一、SO₂及酸雨危害是当今全球三大环境问题之一
，随着工业化进程，我国SO₂及酸雨危害日益严重
。至1995年，我国SO₂排放量已高达2370万吨，
超过欧洲和美国居世界首位，SO₂及酸雨污染范围
已达国土面积的40％，每年因污染造成的损失达
1100亿元以上。SO₂及酸雨污染已成为制约我国经
济和社会发展的重要因素。燃煤锅炉排放大量的烟
尘和二氧化硫严重地污染着大气环境，对工农业生
产、城市建设和人民群众身心健康带来很大的影响
，它所造成的危害越来越引起人们的普遍关注。

    为此我国政府划定酸雨控制区和SO₂控制区，
并做出厂限期治理的决定。减少工业废气中SO₂的

排放是实现中央酸雨和SO₂控制区的重大举措，也是实现我国经济可持续发展
和环境保护的—项十分迫切的任务。治理我国SO₂及酸雨污染已成为我国政府
及世界各国的焦点，势在必行。

  中央公布的酸雨和SO₂控制区明确提出，控制区必须分别于2000年和2010
年完成达标排放，并实行总量控制，把我国控制SO₂及酸雨污染提到了重要议
程。为烟气脱硫产业发展提供了良好的机遇，也使开发我国自己的烟气脱硫成
套技术及设备成为了当前十分迫切的任务。

    由于我国燃煤中大部分为含硫量高于1％的煤种，均需进行烟气脱硫，因
而烟气脱硫市场极大，仅改造已有燃煤电厂，烟气脱硫装置的市场即高达
1000亿元以上，而电厂燃煤量仅为全国燃煤量的25％左右，因而目前改造已
有燃煤设备需要脱硫装置即达2000亿元以上，而每年新增加的烟气脱硫装置
则为200—300亿元。

    以四川省为例，2000年电厂达标排放，需烟气脱硫装置即达60亿元，加
以其它工业烟气脱硫将投入200亿元才能满足要求，因此烟气脱硫装备将是本
世纪末至下世纪初最大的市场之一，由国外估计的中国的烟气脱硫市场高达
数千亿美元，各国政府、大公司已瞄准了中国的烟气脱硫市场，并已开始争
夺中国的市场。


    对粉尘和酸雨污染的治理，国家投入了不少资金，但由于过滤技术不过
关，至今不尽人意。国内已有的过滤有布袋式、旋风式、静电式、水膜式、
喷淋式、水浴式等除尘技术，前三种类型仅有除尘功能，不能消除有害气体，
而且，如旋风式除尘技术，制成产品虽造价较低，但除尘效率不易达到国家
规定的标准，特别是对微细粉尘没有过滤能力；布袋式除尘技术除尘效率可
高达99％，但它不适应低温潮湿、易结露介质，易堵塞，维护费用大；静电
式除尘技术除尘效率也可达99％，但技术较复杂，设备体积庞大，设备易生
故障，造价高，运行维护工作量大，后三类技术，虽具有除尘、过滤有害气
体的功能，但除尘清除有害气体的效率相对较低，如要达到符合国家规定废
气排放标准，用水量会很大，即水气比大，设备体积庞大。近年来，这些技
术虽有改进，但都未脱开原有技术原理，因此，技术上没有重大突破。从国
外(美、日等国)引进的喷淋、喷粉加布袋等其它技术的组合方案，在原理上
没有新的突破，所用设备造价也很高。

    我公司引进的国家专利，重点高新科技(军转民)项目，火电厂大吨位锅
炉高效气动乳化脱硫设备，具有目前国内质量最好，价格最低，非常适合中
国国情，填补了我国烟气脱硫设备国产化的一项空白。经多年研究及试验，
提出了脱硫除尘新概念。

    原理，技术先进性和经济效益比较高

    高效脱硫除尘装置应用了气动乳化过滤技术，气动乳化的原理及过滤机理
是在一圆形管状容器中，经加速的待处理废气以一定角度从容器下端进入容
器，与容器上端下流的溶液碰撞旋切，液粒被粉碎得愈来愈细，气液充分混
合，在恰当的参数匹配下，形成一层动态稳定的乳化层，最早形成的乳化液
将被新形成的乳化液所取代，带着被捕集的杂质继续流经配气室直至沉淀池。

