脫硫塔是對工業(yè)三廢開展脫硫處理的塔式機械設備。一般而言，脫硫大型脫硫設備可稱作脫硫塔，用以燃煤鍋爐和窯爐脫硫的小型除塵裝置多稱作脫硫除塵設備。

  為了能加強吸附操作過程，提升脫硫效率，減少設備的投資和運轉(zhuǎn)花費，脫硫塔和脫硫除塵設備應滿足下面的基本標準：

  （1）氣液間有比較大的觸碰面積和一定的觸碰的時間。

  （2）氣液間振蕩很強，吸附的阻力小，對SO2的吸附工作效率高。

  （3）操作比較穩(wěn)定，要有合適的操作延展性。

  （4）氣流可以通過時的壓力降要小。

  （5）結構比較簡單，制造及維修保養(yǎng)方便，工程預算便宜，使用期限長。

  （6）不結垢，不阻塞，抗磨損，抗腐蝕。

  （7）能源消耗低，不產(chǎn)生二次環(huán)境污染。

  脫硫塔原理

  工作原理

  煙氣經(jīng)除塵后，通過脫硫塔入口區(qū)從漿液池上部進入塔體，在脫硫塔內(nèi)，熱煙氣逆流向上與自上而下的漿液（循環(huán)噴射）接觸發(fā)生化學吸收反應，并被冷凝。添加的石灰石漿液由石灰石漿泵輸送至脫硫塔，與脫硫塔內(nèi)的漿液混合，混合漿液經(jīng)循環(huán)泵向上輸送由多層噴嘴噴出。漿液從煙氣中吸收硫的氧化物（SOx）以及其它酸性物質(zhì)，在液相中硫的氧化物（SOx）與碳酸鈣反應，形成亞硫酸鈣。脫硫塔自上而下可分為吸收區(qū)和氧化結晶區(qū)兩部分：上部吸收區(qū)PH值較高，有利于SO2等酸性物質(zhì)的吸收；下部氧化區(qū)域在低PH值下運行，有利于石灰石的溶解及副產(chǎn)品的生成。從脫硫塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10，生成石膏產(chǎn)品。脫硫后的煙氣依次經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器或加熱器升溫后，由煙囪排入大氣。由于在脫硫塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高。

  工藝原理

  煙氣進入噴淋脫硫塔筒體，在噴淋脫硫塔內(nèi)部上升階（流速在1.5-2m/s）與吸收劑漿液噴霧形成較液接觸界面，煙氣與液體霧粒逆流充份接觸，在霧粒降落過程中吸收SO2 并捕捉塵粒，濕潤的塵粒向下流入脫硫塔底部，從溢流孔排出進入沉淀池。在筒體內(nèi)上升的凈化后的氣體經(jīng)過氣水分離器除霧脫水，完成整個除塵脫硫程序，之后通過筒體上部錐體部分引出。廢液通過筒體底部溢流孔排入沉淀池，（溢流孔有水封防止漏氣，并設有清理孔便于進行筒體底部清理）經(jīng)沉淀（除灰）并加堿（再生）后循使用。同時，為了方便脫硫系統(tǒng)的檢修和應付緊急情況，有條件情況下可并建一旁路煙道。

  脫硫技術

  煙氣脫硫根據(jù)吸收劑和脫硫產(chǎn)物在脫硫中的狀態(tài)，可以分為：濕法煙氣脫硫技術、干法煙氣脫硫技術、半干法煙氣脫硫技術 。

  （1）干法脫硫

  典型的干法脫硫系統(tǒng)是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。以石灰石為例，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應生成硫酸鈣，達到脫硫的目的。

  干法煙氣脫硫技術在鋼鐵行業(yè)中已經(jīng)有應用于于大型轉(zhuǎn)爐和高爐的例子，對于中小型高爐該方法則不太適用。干法脫硫技術的優(yōu)點是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴散，不會產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小;其缺點是脫硫效率較低，設備龐大、投資大、占地面積大，操作技術要求高。

  常用的干法煙氣脫硫技術有：

  ①活性碳吸附法

  典型的干法脫硫系統(tǒng)是將脫硫劑(如石灰石、白云石或消石灰)直接噴入爐內(nèi)。以石灰石為例，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒后形成多孔的氧化鈣顆粒，它和煙氣中的SO2反應生成硫酸鈣，達到脫硫的目的。

  干法煙氣脫硫技術在鋼鐵行業(yè)中已經(jīng)有應用于于大型轉(zhuǎn)爐和高爐的例子，對于中小型高爐該方法則不太適用。干法脫硫技術的優(yōu)點是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴散，不會產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小;其缺點是脫硫效率較低，設備龐大、投資大、占地面積大，操作技術要求高。

  ②電子束輻射法

  原理：用高能電子束照射煙氣，生成大量的活性物質(zhì)，將煙氣中的SO2和氮氧化物氧化為SO3和二氧化氮(NO2)，進一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3)，并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收劑吸收。

  ③荷電干式吸收劑噴射法

  原理：吸收劑以高速流過噴射單元產(chǎn)生的高壓靜電電暈充電區(qū)，使吸收劑帶有靜電荷，當吸收劑被噴射到煙氣流中，吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表面充分暴露，使脫硫效率大幅度提高。此方法為干法處理，無設備污染及結垢現(xiàn)象，不產(chǎn)生廢水廢渣，副產(chǎn)品還可以作為肥料使用，無二次污染物產(chǎn)生，脫硫率大于90%，而且設備簡單，適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產(chǎn)生高能電子;對于一般的大型企業(yè)來說，需大功率的電子槍，對人體有害，故還需要防輻射屏蔽，所以運行和維護要求高。

