摘要介紹了噴霧干燥半干法(SDA法)脫硫技術的基本原理及其在玻璃廠中的利用方案。詳細分析了SDA法的技術特點，關鍵制約因素和潛在問題。

0引言

平板玻璃行業是我國重點工業污染物控制行業之一，目前，大多數平板玻璃工業窯爐采用重油甚至石油焦等燃料，大氣污染物排放問題較為嚴重。初步估計，目前行業年顆粒物排放總量超過1.5萬t ，3 0 2約18萬t。而我國玻璃行業經過粗狂式發展，建廠時基本上都沒有設置煙氣處理設施。近年，迫于日益嚴峻的環保要求，各玻璃生產線紛紛建設煙氣除塵、脫硝和脫硫設施。玻璃行業煙氣處理系統均來自于燃煤電廠或水泥廠等技術經驗，脫硝和除塵技術選擇較為穩定單一，而脫硫系統則面臨多種選擇。半干法脫硫技術是一大類成熟且有發展前景的煙氣脫硫系統。

半干法煙氣脫硫(SDA法)是燃燒后脫硫技術的一種，是相對于濕法脫硫和干法脫硫來講較為成熟的脫硫方法。應用較為廣泛的主要可分為噴霧干燥法和煙氣循環流化床法兩大類，以噴霧干燥法最為常見。

SDA法是利用CaO加水制成的Ca ( O H ) 2懸浮液或直接購買成品Ca ( O H ) 2粉與煙氣接觸反應，去除煙氣中的呂02等氣態污染物的方法。SDA法具有技術成熟、系統可靠、工藝流程簡單、耗水量少、占地面積小、一次性投資費用低、脫硫產物呈干態、無廢水排放、一般脫硫率可超過8 5 %等優點。但同時，SDA法也存在原料成本較高、并且對其品質有較高要求、下游需額外設置高效除塵器、脫硫廢物較難再利用等問題。

1 噴霧干燥半干法工藝系統

噴霧干燥半干法工藝主要流程為：將吸收劑Ca ( O H ) 2預先在楽液制備系統制備成楽液送入吸收塔，經噴霧為霧粒與煙氣中的SO2發生化學反應;同時，煙氣將熱量傳遞給吸收劑，使之不斷蒸發、干燥，在吸收塔內脫硫反應后形成固態反應物(粉塵態)，一部分在塔下口排出，另一部分隨煙氣進入后續除塵器被捕集，其中一部分顆粒再循環被送往漿液制備系統，其余部分則作為灰渣除去。煙氣經增壓風機后由煙?排至大氣。典型的噴霧干燥法脫硫工藝流程圖見圖1。

噴霧干燥法脫硫的主要化學反應式為：

SO2 +H2O = H2SO3

C a ( O H ) 2 + H2SO3 = CaSO3 + 2 H2O

2 CaSO3 +O2 = 2 CaSO4

最后形成的固態產物是亞硫酸鈣、硫酸鈣、飛灰和未經反應的氧化鈣。

2 噴霧干燥半干法工藝關鍵設備

噴霧干燥法工藝系統主要包括以下三大關鍵設備：吸收劑漿液制備裝置，SO2吸收系統，副產物收集和再循環系統。

2 . 1 吸收劑漿液制備裝置

來自石灰貯倉的粉狀石灰由輸送機送入熟化槽消化，并制成高濃度漿液，然后送往漿液供給槽稀釋至2 0 %左右濃度的石灰乳，經過過濾后由漿液泵送到高位漿液倉儲存待用。

2.2 SO2吸收系統

SO2吸收系統是整個工藝的核心，主要部件為霧化器。吸收劑漿液經霧化器霧化， 一經與煙氣接觸，就發生強烈的反應，將大部分水分蒸發掉，形成含水量較少的固體產物。同時，煙氣溫度迅速降低。目前國內常用的霧化器有兩種，即氣流型霧化器和旋轉離心霧化器，其主要構造分別見圖2和圖3。

氣流式霧化器靠壓縮空氣或蒸汽提供霧化能量，旋轉離心式由電動機驅動。

2 . 3 副產物收集和再循環系統

在吸收塔和下游除塵器收集的灰中，尚殘存有相當數量的吸收劑，因此可回收一部分灰渣再循環，進一步提高吸收劑的利用率。同時還可改善傳質傳熱條件，有利于霧化干燥，減少吸收塔內壁結垢現象發生。多余的灰渣進入渣場或綜合利用。

3 影響S〇2脫除的主要因素

S〇2的吸收是一個復雜的物理化學反應過程，影響噴霧干燥過程的因素都會同時影響SO2的吸收效果。

( 1 ) 霧滴粒徑

霧滴粒徑對SO2的吸收有關鍵影響，不能太小也不能過大，因此，存在一個合理的霧化程度和粒徑，以保證在獲得滿意的脫硫反應之前液滴不至于過早干涸。研究表明，石灰漿液粒徑一般控制在5 0 ?100 可獲得理想的反應效率。

