脱硫剂评价
脱硫剂性能及其评价 (1)
1 脱硫剂概述 (1)
1.1 脱硫剂的分类与选择 (1)
1.2 几种常用的脱硫剂 (2)
1.2.1 钙基脱硫剂 (2)
1.2.2 钠基脱硫剂 (4)
1.2.3 氨基脱硫剂 (5)
1.2.4 镁基脱硫剂 (5)
1.2.5 工业废弃物做脱硫剂 (6)
2 脱硫剂性能及其综合评价 (7)
2.1 石灰石（CaCO3） (8)
2.1.1 石灰石反应活性的影响因素 (8)
1 化学成分的影响 (8)
2 晶粒大小的影响 (8)
3 石灰石孔隙结构特征的影响 (9)
2.1.2 石灰石反应特性测试方法概述 (9)
2.1.3 石灰石反应特性评价体系 (11)
2.2 石灰（CaO） (11)
2.2.1 生成活性石灰的机理 (12)
2.2.2 影响石灰活性的因素 (12)
2.3 消石灰(Ca(OH)2) (13)
2.3.1 反应速率研究 (13)
2.3.2 中低温度条件下Ca(OH)2脱硫性能 (14)
2.3.3 复合吸收剂 (15)
2.4 综合评价体系的建立 (13)
脱硫剂及其性能评价
煤炭是我国的主要能源，燃煤量占一次能源的70%以上1。大气中的污染主要是燃煤引起的煤烟型烟雾污染，其中由SO2产生的大气污染，不仅对生态环境、工业及民用设施造成巨大破坏，而且对人类的健康也产生极大的危害。1997年我国二氧化硫排放量为2370万吨，居世界首位2。随着经济的发展，燃煤量还将不断增长，二氧化硫排放量也将不断增加，由此而引起的酸雨面积已占国土面积的30%，并在许多城市造成严重的大气污染，成为影响经济发展的重要环境因素。根据《中国环境状况公报》，1997年有52.3%的北方城市和37.5%的南方城市二氧化硫年均值超过国家二级标准3。（据统计，2002年全国废气中二氧化硫排放量1927万吨，其中工业二氧化硫排放量为1562万吨，占二氧化硫排放总量的81.1%。4）为了治理日益恶化的大气环境，控制SO2的排放势在必行，我国已进行了多种脱硫技术研究。燃煤脱硫根据应具体情况可分为三大类：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫方法有机械脱硫、化学脱硫、电磁脱硫、细菌脱硫、超声脱硫等，其中，仅机械脱硫法在实际中得到了应用，如跳汰机脱硫、浮选机脱硫、摇床脱硫、旋流器脱硫、螺旋选矿机脱硫等。燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫一般是在燃烧室中和尾部烟道中加入脱硫剂来实现的。总体来说，燃煤脱硫效果的影响因素大致可以分为3类：运行参数（反应温度，SO2气体浓度，流化速度，物料停留时间，Ca/S等）、设计参数（如炉膛高度，所用煤种等）和脱硫剂的性能。脱硫剂在SO2排放控制中起着举足轻重的作用，在脱硫工程中应根据具体情况如工艺的不同而选择不同的脱硫剂，从而保证脱硫运行的效果和经济性。
1 脱硫剂概述
1.1 脱硫剂的分类与选择5
脱硫剂按其来源大致可以分为天然产品（含碱性废气物）与化学制品两类，天然产品包括石灰石、天然磷矿石、电石渣（废料）、白泥等，化学制品包括石灰、消石灰、氧化镁、氢氧化纳、亚硫酸钠、硫酸钠、碱性硫酸铝、氨水等。
脱硫剂的选择直接决定于工艺流程，某一种流程可以用一种或两种脱硫剂，有些流程可以回收其脱硫剂的一部分，再予补充使用。脱硫剂与流程关系甚为密切，一般常以脱硫剂的名称作为工艺流程的名称，如石灰石湿法脱硫工艺、氧化镁法脱硫工艺等。脱硫剂的选择，一方面根据流程的需要，另一方面又取决于该脱硫剂实用的可能性。因此，在选择脱硫剂时，要弄清楚外部的条件（如市场供给能力、运输条件、产品制备费用、价格等）以及内部条件（如对设备的腐蚀情况、废渣量的大小和处理条件等）。
脱硫剂对流程还必须满足一些条件，如脱硫剂可大量吸收烟气中的SO2，而且还能用简单的方法回收或再生处理，此外尚需具备一些良好的化学特性，如可使用性、无毒、低黏度、无腐蚀、热稳定、损耗低等。
总之，脱硫剂的价格直接影响着工艺流程的投资及其运行费用。现阶段天然产品的价格较低，石灰石、石灰作为脱硫剂无论是在湿式或干式脱硫工艺系统中均
具有很大的竞争力。
脱硫剂对工业废弃物综合利用与回收使用影响也很大，采用电石治、碱性废水等作脱硫剂不仅改善了环境条件，也减少了废弃物处理所占的场地。
1.2 几种常用的脱硫剂
常用的几种的脱硫剂有：钙基脱硫剂、钠基脱硫剂、镁基脱硫剂、氨基脱硫剂等。
1.2.1 钙基脱硫剂
钙基脱硫剂在脱硫中应用最为普遍，常用的钙基因硫剂有石灰、消石灰、电石渣、石灰石和白云石等，也可取自富钙的工业废渣和原料。钙基脱硫剂来源广、原料易得，廉价且脱硫效率高，固硫产物在温度1100℃以下有较好的抗高温分解性能，因而在国内外烟气脱硫技术和燃烧过程的脱硫技术中得到了广泛使用。
石灰石在大自然中有丰富的储藏量，其主要成分是CaCO3。我国的石灰石储藏量大，矿石品位较高，CaCO3含量一般大于93％。石灰石用作脱硫脱硫剂时必须磨成粉末。石灰石无毒无害，在处置和使用过程中十分安全，为国内流化床燃烧中脱硫剂的首选6～7，在湿法脱硫中也占主要低位，是烟气脱硫的理想脱硫剂。但是，在选择石灰石作为脱硫剂时必须考虑石灰石的纯度和活性，即石灰石与SO2反应速度，取决于石灰石粉的粒度和颗粒比表面积8。
常用的石灰石类型见表6－169。
表6－1610
资源。烟气脱硫工艺所使用的石灰都是石灰石在窑中锻烧后生成的。石灰的优劣完全取决于燃烧过程的质量控制。控制不好，石灰中就会混有大量的过烧或欠烧杂质，既影响脱硫率增加投资和运行费用，又会造成固体废弃物的污染。同时在锻烧过程中，每生产1000千克石灰大约需要200千克的煤，产生约4千克的SO2气体，从而造成一定的空气污染。石灰有很强的吸湿性，遇水后分发生剧烈的水合反应，对人体皮肤、眼睛有强烈的烧内和刺激作用。石灰作为脱硫剂要比石灰石有更高的活性，其分子量比石灰石几乎小50％，因此单位质量的脱硫效果比石灰石高约一倍，是一种高效的脱硫剂。石灰主要用在石灰－石膏湿法脱硫、喷雾干燥半干法脱硫和烟气循环流化床等脱硫工艺中11。
消石灰（又称熟石灰）是石灰加水经过消化反应后的生成物，主要成分为Ca(OH)2在消化过程中石灰粉化，成品一般为粉末状，消石灰粉的颗粒非常细(约10μm)，作为脱硫剂使用无须经过磨粉工艺。Ca(OH)2分子量比CaO大，即单位质量中Ca的含量比CaO少。消石灰容易吸湿，与空气中CO2反应还原成活性低的CaCO3，因而在运输贮藏中应避免长期与空气接触，以免使其失去活性。消石灰一般用在炉内喷钙、烟气循环流化床脱硫工艺中。由于它在低温时有很高的与SO2
反应活性，也可作管道喷射工艺的脱硫剂。钙基脱硫剂在脱硫过程中的主要形式为CaCO3、CaO和Ca(OH)2，均由石灰石转化而来12。
不同的钙基脱硫剂的脱硫效果有所不同。在炉内喷钙脱硫中，相同的Ca／S 下，石灰石的脱硫效率最低，消石灰的脱硫效率较高。这是因为当CaO水化成Ca(OH)2时，其比表面积将增大，孔隙尺寸分布较好，而Ca(OH)2的热分解温度很低，当其分解成CaO时比表面积会变大，因而提高了脱硫效率。如将白云石水化，特别是加压水化，当快速减压出料时，水合物爆裂，形成高细度的微粒白云石消石灰（Ca(OH)2? Mg(OH)2），这不仅有利于直接喷粉，而且其脱硫效率亦最高。图4－2613所示为SO2浓度为2500ppm时，石灰石、消石灰和白云石消石灰与Ca／S 和脱硫效率的关系。上述三种脱硫剂反应性的不同，亦可从图4－2214看出，在最佳反应温度范围内，也是加压白云石消石灰的脱硫效率最高，石灰石的最低。但是，由于石灰石储量大、价格便宜，尽管其脱硫效率较低，仍得到普遍的采用15。
