1、脱硫塔
经过除尘器处理后的烟气中只剩下少量灰尘和二氧化硫、氮氧化物等酸性气体。烟气通过设备下部或上部进入脱硫塔，向上或向下与脱硫塔内布置的喷头喷淋的脱硫剂逆向或者同向接触。少量烟尘及酸性气体与含有脱硫剂的循环水第一次接触反应后，烟气与脱硫剂的混合物继续往下或者向上，在旋流板上进行第二次接触，一次接触过程中没有被脱硫剂吸收的酸性气体完全反应吸收。两个过程相辅相成，互为补充，完成高效率的脱硫过程。整个脱硫过程包括：冲击、击溅、离心切削、水膜、乳化等工序，使烟气中的二氧化硫完全脱除，经过除尘、脱硫后的烟气含有大量水滴，通过脱硫塔上部的脱水器脱水后，处理后的合格烟气排入大气。
材料选择
序号 材料名称 材料主要成分 使用部分
1 玻璃鳞片树脂 玻璃鳞片
乙烯基酯树脂
酚醛树脂
环氧树脂 脱硫后净烟气、低温原烟气段、脱硫塔、脱硫浆液箱罐等内衬
2 花岗岩 二氧化硅 脱硫塔塔体、副塔、烟道、文丘里
沉淀池、浆液池、滤液池内衬
3 塑料 聚丙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚氯乙烯等 脱硫液管道、除雾器、泵叶轮、泵体内衬
4 玻璃钢 玻璃纤维
乙烯基酯树脂
酚醛树脂 脱硫塔喷淋层、管道、箱罐、脱硫塔出口烟道、脱硫塔塔体
5 陶瓷 碳化硅、氮化硅 脱硫喷嘴、冷却降温喷嘴
6 橡胶 氯化丁基橡胶
氯丁橡胶
丁苯橡胶 脱硫塔、管道、箱罐、水力旋流器等的内衬、真空皮带机、输送皮带
2、脱硫工艺系统
常用脱硫工艺的比较
序号 脱硫效率 脱硫方法 液气比(l/m3) 钙（镁）硫比 循环液pH值
1 >90% 石灰法 >5 <1.10 5.0～7.0
2 氧化镁 >2 <1.05 5.0～7.0
3 石灰石法 >10 <1.05 5.0～6.0
4 双碱法 >2 <1.10 5.0～8.0
脱硫装置一般由脱硫剂制备与输送系统、吸收系统、脱硫渣处理系统、烟气系统、自控和在线监测系统等组成。
工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫参考工艺及工艺流程图如下：
(1) 石灰石(石灰)—石膏法
a．工艺简介
石灰石(石灰)—石膏湿法脱硫工艺采用石灰石或石灰作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收剂浆。也可以将石灰石直接湿磨成石灰石浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收剂浆。在吸收塔内，吸收剂浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收剂浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。
该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95%以上。
石灰石 — 石膏湿法脱硫工艺脱硫过程的主要化学反应为：
在脱硫吸收塔内烟气中SO2首先被浆液中的水吸收与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3，CaSO3被鼓入氧化空气中的O2氧化最终生成石膏晶体CaSO4•2H2O。其主要化学反应式为：
吸收过程：SO2+H2O—→H2SO3—→HSO3-+H+
CaCO3+2H+—→Ca2++CO2+H2O
氧化过程：HSO3-+1/2O2—→SO42-+H+
Ca2++SO42-+2H2O—→CaSO4•2H2O
b．工艺特点及适用范围
※ 石灰（石灰石）-石膏法脱硫工艺为湿式脱硫工艺。工艺流程简单、技术先进又可靠，是目前国内外烟气脱硫应用最广泛的脱硫工艺。
※ 本工艺处理烟气范围广，从200MW～600MW机组的烟气均能有效处理。
※ 吸收氧化池与底池分开。上部氧化在低pH值条件下进行，创造了最佳氧化条件。使SO32-的氧化反应速度加快、氧化更彻底。同时新加入的脱硫浆液不再与吸收完的洗涤液混合，使石膏中的石灰（石灰石）含量降低，提高石膏品位。抽吸部分氧化池的浆液冲洗底池，使底池不产生堵塞和硫酸钙的沉降，而且使底池局部HSO3-的浓度增加，防止结垢。底池洗涤液pH值的升高，更利于提高脱硫效率。
※ 吸收塔下部设有角钢筛孔板装置，使进入吸收塔内的烟气分布均匀，强化了烟气与洗涤液的湍流程度，提高了脱硫效率。
