅炉在工业生产和供热系统中非常常见,不管是燃煤锅炉、生物质锅炉,还是燃油锅炉,只要燃烧,就一定会产生烟气。而锅炉烟气里,除了肉眼能看到的烟尘,还藏着很多“看不见的问题”,比如二氧化硫、酸性气体等。如果这些物质不经过处理就排放到空气中,不仅污染环境,还可能对周围设备、建筑甚至人体健康造成影响。在众多处理目标中,脱硫几乎是最核心的一项。而说到脱硫,很多人会发现:工艺名字五花八门,看起来复杂,其实核心差别往往就在于用的是什么脱硫剂。脱硫剂不同,反应方式不同,设备结构和运行特点也不一样。

一、以碱性矿物为脱硫剂的工艺
这一类工艺可以说是最传统、最常见的锅炉烟气脱硫方式。常用的脱硫剂包括:石灰石、石灰、白云石等碱性矿物。工艺思路:锅炉烟气中的二氧化硫是酸性的,而石灰石、石灰是碱性的,两者一接触,就会发生中和反应,生成相对稳定的盐类物质,从而把硫“抓住”。其特点为原料来源广、价格低;工艺成熟、应用历史长;脱硫效果稳定。不足是会产生副产物;需要后续处理;系统相对庞大,占地较大。这种工艺常被理解为“以量取胜”,靠足够的脱硫剂来保证效果,适合对稳定性要求高的场合。
二、以碱性溶液为脱硫剂的湿法工艺
这一类工艺与矿物脱硫的原理相似,但脱硫剂是液态碱性溶液。常见脱硫剂有:氢氧化钠溶液、氨水、其他碱性化学溶液。其工艺特点为烟气进入吸收塔后,与循环喷淋的碱性溶液充分接触,二氧化硫被快速吸收并发生反应。优点为反应速度快;脱硫效率高;出口烟气稳定。
不足为液体循环系统复杂;对设备防腐要求高;运行管理要求较高。这类工艺适合对脱硫效果要求比较高、运行管理水平较成熟的锅炉系统。
三、以固体粉剂为脱硫剂的干法工艺
干法脱硫工艺,顾名思义,不依赖大量液体系统,而是把脱硫剂以粉末形式直接加入烟道或反应器中。常见脱硫剂包括:消石灰粉、碱性复合粉剂。工艺思路是脱硫剂与高温烟气直接接触,在飞行过程中完成反应,生成的固体产物随烟尘一起被除尘设备捕集。其优点在于系统结构简单;投资相对较低;启停灵活。不足为脱硫效率相对湿法略低;脱硫剂利用率不高;对运行参数敏感。干法工艺常被认为是“简单实用型”,适合空间有限、改造条件受限的锅炉系统。
四、以半干法浆液为脱硫剂的工艺
半干法脱硫可以看作是湿法和干法之间的折中方案。脱硫剂形式为石灰浆液;其他可雾化的碱性浆液。工艺特点有浆液被雾化喷入反应器,与烟气接触后迅速蒸发水分,在完成脱硫反应的同时形成干燥固体颗粒。其优点是用水量小;系统相对紧凑;脱硫效率较稳定。不足是对喷雾系统要求高;运行控制需要一定经验。这种工艺在很多中小型锅炉上应用较多,兼顾了效率和系统复杂度。
五、以特殊吸附材料为脱硫剂的工艺
这一类工艺使用的是高比表面积吸附材料,例如活性炭、改性吸附剂等。工艺原理是通过物理吸附或化学吸附,把烟气中的二氧化硫固定在材料表面,达到脱硫目的。优点有反应条件温和;对烟气适应性强;可与其他污染物协同处理。其不足为脱硫剂成本较高;再生和更换管理要求高。这类工艺更多用于特殊工况或作为补充脱硫手段。
锅炉烟气处理中的脱硫工艺虽然名称繁多、形式各异,但从本质上看,大多都可以归结为脱硫剂种类的不同。是用矿物、用溶液、用粉剂,还是用吸附材料,决定了工艺的复杂程度、运行方式和适用条件。只要抓住“脱硫剂是什么、怎么反应、副产物怎么处理”这条主线,再复杂的锅炉烟气处理工艺,也能被理顺和理解。