在湿法脱硫工艺中，一般是使用石灰石使用钙基脱硫剂的脱硫效率可达95％以上16。
在喷雾干燥工艺中，石灰石直接作为脱硫剂是不行的，因为它的活性很低，其脱硫率仅20%左右。最常用的脱硫剂仍为生石灰。石灰用量大概可按每脱除1kgSO2需1.25～l.75kg来计算，所形成的干态产物为2.5～3.5kg。干式系统废渣的含水重量小于0.2％，而湿式浆渣的含水重量高于50％。由此可知干式系统的运渣费比湿式要小得多17。
为了提高干法中钙基脱硫剂的脱硫效率，国内外进行了许多研究。美国Jozewicz等人对飞灰和石灰进行消化后发现，其产物的比表面积远大于Ca(OH)2，因而在气固反应中活性更高，脱硫效率也就更高。Hiroak等人用Ca(OH)2、CaSO4及飞灰混合消化，过滤干燥，其钙的利用率可达84％。高翔等研究了钙基脱硫剂脱硫反应特性，得出不同的添加剂可提高Ca(OH)2反应速率3.63～6.5倍。在试验添加剂中Fe2O3和ZnO对反应速率的促进作用最显著，添加剂量在0.1％～0.7％范围内对反应速率的影响相对较小。周荣迁等研究了利用电厂粉煤灰开发廉价的钙基高效脱硫剂，脱硫效率大于70％。黄雄刚等提出利用蜂窝结构的多孔性和阻力小的特点，制成具有较大表面积的蜂窝状钙基脱硫剂，脱硫率高达97％以上。庞亚军等研究得出结论，生石灰掺加粉煤灰吸收SO2的最佳反应温度为550～700℃18。
其他一些流程如湿式钙法是在石灰脱硫剂中加氯化钙而派生出来的一种流程，此流程也是大量使用石灰石。
1.2.2 钠基脱硫剂19
钠基化合物用于湿法洗涤工艺(Na2CO3)和炉内喷射及管道喷射(NaHCO3)工艺中作脱硫剂。湿法洗涤工艺主要在美国使用，尤其在较小的电厂和工业锅炉上。该工艺的优点是投资低，脱硫效果好，在Ca／S＝1.4～2.2时，脱硫率可达70％，
并且有10％～20％的脱氮率。在美国，使用碳酸钠作脱硫剂的双碱法已经得到广泛的应用。
在干式脱硫系统中，美国曾用苏打粉作为脱硫剂，与石灰相比其明显的特点是苏打粉易溶于水。高浓度的脱硫剂溶液能促进和加速SO2的脱除反应，与石灰相比能达到更高的脱除率，但是苏打粉比石灰贵得多，且钠基脱硫产物比钙基脱硫产物更易溶于水，因而使得干式脱硫产物易于处理的优势减弱，另外如果无悬浮固体物或仅有少量悬浮固体物，苏打液滴比钙基液滴更难干燥，因而干燥系统一般运行在近于绝热饱和温度下，这减弱弱了脱硫剂的利用，对降低投资是不利的。
丹麦尼露雾化器公司于1978年在弗格斯瀑布电厂的7MW机组的干法脱硫装置中，为商业利用碳酸钠作脱硫剂做了示范。自1982年以来使用以碳酸钠为脱硫剂的干法脱硫装置的机组已有350MW。
使用钠基脱硫剂的问题有：①脱硫剂来源困难；②脱硫产物中的钠盐易溶与水，造成灰场水体的污染；③在干法喷射工艺中，由于钠基脱硫剂使NO转换成NO3，致使排烟的颜色变黄，影响电厂形象。
1.2.3 氨基脱硫剂20
氨一般以氨水或氨液的形式作为脱硫剂用于电子束辐照脱硫工艺和氨洗涤工艺中。氨基脱硫剂的活性很好，因此用量相对其他脱硫剂要少。用氨基脱硫剂的脱硫工艺副产品是硫酸铵，可作为农用肥料使用。
氨作为脱硫剂时应注意：①氨的价格较高；②无需制备，但需要有专用的运输、贮存、计量和输送设备；③氨气的泄漏会造成恶臭、中毒等环境问题；④过量的氨喷入可能形成白色排烟。
氨是一种良好的碱性吸收剂，从吸收化学机理上分析，SO2的吸收是酸碱中和反应，吸收剂碱性越强，越利于吸收，氨的碱性强于钙基吸收剂；而且从吸收物理机理上分析，钙基吸收剂吸收SO2是一种气－固反应，反应速率慢、反应不完全、吸收剂利用率低，需要大量的设备和能耗进行磨细、雾化、循环等以提高吸收剂利用率，往往设备庞大、系统复杂能耗高；而氨吸收烟气中的SO2是气－液或气－气反应，反应速率快，反应完全，吸收剂利用率高，可以做到很高的脱硫效率，同时相对钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。另外，其脱硫副产品硫酸铵在某些特定地区是一种农用肥料，副产品的销售收入能降低一部分因吸收剂价格高造成的高成本。从上面分析可以看出，就吸收SO2而言，氨是一种比任何钙基吸收剂都理想的脱硫吸收剂，但氨的价格相对于低廉的石灰石等吸收剂来说是太高了，高运行成本是影响氨法脱硫工艺得到广泛应用的最大因素。而且氨法脱硫工艺在开发初期也遇到丁较多的问题，如成本高、腐蚀、净化后尾气中的气溶胶问题等等。随着合成氨工业的不断发展以及厂家对氨法脱硫工艺自身的不断完善和改进，进入90年代后，氨法脱硫工艺浙渐得到了应用。由于氨法脱硫工艺自身的一些特点，对于我国的一些地区具有一定的吸引力。（p262）
1.2.4 镁基脱硫剂
镁基脱硫基包括MgO、Mg(OH)2等。
氧化镁(轻烧氧化镁)、氢氧化镁具有较强的缓冲性能(PH值最高不超过9)，较高的活性和吸附能力，使用过程中安全可靠不具腐蚀性，因此在环境领域得到了
广泛的应用。
镁剂脱硫具有技术先进、经济合理、装置易于维护和检修、连续作业运转安全可靠、不产生石膏结垢、副产物硫酸镁或回收利用或无污染排放等诸多优点。,由于镁剂脱硫在技术经济方面的优越性以及研发工作的不断深入，其应用越来越广泛21。
1.2.5 工业废弃物做脱硫剂
能起到脱硫作用的废弃物主要有二类，一类是钙基工业废弃物，如电石渣、白泥、石灰渣等，另一类是碱土工业废弃物，如钢渣、冶金废渣、化工废料等，这类具有一定的催化促进脱硫作用22。表1为几种典型的钙基工业废弃物的组成成分，石灰渣为石灰窑底渣，电石渣、白泥和钢渣分别来自杭州电化厂、浙江华丰造纸厂和杭州钢铁厂。其中白泥和电石渣呈半干燥的块状，很容易制成粉末状23。
24
验（采用高硫烟煤长广煤为试验煤种，煤样及各类添加剂的粒度在0.1mm以下）表明：
在1100℃时，3种钙基固硫剂的固硫率在48.3％～67％之间，其中白泥的固硫率最高，达到约67％。到1300℃时，3种钙基固硫剂的固硫率仅为5.57％～7.09％；
混在燃料中的CaCO3，由于料层中CO2的分压较高，一般要在750℃以上才开始分解。煤中的硫分在400℃左右就开始分解，这就使得以CaCO3为主的钙基固硫剂在燃料燃烧初期不能及时地捕捉低温下析出的SO2。从1100℃时添加不同固硫剂后煤中硫的动态析出过程可以看出：
①利用石灰石作固硫剂时，由于石灰石微观结构较致密，CaCO3分解生成的CO2难以及时扩散，减慢了CaCO3的分解速度，使之不能及时捕捉析出的低温硫；
②利用微观结构较疏松的白泥时，一方面使得CO2及时扩散，提高了CaCO3的分解速度；另一方面，白泥中杂质含量比石灰石高，降低了CaCO3的开始分解温度。并且白泥中某些杂质对CaO固硫有一定的促进作用，因此，在1100℃以下，白泥的固硫效果甚至高于纯CaO。
②白泥和电石渣在1000～1100℃时固硫率较高，其中白泥在1000℃时固硫率高达84.5％，甚至高于CaO的固硫率。但当温度升高到1200~1300℃时，白泥和电石渣的固硫率迅速降低，即白泥和电石渣具有较高的低温固硫效果；