    带有粉尘和有害气体的废气，在乳化室内参与了气动乳化过程，同时也
是一种主要是紊流掺混引起的传质过程，废气载有的粉尘和有害气体，与乳
化液中的微细液粒接触，由于在乳化液中，液粒的比表面积比起水膜除尘、
喷淋除尘方式中的液滴要大数倍至数十倍，因而，单位液量捕集和吸收烟尘
和有害气体的效率将显著增大，这种效率对难以净化的微细粉尘的净化将起
重要作用，对于有害气体来说，液粒越细，活化了的液粒，更有利于化学净
化过程。

    利用这一技术研制成的脱硫除尘装置，是在同一空间，同时进行高效脱
硫、除尘(脱氮及其它有害气体)的新型脱硫除尘设备。它具有占地小、耗能
低、运行操作与维护简单的特点。

    经检测，脱硫率达90％以上，除尘率可达99％以上。过滤器前烟尘排放
浓度1250mg/mn³,SO₂排放浓度1140mg/mN³,过滤后粉尘排放浓度
7.22mg/mN³,排放烟气的林格曼黑度小1级(实测为0级)，含SO₂为
77．5mg／mN³。这一技术产品的推出是对治理粉尘和酸雨技术的重大突
破，已被国家环保局(环科[1997]113号文件)从全国390项环保科研成果中
选出26项编为环保科技成果转化项目指南，气动乳化脱硫除尘过滤器居第五
项。文件指出：列入指南的项目，技术先进，符合国家环保技术政策，其市
场之大，前景广阔。

    目前世界各国脱硫除尘技术还是以湿法为主，湿法约占85％。以湿法脱
硫除尘技术为主的国家如日本，湿法占98％；美国占92％；德国占90％。我
们的气动乳化技术也属于湿法脱硫除尘技术。仅节约用水这一方面，在国际上
对湿法脱硫除尘技术也是一大贡献。该项目已被国家计委列为“国家军转民重
点项目”。

几种典型除尘器性能特点比较

气动乳化除尘脱硫设备数据表（参考）

旋切乳化脱硫除尘一体化过滤器参数表

2、喷雾干燥法：该法用石灰乳为吸收剂，属半干法，投资较石灰石——
石膏法低，但副产品要废弃。目前在德国、奥地利、丹麦、瑞典等国应用较
多，该法占已建成脱硫装置的8．4％。

3、吸收再生法：主要有氧化镁法、双碱法等，占已建成脱硫装置的3．4％。

4、炉内喷钙——增湿活化脱硫法：该法将粘状钙质脱硫剂(石灰石或石灰)
直接喷入燃烧锅炉炉膛脱硫；适用于中、低硫煤锅炉，占已建成脱硫装置的1．9％。

5、其它方法：活性炭吸附法、氧化铜、氧化锌法，占已建成脱硫装置的1．3％

(二)世界各国建设脱硫情况
日本： 共建有大型烟气脱硫装置1400台，烟气处理量1．3亿m³／h。
德国： 建成相当总装机容晕3000万KW电厂烟气脱硫装置。
美国： 已建成相当总装容量15亿KW电厂烟气脱硫装置，其1991年烟气脱硫
装置一年销售额达38.8亿美元。
欧洲：1990年，欧洲各国政府达成协议，将SO₂排放控制在1982年水平的
70％，各国投入烟气脱硫装置的投资额大于国民总产值的0．1％。

二、从国外引进技术情况：
l、1978年，面化公司从日本引进2 x 160t／h锅炉烟气脱硫装置，采用
“氨—硫铵法”，设备总投资530万美元。

2、1989年，沈阳黎明飞机公司从丹麦引进处理35t／h锅炉烟气脱硫装置，
采用旋转喷雾干燥法”，耗资80万美元。

3、1992年，重庆珞璜电厂从日本引进处理2x 360MW发电机组锅炉烟气脱
硫装置，采用湿式“石灰石——石膏法”，投资3660万美元。

4、1995午，山东黄岛电厂从日本引进100MW发电机组锅炉烟气脱硫装置，
采用“旋转喷雾干燥法”。

5、1997年，成都的热电厂从日本引进处理100MW发电机组锅炉烟气脱硫装置采
用“电子束辐照法”，投资1．0l亿日元。

6、1998年，太原热电厂2号机组(300MW)引进日本日立高速平流式湿式脱硫
技术，处理2／3烟气量。

7、杭州半山电厂2 x 125MW投资3．999亿。

三、国外技术本国内运用
    国外烟气脱硫技术应用最多的技术是湿法脱硫，占国外脱硫技术的90%，
是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的SO₂污染治理技术。全球大约有
124*109瓦容量的发电机组装上了该脱硫装置。