  ④金屬氧化物脫硫法

  原理：根據(jù)SO2是一種比較活潑的氣體的特性，氧化錳(MnO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe3O4)、氧化銅(CuO)等氧化物對SO2具有較強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化物對SO2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO2發(fā)生化學反應，生成金屬鹽。然后對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法，雖然沒有污水、廢酸，不造成污染，但是此方法也沒有得到推廣，主要是因為脫硫效率比較低，設備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術的關鍵是開發(fā)新的吸附劑。

  （2）濕法脫硫

  濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。

  ①石灰石/石灰-石膏法

  原理：是利用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸鈣，經(jīng)分離的亞硫酸鈣(CaSO3)可以拋棄，也可以氧化為硫酸鈣(CaSO4)，以石膏形式回收。是目前世界上技術成熟、運行狀況穩(wěn)定的脫硫工藝，脫硫效率達到90%以上。

  目前傳統(tǒng)的石灰石/石灰—石膏法煙氣脫硫工藝在現(xiàn)在的中國市場應用是比較廣泛的，其采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣，由于其溶解度較小，極易在脫硫塔內(nèi)及管道內(nèi)形成結垢、堵塞現(xiàn)象。對比石灰石法脫硫技術，雙堿法煙氣脫硫技術則克服了石灰石—石灰法容易結垢的缺點。

  ②間接石灰石-石膏法

  常見的間接石灰石-石膏法有：鈉堿雙堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理：鈉堿、堿性氧化鋁(Al2O3·nH2O)或稀硫酸(H2SO4)吸收SO2，生成的吸收液與石灰石反應而得以再生，并生成石膏。該法操作簡單，二次污染少，無結垢和堵塞問題，脫硫效率高，但是生成的石膏產(chǎn)品質(zhì)量較差。

  ③檸檬吸收法

  原理：檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液具有較好的緩沖性能，當SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時，煙氣中的SO2與水中H發(fā)生反應生成H2SO3

  絡合物,SO2吸收率在99%以上。這種方法僅適于低濃度SO2煙氣，而不適于高濃度SO2氣體吸收，應用范圍比較窄。另外，還有海水脫硫法、磷銨復肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術。

  該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應器進行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡單，需場地較小，適合于在我國開發(fā)應用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發(fā)邊反應，反應產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。

  （3）半干法脫硫

  半干法煙氣脫硫技術包括：

  ①噴霧干燥法脫硫

  噴霧干燥脫硫方法是利用機械或氣流的力量將吸收劑分散成極細小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積，在氣液兩相之間發(fā)生的一種熱量交換、質(zhì)量傳遞和化學反應的脫硫方法。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數(shù)裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下，此種方法的脫硫率65%～85%。其優(yōu)點：脫硫是在氣、液、固三相狀態(tài)下進行，工藝設備簡單，生成物為干態(tài)的CaSO 、CaSO ，易處理，沒有嚴重的設備腐蝕和堵塞情況，耗水也比較少。缺點：自動化要求比較高，吸收劑的用量難以控制，吸收效率不是很高。所以，選擇開發(fā)合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。

  ②半干半濕法脫硫

  半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法，其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數(shù)也介于兩者之間，該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。這種技術的特點是：投資少、運行費用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術，但仍可達到70%tn，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠。工業(yè)中常用的半干半濕法脫硫系統(tǒng)與濕法脫硫系統(tǒng)相比，省去了制漿系統(tǒng)，將濕法脫硫系統(tǒng)中的噴入Ca(OH)：水溶液改為噴入CaO或Ca(OH)：粉末和水霧。與干法脫硫系統(tǒng)相比，克服了爐內(nèi)噴鈣法SO2和CaO反應效率低、反應時間長的缺點，提高了脫硫劑的利用率，且工藝簡單，有很好的發(fā)展前景。

  ③粉末一顆粒噴動床脫硫

  技術原理：含SO2的煙氣經(jīng)過預熱器進入粉粒噴動床，脫硫劑制成粉末狀預先與水混合，以漿料形式從噴動床的頂部連續(xù)噴入床內(nèi)，與噴動粒子充分混合，借助于和熱煙氣的接觸，脫硫與干燥同時進行。脫硫反應后的產(chǎn)物以干態(tài)粉末形式從分離器中吹出。這種脫硫技術應用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，而且對環(huán)境的影響很小。但進氣溫度、床內(nèi)相對濕度、反應溫度之間有嚴格的要求，在漿料的含濕量和反應溫度控制不當時，會有脫硫劑粘壁現(xiàn)象發(fā)生。

  ④煙道噴射脫硫

  該方法利用鍋爐與除塵器之間的煙道作為反應器進行脫硫，不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡單，需場地較小，適合于在我國開發(fā)應用。半干法煙道噴射煙氣脫硫即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發(fā)邊反應，反應產(chǎn)物以干態(tài)粉末出煙道。

  每種脫硫方式都有各自的優(yōu)缺點，相比干法煙氣脫硫技術難以避免的脫硫效率不足，設備巨大以及反應速率相對慢等問題，濕法煙氣脫硫技術的脫硫率有大幅度提高，并且裝置更為精簡，反應速率也更快。與此同時，濕法煙氣脫硫也面臨著各種問題，如腐蝕情況嚴苛，運營維護的成本較高，容易產(chǎn)生再次的污染等等。但總的來說，由于濕法煙氣脫硫工藝成熟，對于煤炭質(zhì)量的適用范圍更寬，因負荷波動產(chǎn)生的影響較小，濕法煙氣脫硫已經(jīng)成為國內(nèi)外主流的技術工藝。