在钙基固硫剂的选择上，应同时考虑低温硫和高温硫的析出特性，特别是要注意选择具有固低温硫作用的钙基固硫剂，以减少链条炉中煤的着火及燃烧前期析出的硫分；
在高温下要保证一定的固硫效率，应选用具有高温固硫促进效果的金属、非金属元素及其他化合物，促使钙基固硫在高温下形成稳定的耐高温的硫酸复合盐。(煤洁净燃烧添加剂技术的研究裘兴言张建壮陈黎乌亮王秋君能源工程
1999年第6期p25)
张文俊等用添加Ca(OH)2的碱性水，含炉灰渣、赤泥的碱性工业废水及含Fe2+、Mn2+催化剂的水溶液作为吸收液，以冷态模拟脱硫洗涤塔为吸收设备，研究了多种脱硫剂的脱硫效果(见图6－2625)。可见，在塔入口SO2浓度相同时，各种脱硫剂脱硫效率从高到低的顺序为：石灰水、催化剂水、赤泥水、灰渣水和自来水；其中SO2浓度在小于1000×10-6的低浓度区域，石灰水和催化剂水较其他三种脱硫剂的脱硫效率明显高出，可达80％～90％，其余三种在70％左右26。
2 脱硫剂性能及其综合评价
影响脱硫剂性能的因素有很多，其综合性能评价一般从两个方面着手，一是脱硫剂的化学性能；二是脱硫剂的物理结构特性，包括脱硫剂的化学成分、脱硫剂分形维数、脱硫剂孔隙结构（孔径分布）、脱硫剂的比表面积和脱硫剂的粒度等几个主要因子27。脱硫剂的综合性能可以用脱硫剂评价函数来描述28。
脱硫剂的性能评价，在理论上采用分形理论对脱硫剂进行分析，在实验手段上对几种典型脱硫剂进行有关化学成分分析、电镜扫描分析孔隙结构和压汞分析孔隙，将脱硫剂的微观结构与脱硫剂的脱硫性能有机地结合在一起，系统分析研究。
为较确切地评估不同脱硫剂的固硫特性，需要建立一个评估各种脱硫剂脱硫性能的评价体系，这不但可以为评价脱硫剂的性能、品行提供系统指标，同时能为优化脱硫剂提供理论基础，对脱硫工程项目的设计和运行具有重要指导意义。
下面以钙基脱硫剂为主探讨一下脱硫剂性能的综合评价。
2.1 石灰石（CaCO3）
不同质量的石灰石其脱硫性能变化很大，石灰石的反应活性直接影响钙硫比与脱硫的关系。我国的石灰石由于地域及形成的地质年代不同，其矿物组成和岩相结构都存在着很大差别，使得石灰石的脱硫特性呈现较大差异。
2.1.1 石灰石反应活性的影响因素29
决定SO2脱除量的主要参数是投入炉内的Ca/S摩尔比，理论所需的Ca/S为1，然而由于SO2脱除过程效率并不很高，所以需要较高的Ca/S以达到所需的排放要求。Ca/S只是影响吸收剂利用率的一个因素，另外还包括吸收剂本身的特性，如石灰石的化学成分、孔体积、孔尺寸及其分布、吸收剂晶粒大小、吸收剂粒度以及破碎磨损阻力等，这些特性都将影响给定石灰石的脱硫能力。
1）化学成分的影响
天然石灰石除了主要成分CaCO3外，还含各种杂质成分，如氧化硅、氧化铁、氧化铝、有机物残渣等。这些杂质中的铁、硅、钠等化合物对石灰石固硫有一定影响，研究表明Fe2O3能催化固硫反应，钠能强化固硫反应，硅能改善石灰石的结构，提高烧结温度[30～31～32]。
2）晶粒大小的影响
典型的石灰石电镜分析照片见图1和图233。由微观电镜分析发现，煅烧后的脱硫剂颗粒是由许多无孔的小晶粒组成，小晶粒之间存在一些不规则的空隙。反应气流必须通过晶粒之间的孔隙到达晶粒表面，单个晶粒的反应符合未反应核收缩模型。晶粒越小，参与反应的比表面积越大，形成的产物层越薄，从而延长了发生气窒息的时间，提高了脱硫剂的利用率；而较大的晶粒使反应深度减薄，反应在很短的时间内便达到了饱和，固硫率低。
因为脱硫剂的颗粒越小，其单位重量的表面积越大，脱硫效果越好。在炉内
喷钙中，一般认为，为达到合理的脱硫效率，脱硫剂的颗粒度应该小于70μm，其中小于11μm的应超过50％34。图4－2735所示为石灰石颗粒尺寸对脱硫效率的影响。
3）石灰石孔隙结构特征的影响
石灰石煅烧后的CaO颗粒是一种多孔结构的固体。这主要是由于CaCO3的摩尔容积（36.9 cm3/mol）比CaO的摩尔容积（16.9 cm3/mol）大。研究石灰石的孔隙结构特性及其在反应不同时期的变化规律，将有助于对反应机理的深入研究，起到吸收剂结构优化选择的作用。不同石灰石的初始晶粒分布、内孔分布相差很大，晶粒大小不均，晶粒之间孔径分布不均，孔隙结构也相差很大。关于颗粒结构对硫盐化反应的影响，一种普遍的观点是，大孔径将有利于反应气氛在颗粒内的扩散，然而过大的孔径又会使颗粒的比表面积下降。所以，探寻一种有利于硫盐化反应孔隙结构分布规律的研究方法，将会给指导氧化钙脱硫带来很大好处。
2.1.2 石灰石反应特性测试方法概述36
向流化床锅炉的燃烧区加入石灰石，首先发生石灰石的高温分解，分解产物为CaO。CaO颗粒在O2过量的条件下与SO2发生硫化反应，生成CaSO4，即：CaCO3→CaO+CO2－183 kJ/mol (1)
CaO+ SO2+1/2O2→CaSO4＋486 kJ/mol (2)
石灰石的反应活性对反应式（2）的反应程度影响很大。脱硫剂的选择旨在找
出反应活性最高、脱硫性能最好的脱硫剂品种。为此人们提出了不同的方法，对大量石灰石及白云石品种进行了测试，确定其脱硫反应性能的优劣，为实际运行中脱硫剂的选取提供指导和依据。目前常用的脱硫剂反应特性测试方法主要有以下介绍的几种[37]。
1）热天平法
热天平法（TGA）是将少量的脱硫剂样品放入热天平的坩埚中，然后通入模拟实际流化床锅炉炉膛烟气的混合气体并记录由于石灰石煅烧和化学反应所造成的重量变化过程，通过对记录曲线的分析来得到石灰石的反应特性。其测定的对象一般为CaO的硫酸盐化程度，反应活性由下式求得：
其中，P，为比例系数，d(r)是CaO最大转化率；
δ(t)是CaO颗粒在任一时刻t的硫盐化程度。
热天平法中大部分研究者将可固硫指数S kg作为评估钙基脱硫剂固硫特性的指标，石灰石的可固硫指数是指单位质量石灰石固定的二氧化硫量：
式中，G0为试样的初始重量，mg；
G1为试样完全分解后的重量，mg；
G2为试样固硫后的重量，mg。
2）流化床法
流化床法是将测定对象由TGA法的固测改为对SO2的气侧。在流化床燃烧脱硫模拟实验台上，通过监测反应前后气体中SO2浓度的变化研究石灰石的脱硫性能。采用这种方法能很好地模拟实际流化床锅炉的运行情况，因而所得的石灰石反应特性结果能很好地用于预测流化床锅炉的脱硫特性。
CaO的转化率可以通过对所吸收的SO2的质量平衡来计算，公式为：
式中，X为转化率；
M CaCO3为CaCO3的摩尔质量；
n为总摩尔流率；
m为石灰石初始质量；
f为石灰石中CaCO3的百分数；
p tot为总压力；
p i、p o分别为SO2入口和出口分压。
总转化率也可由固硫前后石灰石样品的重量计算得到，假设硫化后石灰石样品只有固体成分CaO和CaSO4，则转化率可用下式计算：
式中，W i为样品初始重量；
3）石英棉法
在石英棉测试法中，用耐高温疏松石英棉来保持要测试的脱硫剂，其气固接触状态接近于高度膨胀的快速流化床情形。在这里，由于石英棉非常疏松（空隙率为0.99左右），气体可自由地与所有脱硫剂颗粒接触。同时脱硫剂在石英棉中被分散保持的情形也代表了实际快速流化床。因此，该方法特别适用于小颗粒脱硫剂的反应特性测试。在该法中，连续记录反应器进、出口处的气体浓度，同时对反应前后脱硫剂样品的重量和成分也进行分析计量。
2.1.3 石灰石反应特性评价体系
