干法脱硫系统的技术原理与工程应用

干法脱硫系统的技术原理与工程应用

一、前言

在烟气脱硫技术中，干法脱硫系统因其结构紧凑、占地小、运行维护简单、无废水排放等优点，越来越受到中小型锅炉、水泥厂、冶炼厂及垃圾焚烧项目的青睐。相比湿法脱硫，它不需要大量的浆液和循环水系统，在节能、环保及维护方面具有明显优势。

二、干法脱硫的基本原理

干法脱硫的核心思想是：

通过向高温烟气中喷入固态吸收剂（如石灰粉Ca(OH)?、碳酸钙CaCO?或活性焦等），利用气固接触反应将烟气中的二氧化硫（SO?）吸收并转化为固体硫酸盐或亚硫酸盐，从而达到脱硫目的。

常见反应如下：

 

反应后的副产物为硫酸钙（CaSO?），可回收再利用或集中收集处理。

三、干法脱硫系统的主要设备组成

一个典型的干法脱硫系统主要由以下部分构成：

1.吸收剂制备与输送系统

将石灰粉、消石灰或碳酸钙粉末经螺旋输送机或气力输送装置送入喷射管道。吸收剂的粒径通常控制在 ≤20 μm，以保证较大的比表面积。

2. 喷射反应装置

吸收剂通过喷射装置均匀喷入烟道，与含SO?的高温烟气充分混合。此处反应时间通常控制在 1.5～3秒。

3. 反应器

常见形式有旋风反应塔或循环流化床反应器。其内部气固接触充分，反应效率可达80%～90%。

4. 除尘系统

脱硫后的烟气中含有部分反应产物粉尘，通过布袋除尘器或电除尘器进行收集。收集下来的灰渣可部分回收循环使用。

5. 引风与控制系统

通过变频风机、流量控制阀、温度与SO?浓度传感器，实现系统自动化调节，确保脱硫效果稳定。

四、干法脱硫的反应条件与影响因素

干法脱硫的效率受多种因素影响，关键参数如下：

1.烟气温度

反应最佳温度为 250～400℃。温度过高会导致吸收剂烧结失活，过低则反应速度下降。

2.吸收剂配比
吸收剂与SO?的摩尔比一般控制在：

   3.停留时间（接触时间）
烟气在反应器内的停留时间应≥1.5秒，以保证充分反应。

4.气固混合均匀性

喷嘴布置与流场设计需合理，确保吸收剂与烟气充分混合，减少局部短路。

5.吸收剂活性与比表面积

颗粒越细、活性越高，反应越充分。常用吸收剂活性比表面积在 15～25 m?/g。

五、干法脱硫系统脱硫效率的计算

干法脱硫系统的脱硫效率计算与湿法类似，公式为：

 

六、干法脱硫的技术优势

? 1. 系统简洁，占地小
无需浆液池、循环泵和除雾器，整体结构紧凑。

? 2. 无废水排放
所有反应产物为干态粉末，不会产生废水污染。

? 3. 适应性强
可广泛应用于中小锅炉、水泥窑、玻璃窑炉、垃圾焚烧等多种工况。

? 4. 运行维护简单
设备少、易检修，运行自动化程度高。

? 5. 投资与运行成本低
投资成本为湿法系统的60%左右，运行能耗较低。

---

七、干法脱硫的不足与改进方向

尽管干法脱硫有诸多优点，但仍存在一些技术局限：

1. 脱硫效率略低（一般为70～90%，难达95%以上）；

2. 吸收剂利用率低（通常30～50%，浪费较多）；

3. 产尘量较大，需配置高效除尘系统；

4. 不适用于超大烟气量场合，如大型燃煤电厂。

目前改进方向主要包括：

· 提升吸收剂反应活性（改性石灰粉、纳米吸附剂）；

· 优化流化反应结构，提高气固接触效率；

· 增加再循环利用系统，减少吸收剂浪费。

八、工程实例

以某水泥厂为例：

· 烟气量：90,000 Nm?/h

· 工艺：旋风反应塔+布袋除尘一体化干法脱硫系统

· 吸收剂：Ca(OH)?粉体

· 设计脱硫效率：85%

· 实测脱硫效率：88%

· 系统运行温度：320℃

运行结果表明，该系统运行稳定，无废水、无明显结垢，维护周期长达6个月，年节省维护成本约30%。

九、结语

干法脱硫系统以其简单、高效、清洁、经济的特点，在中小型烟气治理工程中表现突出。随着吸收剂制备技术与反应器设计的不断创新，其脱硫效率正逐步接近湿法水平。未来，干法脱硫将与除尘、脱硝、脱氟等技术实现一体化协同发展，成为节能环保设备的重要方向。