( 2 ) 接觸時間

煙氣和脫硫劑接觸時間對脫硫效果有很大影響，充分接觸有利于脫硫，但片面追求接觸時間于投資成本不利。煙氣在塔內的停留時間主要取決于石灰漿液滴的蒸發干燥時間，一般為1 0?12s。

( 3 ) 鈣硫比

為保證充分反應，鈣硫比一般都大于1，鈣硫比越大，脫硫率越高，但同時也說明脫硫劑利用率不高。對于半干法而言，多數確定的鈣硫比范圍為1.2?2.0。

( 4 ) 吸收劑性能

吸收劑的種類和品質對脫硫過程有較大影響，一般選擇生石灰或氫氧化鈣作為脫硫劑。其中，若從費用考慮生石灰較便宜，但反應活性則與之相反。此外，石灰產地、研磨細度和消化特性越好，則鈣硫比越高，脫硫率越高。

( 5 ) 吸收塔進、出口煙氣溫度

吸收塔入口煙氣溫度提局，將問時提局脫硫率，但溫度過高將使水分過早蒸發，會降低反應速率。一般入口溫度控制在120?160°C。

出口煙氣溫度是衡量吸收塔內煙氣工況和脫硫率的重要運行參數之一，一般控制出口煙氣溫度與煙氣絕熱飽和溫度之差(即近絕熱飽和溫度差，AAST) 為10?20 °C ，進而出口煙氣溫度一般控制在60?80°C。

( 6 ) 二次反應

在吸收塔下游的除塵器中，煙氣中殘留的C a ( 0 H ) 2可繼續與煙氣中的污染物在袋除濾布或電除陽極板等處的過濾層上發生反應，此過程可提高整體脫硫率10%?20% 。

( 7 ) 副產物再循環

在脫硫反應產物中還有未反應的C a (OH) 2，為5 % ?3 0 % ，為提高利用率，可將副產物再次送回漿液系統重新噴入吸收塔。相當于提高了鈣硫比，可大大提高脫硫率。經驗表明，一般可將再循環倍率控制在3左右，最大控制可在5以下，可將系統整體脫硫效率提高1 0%?1 5 %。

4 半干法煙氣脫硫技術的潛在問題

( 1 ) 末端飛灰處理

在玻璃廠窯爐煙氣，尤其是余熱鍋爐后煙氣處理項目中，為了同時保證脫硝效率，需要在脫硝系統前設置除塵器以減少脫硝系統損耗、堵塞及催化劑“中毒”等現象。但余熱鍋爐爐后設置半干法脫硫時，又不得不增加了煙氣中的含塵量，所以需要在末端再設置一個高效除塵器。在日益嚴格的環保政策和要求下，尤其在當地環保執行超低排放要求時，末端煙氣需要嚴格控制排放口含塵濃度，這將增加一次性初投資和除塵器運行消耗成本。

( 2 ) 運行成本

雖然半干法脫硫耗水率較濕法很低，但由于需要較高的鈣硫比和較高的品質，增加了吸收劑和采購運行成本。同時，由于多設一個末端高效除塵器，將增加煙氣阻力1 500~2 0 0 0 Pa，一般需要多設一臺增壓風機，增加了運行電耗。

( 3 ) 廢棄物處理

與濕法脫硫可以制成石膏副產品不同，半干法脫硫終產物主要為玻璃窯爐飛灰、石灰粉和反應產生的鈣基化合物以及未反應的吸收劑等。半干法脫硫灰燒失量大，品質低于國家三級灰標準，不利于綜合利用;SO3含量大，限制了使用途徑;灰活性低，含有大量硫化物，不利于再利用。

綜合以上特點，半干法脫硫灰再利用途徑有：拋棄法，用作路基、防滲層，硫酸、水泥廠配料，裝飾產品無機填料等。但半干法脫硫灰綜合利用在現實中不盡理想，需要進一步減少工業固體廢棄物的二次污染。

( 4 ) 損耗

噴霧干燥半干法核心部件霧化器材質要求較高， 一般采用不銹鋼材質，變速裝置結構復雜，一般為純進口部件。它運行時往往高速運轉，一般為7 5 0 0 ~ 2 5 0 0 0 r/min。由于煙氣飛灰有再循環，而飛灰比石灰漿液磨損更厲害，于是霧化器易磨損、受腐蝕，需要經常維修更換。所以，有的系統需要在吸收塔前再多設一個預除塵器來減少飛灰對下游設備的磨損。霧化器的品質及運行管理中調控優化好壞，將直接決定整個脫硫系統的工作穩定性和在線率。

5 結語

噴霧半干法脫硫工藝最早由丹麥70年代開發，80年代國內開始試運行，經過近20年不斷發展和改進，已逐漸成為最為成熟和廣泛運用的半干法脫硫技術。

由于其工藝系統簡單成熟、運行穩定可靠、脫硫效率較高且占地不大，尤其適合現有窯爐設備改造。實際項目中需做到合理設計、科學管理、積極開發運用自動監控和重視廢棄物資源化，進一步加強末端收塵技術的開發運用。