石灰石固硫反应是一种具有结构变化的多孔介质气－固非催化反应。目前国内外对石灰石的固硫特性进行了大量的试验研究工作，虽然已较好地掌握了CaCO3热解和固硫机理，但对石灰石脱硫特性的判定，目前尚无一套完整的评价体系。研究者大多只将石灰石的化学成分作为评价的参数。这样建立起来的体系可以从一定程度上对不同石灰石的反应活性做出评估，但具有一定的片面性。因此，有必要建立一个完整的、全面的体系来评价脱硫剂的反应性能。
2.2 石灰（CaO）
根据石灰内部的组织结构，可将石灰分为轻烧石灰、中烧石灰和过烧石灰。轻烧石灰与中烧石灰和过烧石灰相比，具有晶体小、比表面大、单个气孔小而总气孔体积大、体积密度小和反应性强的特点。
轻烧石灰由1～2μm的晶体(基本上是单晶体)组成，气孔的直径为0.1～lμm；
由于直接测定石灰在熔渣中的熔化速度(热活性)比较困难，通常用石灰与水的反应速度，即石灰水活性表示38。石灰活性的通用标准检验法是：在40℃的恒水温下，称50g的石灰试样溶于5000g的纯净水中，搅匀后加人酚酞指示剂，液体呈红色，再连续滴定4N的HCl水溶液，使其发生中合反应。规定滴定10min后，滴人盐酸水溶液的毫升数，即为石灰的活性度。换言之，在标准大气压下10min 内，50g的试样溶于40℃的恒温水中所消耗4N HCl水溶液的毫升数，就定义为石灰活性度39。
石灰活性的影响因素有以下几点：锻烧设备的影响；
煅烧所用燃料的影响；
石灰石种类的影响；
石灰石中杂质的影响；
烧成温度对石灰活性的影响；
贮存时间和运输方式对石灰活性的影响；
对CaO 的性能进行评价可以借鉴CaCO 3和Ca(OH)2的评价方法（需整理）。
2.3 消石灰(Ca(OH)2)
消石灰(又称熟石灰)的主要成分是氢氧化钙(Ca(OH)2)。Ca(OH)2的密度为
2.244g/cm3。消石灰的密度为2.20～2.308g/m3，含25％～35％MgO 的消石灰的密度为 2.7～2.98g/m3。消石灰的堆积密度约为0.400～0.500kg/L 。消石灰的粒度与所用石灰的性能、消化温度和消化水量等因素有关，小的消石灰粒度只有0.01μm ，大的可大于10μm 。消石灰的粒度一般在1～5μm 之间。
湿法消化的消石灰的粒度比干法消化的小。用不同锻烧温度烧制的粒度为3～8mm 的石灰在20℃下等温消化成石灰乳，消石灰的粒度分别列于表4－4中。从表可知，消石灰的粒度约从0.01μm 开始，随着锻烧温度的升高而增大。
用BET 氮吸收法测定26种消石灰的比表面积，平均值为15.2m 2/g 。5种不同锻烧度和比表面积的石灰的消化实验结果列于表4.5中。从表可知，即便是很细的石灰，在消化作用下其表面积还是急剧增大。
2.3.1 反应速率研究42
温度较低时，Ca(OH)2脱硫反应机理可用如下化学反应方程式表示43：
O
H SO C SO OH C 2322a )(a +→+ （1） 423a 21a SO C O SO C +→+ （2）
一般认为，化学反应速度R(t)随时间t 呈指数下降趋势44： p 0)(t t
e R t R －=（3）
式中R 0为初始反应速度，表示单位时间单位摩尔脱硫剂吸收的SO 2摩尔数（molSO 2/(s·mol)脱硫剂）。R 0与二氧化硫浓度C 1及脱硫剂粒径r 的三次方(r 3)成正比，与硫盐化时间常数t sf 成反比45：
sf 13034t C r R π= （4）
t p 为自然衰减时间常数（s ），表示反应速度的衰减程度。t p 越大，反应维持初
始反应速度的能力越强。它反比于二氧化硫浓度C 1，即：
（5）
1p C p t *＝ （5）
式中 t p 为一比例系数。
由上述分析可知，工况一定时，R 0与t p 皆为时间的常数，所以式（3）是一个以时间t 为自变量的一元一次方程，进一步整理为下式46：
6Ca 010)(9177.0)(-??=G Q
t C t R (6)
其中C 0(t)=C 1－C 2(t)。C 1、C 2(t)分别表示SO 2反应前后的进、出口浓度（ppm ）。在一组反应中C 1值与时间无关；Q 表示反应管内气体流量（m 3/h ）；G Ca 表示反应管内加入的脱硫剂质量（g ）
R(t)或LnR(t)的值可根据试验测得的数据求得。
Ca(OH)2的反应速率R(t) 随时间而程下降趋势，研究分析表明，反应速度的衰减主要是
因反应产物（CaSO 4）随时间的累积导致内扩散阻力增加引起的47。当反应物的浓度较大时，
初始反应速率相应较高，反应生成的CaSO 4迅速覆盖在Ca(OH)2表面，从而阻碍了SO 2向Ca(OH)2内部孔的直接扩散。李绚天48
（1992年）的研究表明，SO 2在产物层中的扩散为离子扩散，其扩散系数D p 的数量级一般在10－12～10－13，远低于SO 2的孔隙扩散率De ，从而使Ca(OH)2反应界面的SO 2浓度降低；再者Ca(OH)2的孔隙堵塞也造成SO 2的反应接触面积降低。两者的综合效应导致Ca(OH)2的自然衰减指数t p 下降。
另一种钙基吸收剂CaO 的脱硫反应特性与Ca(OH)2极其相似，只是初始反应速度较Ca(OH)2低，衰减速度也较Ca(OH)2低。 2.3.2 中低温度条件下Ca(OH)2脱硫性能49
Ca(OH)2的脱硫反应是一个多孔固体与气体的反应，影响反应迸行的三方面主要因素——气膜扩散传质阻力、内孔扩散传质阻力和本征动力学化学反应阻力都对温度有明显的依赖关系。其相关形式皆满足阿累尼乌斯定律：
RT E s e k k -=0
式中 k s －本征反应速度常数，m/s ；
k 0－速度常数的指前因子，m/s ；
E －反应活化能，kJ ／mol ；
T －绝对温度，K
气膜扩散传质阻力，即外扩散传质阻力，它主要反应气流中的二氧化硫扩散到脱硫剂外表面的传质阻力，一般用气膜扩散传质系数k m 表示。有关k m 的报道很少见，一般地，推荐的k m 值为200～200m ／s 50
。实际上，由于气膜传质阻力相对于内孔扩散和化学反应阻力都很小，所以k m 的取值对计算结果不会造成太大影响、基本上可以不考虑气膜传质对总反应速度的影响。
内孔扩散传质阻力，即内扩散传质阻力。它主要反应脱硫剂外表面的二氧化硫扩散到脱硫剂孔隙内部的传质阻力，一般用有效扩散系数De表示。对于脱硫剂孔隙内壁已经为脱硫产物所覆盖的情况，这一阻力部分还将增加一项：即产物层中的离子扩散阻力，可用离子扩散系数D p表示。
2.3.3 复合吸收剂51
一定剂量的添加剂可以提高Ca(OH)2的脱硫反应速度，降低反应活化能，对脱硫反应有较好的催化作用。有研究认为52，由于金属氧化物的掺入，在Ca(OH)2中便形成了一个个的“活性中心”（即能将反应分子活化的中心），它可以提高脱硫反应的速度，同时由于这些金属氧化物与Ca(OH)2充分混台均匀，使这些“活性中心”的分布也很均匀，因此它能使反应在较高的速度下较长时间地保持下来。综合考虑各种因素，添加剂的添加量在1％左右较为合适。
不同组分的复合脱硫剂的脱硫效率及其经济性是不同的，同种添加剂在不同的添加量下，性价比也不同。由于添加剂的比价比Ca(OH)2的比价要高得多，所以复合脱硫剂的比价增量几乎与添加剂的添加量成正比，而活化能的下降量与添加剂的添加量并非成正比关系。因此必须有一个添加量值，使活化能的下降量与比价之比最佳。在所试验的几种添加剂中以ZnO与Fe2O3的催化作用最显著，考虑到其性价比，Fe2O3是较为理想的添加剂53。
2.4 综合评价体系