※ 根据烟气流，喷淋装置可以设计成雾化喷淋或液柱喷淋方式。本工艺流程吸收塔内布置的雾化喷淋雾化喷嘴、液柱喷嘴、水幕喷嘴，均为不易堵塞结构。
※ 脱硫液制备搅拌罐中加入了酸化剂（乙二酸或甲酸），强化了石灰（石灰石）在水溶液中的溶解度，提高脱硫剂的利用率。乙二酸具有较强的缓冲能力，抑制液膜表面pH值的下降、保持pH值稳定，从而有效地保证SO2的溶解速度。乙二酸与石灰石反应生成易溶解的乙二酸钙。洗涤液中乙二酸钙的存在增加了其与SO2的反应能力，降低了吸收SO2所必须的液气比和钙硫比。因乙二酸钙在氧化池中与SO32-反应生成CaSO3，然后氧化成CaSO4，乙二酸得以再生循环使用，耗量较少。一台30MW机组添加乙二酸浓度为5～15mg/l时，每天消耗乙二酸约为1t/天。降低石灰石耗量17%，降低石膏中石灰石含量3%，降低循环泵能耗7%，提高脱硫效率10%。
※ 本工艺经济技术指标先进。采用石灰石作脱硫剂时液气比为10～12L/m3，采用石灰作脱硫剂时液气比为1～1.5L/m3。脱硫系统能耗较低。
※ 塔底池脱硫液投加装置多点均布悬浮喷口，大直径吸收塔底池不会产生沉淀现象。
(2) 双碱法
a. 工艺简介及基本原理
双碱法烟气脱硫技术是为了克服石灰石—石灰法容易结垢的缺点而发展起来的。双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。
工艺主要包括5个部分：吸收剂制备与补充；吸收剂浆液喷淋；塔内雾滴与烟气接触混合；再生池浆液还原钠基碱；石膏脱水处理。
双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H+和HSO3-；
SO2(g)= = = SO2(aq) (1)
SO2(aq)+H2O(l) = = =H++HSO3- = = = 2H++SO32- (2)
式（1）为慢反应，是速度控制过程之一。
然后H+与溶液中的OH-中和反应，生成盐和水，促进SO2不断被吸收溶解。具体 反应方程式如下：
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3
脱硫后的反应产物进入再生池内用另一种碱，一般是Ca(OH)2进行再生，再生反应过程如下：
Ca(OH)2 + Na2SO3 → 2 NaOH + CaSO3
Ca(OH)2 + 2NaHSO3 → Na2SO3 + CaSO3•1/2H2O +1/2H2O
存在氧气的条件下，还会发生以下反应：
Ca(OH)2 + Na2SO3 + 1/2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + CaSO4•H2O
脱下的硫以亚硫酸钙、硫酸钙的形式析出，然后将其用泵打入石膏脱水处理系统或直接堆放、抛弃。再生的NaOH可以循环使用。
b. 工艺特点
与石灰石或石灰湿法脱硫工艺相比，双碱法原则上有以下优点：
※ 用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养；
※ 吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的可靠性，降低了操作费用；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率；
※ 钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上；
※ 对脱硫除尘一体化技术而言，可提高石灰的利用率。
缺点是：Na2SO3氧化副反应产物Na2SO4较难再生，需不断的补充NaOH或Na2CO3而增加碱的消耗量。另外，Na2SO4的存在也将降低石膏的质量。
双碱法脱硫技术是国内外运用的成熟技术，是一种特别适合中小型锅炉烟气脱硫技术，具有广泛的市场前景。
(3) 氧化镁湿法脱硫工艺
a．工作原理
氧化镁湿法脱硫工艺（简称：镁法脱硫）与石灰-石膏法脱硫工艺类似，它是以氧化镁（MgO）为原料，经熟化生成氢氧化镁（Mg(OH)2）作为脱硫剂的一种先进、高效、经济的脱硫系统。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化镁进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为亚硫酸镁和硫酸镁混合物。如采用强制氧化工艺，最终反应产物为硫酸镁溶液，经脱水干燥后形成硫酸镁晶体。