多指标综合评价问题，是指把描述评价对象的多项指标的信息加以汇集合成而从整体上认识评价对象的优劣。它在统计分析中有着广泛的应用，其基本思想是:把多个单项指标组合起来，形成一个包含各个侧面的综合指标。综合评价从数学的角度来看，就是建立一种从高维空间到低维空间的映射，这种映射能够保持样本在高维空间的某种“结构”。
主成分分析是把多个指标化成为少数几个综合指标的一种统计分析方法。在多指标的研究中，往往由于变量个数太多、并且彼此之间存着一定的相关性，因而使得所观测的数据在一定程度上反映的信息有所重迭。当变量较多时，研究样本的分布规律也比较麻烦。而主成分分析正是把这种情况进行化简，找出几个综合因子来代表原来众多的变量，使这些综合因子能尽可能地反映原来变量的信息量，而且彼此之间互不相关。
脱硫剂的综合性能评价应从两个方面考虑，一是脱硫剂的化学性能；二是脱硫剂的物理结构性能，包括脱硫剂中的氧化钙含量、脱硫剂分形维数、脱硫剂孔径分布、脱硫剂的比表面积和脱硫剂的粒度等主要因子。
例如，采用石灰石作为脱硫剂时，考虑影响其脱硫效率的各因素，则脱硫剂评价函数/脱硫剂性能指数可写成下式54：
E=f（x1，x2，x3，x4，x5）
其中，x1为石灰石中的氧化钙含量；
x2为石灰石煅烧后的分形维数；
x3为石灰石煅烧后的孔径分布；
x4为石灰石煅烧后的比表面积；
x5为石灰石粒度。
在综合考虑各种因素后，通过函数找出一个能综合反应脱硫剂性能的参数，是评价脱硫剂性能的一个很好的办法，对于其他脱硫剂的评价同样有指导意义。
1蔡忠灿郭达裕燃煤二氧化硫污染控制技术及其应用福建环境第18卷第6期2001年12月p14
2蔡忠灿郭达裕燃煤二氧化硫污染控制技术及其应用福建环境第18卷第6期2001年12月p14
3蔡忠灿郭达裕燃煤二氧化硫污染控制技术及其应用福建环境第18卷第6期2001年12月p14
4全国环境统计公报(2002年) 国家环境保护总局2003-06-05 https://www.wendangku.net/doc/d711123999.html,/
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11（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
12（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
13（煤的清洁燃烧－毛健雄、毛健全、赵树民p163）
14（煤的清洁燃烧－毛健雄、毛健全、赵树民p163）
15（煤的清洁燃烧－毛健雄、毛健全、赵树民p163）
16（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
17（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
18（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
19（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
20（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
21 氧化镁、氢氧化镁在环保领域中的应用郭如新江苏化工第32卷第2期2004年4月p2
22工业废弃物在煤燃烧过程中脱硫行为的研究刘建忠,吴晓蓉,程军,周俊虎,曹欣玉,岑可法环境科学学报2000年11月第20卷第6期
23工业废弃物在煤燃烧过程中脱硫行为的研究刘建忠,吴晓蓉,程军,周俊虎,曹欣玉,岑可法环境科学学报2000年11月第20卷第6期
24工业废弃物在煤燃烧过程中脱硫行为的研究刘建忠,吴晓蓉,程军,周俊虎,曹欣玉,岑可法环境科学学报2000年11月第20卷第6期
25（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
26（燃煤二氧化硫污染控制手册郝吉明）
27流化床燃烧脱硫剂反应活性的测试及其评价方法* 浙江大学程乐鸣刘妮骆仲泱方航宇倪明江岑可法电站系统工程V ol.18 No.2
28流化床燃烧脱硫剂反应活性的测试及其评价方法* 浙江大学程乐鸣刘妮骆仲泱方航宇倪明江岑可法电站系统工程V ol.18 No.2
29主要借鉴――流化床燃烧脱硫剂反应活性的测试及其评价方法浙江大学程乐鸣刘妮骆仲泱方航宇
倪明江岑可法电站系统工程V ol.18 No.2）
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33主要借鉴――流化床燃烧脱硫剂反应活性的测试及其评价方法浙江大学程乐鸣刘妮骆仲泱方航宇
倪明江岑可法电站系统工程V ol.18 No.2）
34煤的清洁燃烧－毛健雄、毛健全、赵树民p160
35煤的清洁燃烧－毛健雄、毛健全、赵树民p160
36主要借鉴――流化床燃烧脱硫剂反应活性的测试及其评价方法浙江大学程乐鸣刘妮骆仲泱方航宇
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40（影响石灰活性的因素分析唐亚新炼钢2001年6月第17卷第3期p50～53）
41（影响石灰活性的因素分析唐亚新炼钢2001年6月第17卷第3期p50～53）
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51(滕斌，程乐鸣，高翔等，复合钙基脱硫剂的技术经济性能研究，工业锅炉2001年第1期（总第65期：）19－22)
52滕斌，程乐鸣，高翔等，复合钙基脱硫剂的技术经济性能研究，工业锅炉2001年第1期（总第65期：19－22）
53滕斌，程乐鸣，高翔等，复合钙基脱硫剂的技术经济性能研究，工业锅炉2001年第1期（总第65期：19－22）
54主要借鉴――流化床燃烧脱硫剂反应活性的测试及其评价方法浙江大学程乐鸣刘妮骆仲泱方航宇
倪明江岑可法电站系统工程V ol.18 No.2）
脱硫剂
T102、T103精脱硫剂 已广泛用于合成氨、甲醇、联醇、甲烷化、合成燃料、食品CO2、聚丙烯等生产工艺中精脱硫。EAC-2或EAC-3型活性炭精脱硫剂97年元月已通过化化工部和湖北省联合主持的专家鉴定，分别被化工部化肥催化剂标准化技术归口单位正式命名为T102和T103型活性炭精脱硫剂，列为国家正式产品。 一、与普通脱硫剂相比，T102及T103精脱硫剂有下列特点： 1.脱硫精度高。普通脱硫剂脱硫精度为出口H2S≤1.0ppm，用于粗脱硫；而EAC精脱硫剂脱硫精度高为出口H2S≤0.03ppm。 2.反应速度快。研究表明，EAC的穿透空速是普通脱硫剂的2~3倍。工业使用时，普通脱硫剂的使用空速为200~500h-1，EAC的使用空速为1000~2000h-1左右。 3.精脱硫剂的工作（穿透）硫容高。研究表明，EAC型精脱硫剂工作硫容为其它常温脱硫剂的3~5倍。 三、反应原理及质量检验标准 1. 反应原理 原料气中的H2S与残存的O2作用生成硫沉积在微孔中。 其反应式为：H2S＋1/2O2＝S＋H2O △H＝－434.0KJ/mol
DS-1精脱硫剂 DS-1精脱硫剂是湖北省化学研究院采用全新配方及工艺研制开发出来的新型、高效耐缺氧型精脱硫剂，可在10~150℃的无氧条件下，用于天然气、油田气、液化气、炼厂气、合成气、变换气等多种气体及石脑油、汽油等液态烃的精脱硫，以保证各类气体及油品的总硫和铜片及银片腐蚀达标，保证蒸气转化、低变、甲烷化、甲醇、联醇、合成氨、聚丙烯和羰基合成等含镍、铜、铁及贵金属催化剂的正常使用和产品质量的提高。 一、性能特点 （1）特别适用于无O2的气体或液体，在使用过程中不需向脱硫系统补充空气或氧气。目前，国内各种活性炭与氧化铁（精）脱硫剂的硫容在无O2工况下急聚下降，ZnO虽然可以使用，但在低常温下硫容低、价格高。对比试验表明在低常温无O2工况中，DS-1精脱硫剂的硫容比国内最好的脱硫剂产品要高3倍。（2）脱硫精度高，进口H2S 100~15000 mgS/m3时，出口H2S＜0.03 mgS/m3。 （3）反应速度快，使用空速500~1500h-1。 （4）耐水性能好，长期水浸不粉化，水煮沸2h不粉化。 （5）使用温度宽，范围广，可在5~150℃下使用。 二、主要物理化学性能（见表1） 三、反应原理 MO+H2S==MS+H2O MO+COS==MS+CO2 四、正常操作使用条件 1.空速：（气相）500~1500h-1 （液相）0.5~3h-1 2、温度：5 ~150℃ 3、压力：常压~3.0MPa
脱硫剂
铁水脱硫剂种类 发布时间:2009-12-06 13:59:50 铁水脱硫剂(desulphurizer for hot metal) 能与铁水中的硫生成不溶解或低溶解于铁的硫化物，从而降低铁水硫含量的物料。 种类铁水脱硫剂分为石灰系、碳化钙系、苏打系、镁系等4类。其他一些物质，如稀土元素铈，它与硫有较强的亲和力，但比镁的脱硫能力低，成本高，因此不宜用来处理大量铁水；食盐和碳酸锰矿混合物也可脱硫，但脱硫时挥发出大量褐色烟状盐蒸气和氯气，严重污染环境，故未能广泛应用。 石灰系是来源广泛、价格低廉的有效脱硫剂。包括石灰，石灰石以及以石灰为主要组分的混合物。石灰的主要化学成分是CaO，优质石灰的CaO含量可高于95％。铁水脱硫所用石灰一般为粉状，称为石灰粉剂。至20世纪80年代末，尚无该粉剂成分、粒度分布和性能的统一技术标准，但从冶金反应和输送角度考虑，一般采用 的石灰粉剂CaO>85％，S<0．15％，H 2O<0．5％；其他杂质如SiO 2 、 Fe 2O 3 、MgO等尽量低，以提高有效CaO含量。石灰粉含水量是个重 要参数。含水高的石灰粉易粘在输送管壁或堵塞喷粉罐的喉口，影响输送或脱硫处理的正常进行。作为铁水脱硫用的石灰粉要求粒级0．3～1．0mm的约占80％。以上粒度分布也可根据具体情况适当调整。石灰颗粒过细会影响输送性能，增加喷吹法脱硫时的损耗。颗粒太大则会降低脱硫速度。在使用中希望石灰粉的活性高。由于石灰粉有非常强的吸水性，因此它的加工和贮存都需注意防潮，使用前还需烘烤。为提高石灰粉的脱硫效果，往往在其中加入一些助熔剂如萤石、冰晶石等或和其他脱硫剂配成石灰系脱硫粉剂。若在石灰粉中加入一定量(如石灰粉的2％左右)的强还原性元素如铝、镁等，脱硫速度和脱硫率都有明显的提高。这种由两种或两种以上的物料组成的脱硫剂称为复合脱硫剂(或合成渣)。石灰石的主要化学成分为CaCO 3 ，在声 pCO 2=0．1MPa时的分解温度约为896℃，分解产物为CaO和CO 2 ，因 此可代替石灰作脱硫剂。由于热分解时石灰石的崩裂，加入铁水的石 灰石颗粒形成很多细小而活性大的石灰颗粒，具有很好的脱硫能力；同时，放出的CO 2 起到搅拌熔池的作用，改善传质条件，加快脱硫速 度。但CO 2 为弱氧化性气体，故石灰石用作脱硫剂时一般都配有一定量的炭素，以保证脱硫时的还原气氛。石灰石分解是强烈吸热反应，因此很少单独使用。
强化脱硫助剂介绍
HT-230强化脱硫助剂 一、前言 石油天然气和炼厂干气液化气都要进行脱硫处理，脱硫工艺中常用N-甲基二乙醇胺做为脱硫剂可以有效脱除硫化氢，但有机硫化物的脱除能力非常有限，液化气还要经脱臭工艺脱除硫醇。 然而，由于氧化反应效率太低，碱脱臭未能将碱液中的硫醇阴离子有效地转变成二硫化物，几乎所有的液化气脱臭装置都要排放大量的臭碱渣，原因是要补充新碱液以保持碱度溶解硫醇，其结果给环保处理造成很大压力；此外，更为严重的是由于氧化产生的油溶性的二硫化物不能有效而及时地从碱液中被分离出去，在吸收塔中被反抽提到液化气中，使得脱臭液化气中有机硫含量升高（这部分硫很难准确检测定量），后者在醚化工艺中被富集到MTBE 中，导致产品硫含量超标。进而在调和工艺中进入汽油，危及成品汽油硫含量控制指标，随着汽油质量标准提高，其危害将更加严重。 从以上情况可以看出，液化气有机硫化物的脱除不仅影响液化气自身产品的硫含量，业已关系到成品汽油的硫含量。结合炼厂现有液化气脱硫脱臭工艺，缓解甚至避免以上问题的最优化的措施是在脱硫化氢的过程中实现脱除有机硫化物的功能。为此，北京思践通科技发展有限公司与科研单位合作，在广泛调研炼厂脱硫脱臭生产装置情况，深入研究有机硫化物脱除机理，脱除材料性质与作用及其制备技术开发的基础上，经过大量的表征和评价试验，开发成功了HT-230有机硫脱除助剂。评价和工业应用结果表明，使用该助剂可以显著提高液化气有机硫脱除率，大幅度改善后续工艺运行状况，产生显著的社会效益和经济效益。 二、HT-230有机硫脱除助剂特点 ●可以任意比例与常规脱硫剂混合使用，与MDEA以20~50%的比例使用即可显著脱除有机硫，液化气中硫醇性硫脱除率90%以上，而脱硫化氢能力与MDEA相当。 ●消泡阻泡性能好，可以有效抑制胺液发泡跑损，显著降低溶剂消耗量，即便是高浓度胺液也能保持平稳运行。 ●具有很好的清垢和金属钝化作用，随着助剂加入，装置中沉积的油泥和各种结垢物会迅速被清理下来，随后再金属表面形成钝化膜，可以提高再沸器和换热器工作效率，减少设备腐蚀和硫化亚铁的产生，提高安全生产水平。 脱硫剂化学稳定性良好：使用高效复合脱硫剂的降解物明显低于其它脱硫剂，该剂中添加了优良的抗氧化剂，使用寿命及贮存期都较长。 三、产品质量指标
脱硫剂的选择
脱硫剂的选择
脱硫技术 脱硫技术将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成 SO2 通过
对国内外以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般 可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等 3 类。其中燃烧后脱硫，又称烟气 脱硫（Flue gas desulfurization ，简称 FGD ）, 在 FGD 技术中, 按脱硫剂的种类划 分, 可分为以下五种方法：以 CaCO3 （石灰石） 为基础的钙法，以 MgO 为基础的镁法， 以 Na2SO3 为基础的钠法，以 NH3 为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上 普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在 90%以上。按吸收剂及脱硫产物在脱硫过 程中的干湿状态又可将脱硫技术分为湿法、干法和半干（半湿）法。湿法 FGD 技术是 用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度 快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成 二次污染等问题。