b．反应过程
熟化
MgO+H2O —>Mg(OH)2
吸收
SO2 + H2O—> H2SO3
SO3 + H2O—> H2SO4
中和
Mg(OH)2+ H2SO3 —> MgSO3+2H2O
Mg(OH)2+ H2SO4 —> MgSO4+2H2O
Mg(OH)2+2HCl—> MgCl2+2H2O
Mg(OH)2+2HF —>MgF2+2H2O
氧化
2 MgSO3+O2—>2MgSO4
结晶
MgSO3+ 3H2O—> MgSO3•3H2O
MgSO4+ 7H2O —>MgSO4 •7H2O
c．工艺特点
※ 反应性好，脱硫效率高
※ 运行可靠性高
※ 造价低
※ 运行费用低
※ 副产品回收的经济效益高
友情提示：氧化镁在我国储量丰富，主要集中在辽宁、山东等地，采用该工艺时应考虑脱硫剂的运输成本，对于产地周围和沿海地区的脱硫项目，该脱硫工艺较其它脱硫工艺具有很大的优势。
各种脱硫工艺比较
脱硫效率 脱硫成本 二次污染 备 注
石灰石/石灰法 较高 中等 无 可制石膏，易结垢
氧化镁法 高 较高 直接排放有污染 回收成本较高
钠钙双碱法 较高 低 无 钠碱循环吸收
(4) COS湿法脱硫系统
a．适用范围
适用于化工、陶瓷、冶金、机械等多种行业的燃料气以及城市煤气的净化、脱硫（去除H2S）
b．工艺流程描述
含有硫化氢的煤气从脱硫塔下部进入，在填料层内与塔顶喷淋下的脱硫贫液发生反应，将硫化氢吸收脱除，净化后的气体从脱硫塔顶排出，然后在捕滴器内脱除多余水份后送入车间使用。从塔顶淋下的溶液吸收硫化氢后流入富液槽，进行析硫，然后经再生泵送至喷射再生槽与空气反应，溶液被氧化，再生后经液位调节器流入贫液槽，再经脱硫泵打入脱硫塔，连续脱硫。同时喷射再生槽内产生的硫泡沫溢流到泡沫池过滤，滤出硫膏。
c．特点
煤气净度可根据实际需要随时任意调节，可以平稳控制煤气中H2S的含量。
※ ＣＯＳ湿法脱硫是经过进一步改进活性组份和优化生产工艺而开发的新一代脱硫催化剂。与还原型催化剂相比主要有生产操作简便、脱硫效率高、硫容高、选择性好、再生溶液清亮、不堵塔、硫磺易分离、消耗低、费用低等优点，是各类含硫化氢气体脱硫首选的高效催化剂。
※ 与其它湿法脱硫系统相比，我公司设计的湿法脱硫系统，具有操作稳定，运行安全，脱硫效率高，原料消耗低等优点，脱硫效率可达到99%以上。
>除雾器
烟气通过除雾器的弯曲通道，在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来：
脱硫后的烟气以一定的速度流经除雾器，烟气被快速、连续改变运动方向，因离心力和惯性的作用，烟气内的雾滴撞击到除雾器叶片上被捕集下来，雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至浆液池内，实现了气液分离，使得流经除雾器的烟气达到除雾要求后排出。
除雾器的除雾效率随气流速度的增加而增加，这是由于流速高，作用于雾滴上的惯性力大，有利于气液的分离。但是，流速的增加将造成系统阻力增加，也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度，流速过高会造成二次带水，从而降低除雾效率。通常将通过除雾器断面的最高且又不致二次带水时的烟气流速定义为临界流速，该速度与除雾器结构、系统带水负荷、气流方向、除雾器布置方式等因素有关。设计流速一般选定在3.5—5.5m/s。
除雾器
除雾器是脱硫系统中的关键设备 ,其性能直接影响到湿法洗涤烟气脱硫系统能否连续可靠运行。除雾器故障不仅会造成脱硫系统的停运 ,甚至可能导致整个机组(系统) 停机。因此 ,科学合理地设计、使用除雾器对保证湿法洗涤烟气脱硫系统的正常运行有着非常重要的意义。
除雾器的基本工作原理：
当带有液滴的烟气进入除雾器通道时 ,由于流线的偏折 ,在惯性力的作用下实现气液分离 ,部分液滴撞击在除雾器叶片上被捕集下来。
除雾器的捕集效率随气流速度的增加而增加 ,这是由于流速高 ,作用于液滴上的惯性力大 ,有利于气液的分离。但是 ,流速的增加将造成系统阻力增加 ,使得能耗增加。同时流速的增加有一定的限度 ,流速过高会造成二次带水 ,从而降低除雾效率。通常将通过除雾器断面的最高且又不致二次带水时的烟气流速定义为临界气流速度 ,该速度与除雾器结构、系统带水负荷、气流方向、除雾器布置方式等因素有关。