干法 FGD 技术的脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，该法具有 无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在净化过程中无明显降温、净化后烟温 高、利于烟囱排气扩散、二次污染少等优点，但存在脱硫效率低，反应速度较慢、设 备庞大等问题。半干法 FGD 技术是指脱硫剂在干燥状态下脱硫、在湿状态下再生（如 水洗活性炭再生流程） ，或者在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物 （如喷雾干燥 法） 的烟气脱硫技术。特别是在湿状态下脱硫、在干状态下处理脱硫产物的半干法，以 其既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点，又有干法无污水废酸排出、脱硫后 产物易于处理的优势而受到人们广泛的关注。按脱硫产物的用途，可分为抛弃法和回 收法两种 b5E2RGbCAP
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炼钢脱硫剂
炼钢脱硫剂 产品简介： 一、概述: 近些年来，随着科学技术的迅猛发展，我们在脱硫领 域里取得了重大发展，脱硫剂的升级换代速度很快。CoS系列新型高效脱硫催化剂，是我公司为适应当前市场需求，新近开发出的高新科技成果，技术性能达到了国际先进水平。我公司在广泛调研脱硫剂市场的基础上，详细分析目前国内外各种脱硫剂的优缺点，广泛征求用户意见，根据各厂实际使用情况和煤气中含硫量的高低变化，不断完善了产品配方和使用技术，综合开发出了CoS新型高效脱硫催化剂，它具有低消耗、低成本的突出优势。CoS高效脱硫催化剂系双控金属酞氰钴类化合物，是一种超高活性脱硫催化剂，主要用于液相催化氧化法脱硫及脱氰，其脱硫效率达99%以上，脱氰效率达98%以上，同时还能脱除60%以上的有机硫，使用单位均取得了良好的技术效果，经济效益和社会效益显著。CoS高效脱硫催化剂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，是当前化肥焦化企业脱硫首选的高效催化剂。 二、物化性质: 外观：兰灰色粉末。 密度：≤0.96g/立方厘米 主体成分：＞92% 水不溶物：≤3.0% 在水或碱性水溶液中有很好的溶解性。 在纯碱水溶液中呈天兰色，有氨水中呈浅绿色。 在酸碱介质中不分解，化学稳定性好。 催化剂本身无腐蚀，无毒害。 三、用途与特点：CoS脱硫催化剂可广泛用于半水煤气、变换气、焦炉气、城市煤气中脱硫工序的气相湿式氧化法脱硫。该产品无毒、无腐蚀、无污染，在常温常压或加压条件下，无论以氨水还是以纯碱为吸收剂，均能保持稳定的脱硫效率，使用时不需加助催化剂，预活化工艺简单、时间短、硫化氢脱除率可达99%以上，有机硫脱除率可达60%以上，氰化氢脱除率可达98%，该产品活性高、寿命长、抗氰化氢中毒能力强，能溶泻脱硫装置系统内的沉积硫和附着硫，因而对系统设备有清洗作用；硫容高、再生好、悬浮硫颗粒大、利于分离、不堵塔、脱除的硫磺纯度高，不腐蚀设备，在脱硫装置中不产生积累，不存在废液处理问题，对环境没有污染，使用时能降低系统阻力，降
JX-1脱硫剂
JX－1脱硫剂 JX－1脱硫剂是公司研发并生产的，以复合金属化合物为主要活性组分的新型高效脱硫剂；主要用于炼油厂污水汽提氨精制系统，在低温条件下精细脱除气氨中的硫化氢，一次性可将硫化氢脱至0.6 mg.m-3以下；同时还可以脱除氯化氢、有机硫等有毒有害杂质。该剂具有高硫容、高强度、耐水等特点，可替代活性炭和氧化锌。 JX－1脱硫剂于1998年5月通过中国石油化工总公司鉴定，性能居国际领先水平。 曾荣获科技进步奖及国内、国外发明专利，自开发以来，已在国内40多家石化企业广泛应用。 一、产品物理性能 外观褐色条形 粒度/mm Φ（4.0±0.3）×（5～20） 堆积密度/kg·L-1 1.0～1.1 径向抗压碎力均值/N·cm-1≥110 二、使用条件及技术指标 温度/℃－10～50 压力/MPa 常压～3.0 气态空速/h-1≤3000 高径比≥3
入口H S含量/mg·m-3≤1000 2 S含量/ mg·m-3≤0.6 出口H 2 穿透硫容/% ≥30 三、注意事项 1、产品采用25Kg箱板桶包装。在运输、储存过程中，应轻装轻放，不得损坏包装，注 意避免雨淋。 2、脱硫罐内应设1～2层孔径小于脱硫剂直径的不锈钢丝网，网上面铺设厚度为（200～ 300）mm、粒度为Φ（5～20 ）mm的瓷球，以利于物料均匀通过脱硫剂床层。 3、装料要均匀、平整，在装填过程中，操作人员勿直接在脱硫剂上践踏。 4、投料前用水冲洗，以去除细粉。 5、使用过程中定期排出冷凝液，防止冷凝液长期浸泡脱硫剂。 6、卸剂前，应用氮气吹扫，然后向反应器内喷入适量的水或硫化亚铁钝化剂，以免在 卸剂过程中硫化物遇空气引起温度上升。 7、废脱硫剂无特殊环保问题，可作为制造硫酸的原料或作为工业垃圾填埋。
脱硫剂评价
脱硫剂性能及其评价 (1) 1 脱硫剂概述 (1) 1.1 脱硫剂的分类与选择 (1) 1.2 几种常用的脱硫剂 (2) 1.2.1 钙基脱硫剂 (2) 1.2.2 钠基脱硫剂 (4) 1.2.3 氨基脱硫剂 (5) 1.2.4 镁基脱硫剂 (5) 1.2.5 工业废弃物做脱硫剂 (6) 2 脱硫剂性能及其综合评价 (7) 2.1 石灰石（CaCO3） (8) 2.1.1 石灰石反应活性的影响因素 (8) 1 化学成分的影响 (8) 2 晶粒大小的影响 (8) 3 石灰石孔隙结构特征的影响 (9) 2.1.2 石灰石反应特性测试方法概述 (9) 2.1.3 石灰石反应特性评价体系 (11) 2.2 石灰（CaO） (11) 2.2.1 生成活性石灰的机理 (12) 2.2.2 影响石灰活性的因素 (12) 2.3 消石灰(Ca(OH)2) (13) 2.3.1 反应速率研究 (13) 2.3.2 中低温度条件下Ca(OH)2脱硫性能 (14) 2.3.3 复合吸收剂 (15) 2.4 综合评价体系的建立 (13)
脱硫剂及其性能评价 煤炭是我国的主要能源，燃煤量占一次能源的70%以上1。大气中的污染主要是燃煤引起的煤烟型烟雾污染，其中由SO2产生的大气污染，不仅对生态环境、工业及民用设施造成巨大破坏，而且对人类的健康也产生极大的危害。1997年我国二氧化硫排放量为2370万吨，居世界首位2。随着经济的发展，燃煤量还将不断增长，二氧化硫排放量也将不断增加，由此而引起的酸雨面积已占国土面积的30%，并在许多城市造成严重的大气污染，成为影响经济发展的重要环境因素。根据《中国环境状况公报》，1997年有52.3%的北方城市和37.5%的南方城市二氧化硫年均值超过国家二级标准3。（据统计，2002年全国废气中二氧化硫排放量1927万吨，其中工业二氧化硫排放量为1562万吨，占二氧化硫排放总量的81.1%。4）为了治理日益恶化的大气环境，控制SO2的排放势在必行，我国已进行了多种脱硫技术研究。燃煤脱硫根据应具体情况可分为三大类：燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫方法有机械脱硫、化学脱硫、电磁脱硫、细菌脱硫、超声脱硫等，其中，仅机械脱硫法在实际中得到了应用，如跳汰机脱硫、浮选机脱硫、摇床脱硫、旋流器脱硫、螺旋选矿机脱硫等。燃烧中脱硫和燃烧后脱硫即烟气脱硫一般是在燃烧室中和尾部烟道中加入脱硫剂来实现的。总体来说，燃煤脱硫效果的影响因素大致可以分为3类：运行参数（反应温度，SO2气体浓度，流化速度，物料停留时间，Ca/S等）、设计参数（如炉膛高度，所用煤种等）和脱硫剂的性能。脱硫剂在SO2排放控制中起着举足轻重的作用，在脱硫工程中应根据具体情况如工艺的不同而选择不同的脱硫剂，从而保证脱硫运行的效果和经济性。 1 脱硫剂概述 1.1 脱硫剂的分类与选择5 脱硫剂按其来源大致可以分为天然产品（含碱性废气物）与化学制品两类，天然产品包括石灰石、天然磷矿石、电石渣（废料）、白泥等，化学制品包括石灰、消石灰、氧化镁、氢氧化纳、亚硫酸钠、硫酸钠、碱性硫酸铝、氨水等。 脱硫剂的选择直接决定于工艺流程，某一种流程可以用一种或两种脱硫剂，有些流程可以回收其脱硫剂的一部分，再予补充使用。脱硫剂与流程关系甚为密切，一般常以脱硫剂的名称作为工艺流程的名称，如石灰石湿法脱硫工艺、氧化镁法脱硫工艺等。脱硫剂的选择，一方面根据流程的需要，另一方面又取决于该脱硫剂实用的可能性。因此，在选择脱硫剂时，要弄清楚外部的条件（如市场供给能力、运输条件、产品制备费用、价格等）以及内部条件（如对设备的腐蚀情况、废渣量的大小和处理条件等）。 脱硫剂对流程还必须满足一些条件，如脱硫剂可大量吸收烟气中的SO2，而且还能用简单的方法回收或再生处理，此外尚需具备一些良好的化学特性，如可使用性、无毒、低黏度、无腐蚀、热稳定、损耗低等。 总之，脱硫剂的价格直接影响着工艺流程的投资及其运行费用。现阶段天然产品的价格较低，石灰石、石灰作为脱硫剂无论是在湿式或干式脱硫工艺系统中均
脱硫剂的用途
脱硫剂是以活性氧化铁为主要活性组份，添加其它促进剂加工而成的高效气体净化剂。在20℃～100℃之间，对硫化氢有很高的脱除性能，对硫醇类有机硫和大部分氮氧化物也有一定脱除效果。 它的主要作用是去除烟道废气中二氧化硫的脱硫剂。采用最多的是廉价的石灰、石灰石和用石灰质药剂配制的碱性溶液。 脱硫剂能吸收烟气中大部分的二氧化硫固定在燃料渣内。化工厂、冶炼厂等常采用碳酸钠、碱性硫酸铝等溶液作为脱硫剂处理含二氧化硫的尾气，并可解吸回收利用。 种混合溶液脱硫剂具有表面活性，催化氧化，可以性促进SO2的直接反应，加速CaCO3的溶解，促进CaSO3迅速氧化成CaSO4，强化CaSO4的沉淀，降低液气比，减少钙硫比，减少水分的蒸发。当烟气入口SO2浓度增加，高于设计值时，吸收塔反应池内PH值降低，需要更大的Ca/S比时，在吸收塔反应池容积不需扩大的情况下，CaCO3能够快速溶解，增加钙离子浓度，保持浆液PH值在正常范围，对PH值有一定的缓冲作用。延长工作段浆液的运行时间，
减少配浆次数，可使设备结垢明显减少，垢层变薄，停机后用水冲洗，垢层容易脱落。对脱硫系统结垢起分散性和活动性，减少结垢的淤积，减少浆液中氯离子的含量，对脱硫设备中各种材质的腐蚀、结垢速率均有不同程度的减少，其中碳钢减少最多，腐蚀、结垢速率分别可减少74%和79%，聚氯乙烯可减少48%和55%。脱硫剂的加入，可起到阻垢防腐缓蚀的作用，减少脱硫喷嘴的堵塞、结垢、腐蚀、磨损，减少浆液循环泵及叶轮的结垢、腐蚀、磨损，减少脱硫系统中备品备件维修和更换。拓宽脱硫材料的选择范围，提高系统的可靠性。在不同的工况下可减少和停用浆液循环泵及氧化风机，提高脱硫效率，降低运行费用，适合煤中的含硫量变化，及适用高硫煤。在烟气脱硫应用中，具有广阔的市场推广优势，可产生可观的经济效益和社会效益。 其原理是将废气中的含硫化合物化学吸附到脱硫剂的小孔中，改变其化学组成从而净化气体。当脱硫剂达到饱和后，即其不再具有脱硫能力需要对其进行再生，如采用水蒸汽进行汽提再生。但是，氧化铁脱硫剂在长时间使用后，其活性会不断下降，如其中的小孔被一些杂质物所堵塞，这时脱硫剂就失活了，但当反
脱硫剂成分的研究
关于铁水脱硫剂成分的研究进展 1前言 环境污染与能源的合理化利用已成为当今人类面对的重要课题。铁水脱硫是铁水预处理中一项最重要的内容，自60年代末出现以来，得到了迅速发展，已出现数十种方法，有些方法可将铁水中的硫降到很低的水平。然而，无论使用何种方法，要取得良好的脱硫效果，关键之一是要有高效率的脱硫剂。在铁水脱硫处理中，脱硫剂成本约占总成本的80%.因此，冶金工作者越来越重视研制高效、低廉和使用方便的脱硫剂【1】。由于世界各国对于成形性、焊接性好的钢，在强度、韧性及表面质量等方面的要求日益提高，因此，对炼钢铁水中硫含量低的要求越来越高。一般来说，除有目的地添加硫以改善可加工性能外，在优质钢中，硫是一种不理想的杂质。以前，已经研制了多种脱硫剂，并用于鱼雷罐及铁水罐高炉铁水炉外脱硫。这些脱硫剂大致可分为如下三种类型: ①金属脱硫; ②化合物脱硫， ③炉渣脱硫。 各种脱硫剂及己采用的脱硫方法在技术与经济上都具有局限性，迄今为止，还没有 一种被普遍接受及广泛应用的最佳炉外脱硫方法。脱硫是一种受许多有关技术因素影响 的复杂过程[2]。 2国内外研究现状 2.1国内研究现状 2.1.1含镁铁水脱硫剂在攀钢的应用 攀钢经过多种配方的镁脱硫剂试验后，确定用M4脱硫剂进行工业应用。并探索出与之相应的操作参数，当w([s]1，)为0.0586%和、w([s]E)为0.0082%时，处理每吨铁水的脱硫剂成本在12.98元以下，脱硫率在86%以上。 随镁脱硫剂中镁含量增加，脱硫喷溅增加，脱硫成本也相应增加。而脱硫率并没有相应的显著增加和脱硫后铁水硫含量没有大幅度降低。最后攀钢从脱硫成本与脱硫喷溅大小等因素结合考虑，决定对M4镁脱硫剂进行推广应用。这与资料介绍:m(CaO)/m(Mg)的比值控 制在3左右不相符合。由于设备等客观原因的限制没有进行喷吹纯镁脱硫的试验[3]。 2.1.2一种新型铁水脱硫剂在崇钢试验成功 崇钢采用铁水热送热装工艺,但由于受外部条件的影响,有时铁水硫含量高达0.10%以上,给生产和冶炼操作带来很大的被动,严重影响了生产秩序。 由北京科技大学研制的新型脱硫剂,在脱硫剂中配加一些发泡剂、CaF2、Al2O3等改善脱硫反应条件。采用该脱硫剂在崇钢进行铁水脱硫试验,取得良好的试验效果(脱硫率44%~60%),现已批量投入生产应用。 该试验方法是:根据铁水的硫含量向铁水罐中预加脱硫剂,然后铁水经混铁炉———铁水罐(落差~5m)———转炉。这样铁水经过两次冲击搅拌,极大地增加了铁液与脱硫剂的接触面积,对脱硫反应起促进作用。铁水由混铁炉进入铁水罐时间只有2~3min,脱硫能力不能完全发挥。进入转炉后,尚有脱硫能力。在试验时间,转炉开始吹炼后炉渣起泡时间较不用脱硫剂提前1~2min左右,起泡次数也较前增加,给转炉操作,特别是在化渣上带来许多有利因素。该脱硫具有脱硫效率高,操作工艺简单易行,无需扒渣和不需增加设备投资等优点,符合崇钢生产工艺的需要,是一种值得推广应用的新材料。 2.2国外研究现状 脱硫剂主要有石灰(CaO)基脱硫剂、苏打(Na2CO3)脱硫剂、电石(CaC2)基脱硫剂和镁基(Mg)脱硫剂。从其脱硫热力学研究得出,在1350℃时的脱硫反应平衡常数从大到小依次为:CaC2→Na2O→Mg→CaO。 2.1 CaC2基脱硫剂的特点和应用