国外湿法烟气脱硫工艺在我国应用的实例：

  湿法脱硫系统的主体设备是吸收塔，国内外在各种工艺流程中采用了多种形
式的塔，从早期的水浴塔到喷淋塔、格栅塔以及近来多用的喷雾塔，其目的为
改进塔中SO₂和液体的传质吸收过程。气动脱硫除尘塔工作原理是锅炉排出的
烟气从过滤器下方进入后，凭旋流器旋转上升，同时吸收液从过滤器上方引入
后向下流动，烟气和吸收液在吸收塔内相互高速旋切掺混，液体不断被气体破
碎，并愈切愈细，使液体比表面积增大，扩大了气体与液体的接触表面，比表
面积高于一般湿法脱硫除尘技术十几倍甚至几十倍，气液固三相掺混，增强了
它们之间的传质过程，烟气通过过滤管时，使吸收液呈乳化状态，在旋流器上
方形成一悬浮的吸收液乳化层区，烟气中SO₂、在此液中被吸收中和达到脱硫除
尘目的。当此乳化层堆积到一定重量后向下排走，而从上边流下来的吸收液替
换它，形成新的乳化层，如此新旧交替乳化层在不断更新中保持较高的脱硫效
率，同时又能比一般旋风除个器清除更细小的粉尘，气动脱硫除尘塔将脱硫除
尘两种功能融为一体。

1、它比一般型式吸收塔省去厂雾化嘴等，大大减少了结垢和堵塞的可能，
且气动脱硫除尘塔没有运动的零部件，避免了因此产生的机械故障，从而提高
了运行可靠性。

2、吸收液悬浮在塔内，与SO₂反应时间长吸收液被破碎为极细微粒，气液
接触比表面积大，它的效率高于通常湿法，故所需吸收液的循环量小，我们的
实验证明，液气比L/G=0．2kg／m₃时，脱硫效率即可达90％以上，与珞璜
电厂和太原第一热电厂湿法脱硫系统相比，其气动乳化脱硫除尘塔用水少，节
省了水资源。

3、由于吸收液循环量小，故所需的水处理设备规模小，一次性投资少，
运行费用低。

4、主塔占地面积小，不仅适用于新建项目，更适用于老厂改造。

5、除尘效率达98％以上。

     总之气动脱硫除尘结构紧凑，占地面积小。无运动零部件，设备可用率
高，可靠性好，吸收液供给无喷嘴、无堵塞问题，所需吸收液较少，从而减
少了水耗及运行设备规模，降低了运行成本， 且配套设备尽量采用国产设
备，大大减少了—次性投资。

    废渣中含有大部分的石膏，约20％的水份， 部分烟尘和Ca(0H)2等物质。

二、控制系统
l、集散型控制系统
    集散型控制系统，功能较全，灵活性、可靠性高，可实现自适应控制。配
备功能齐全的检测、显示仪表，如SO₂、布线测量仪、烟气量测量仪、温度测
量仪、粉尘测量仪、PH计变送器、液位变送器、电磁流量计、显示屏、仪表屏
、计算机、 打印机等。

    控制时，根据出口烟气量、SO₂、浓度的测量值与设定值的对比；或根据
脱硫废液PH值、脱硫效率与设定值的对比；控制碱液供应量，改变液气比L／
G；控制石灰乳液流量，改变碱液浓度等手段保证出口SO、浓度；脱硫效率稳
定在设定范围；根据各水池中液位计的测量值与设定值的对比，控制各有关设
备运行，保证供液系统正常运行；运行参数检测数据自动记录、储存及打印。
一切操作都由设定的程序自动完成， 也可在需要时转换为手动操作。除以上
的控制外，水系统各主要设备还配有紧急备用设备，可在设备发生故障时，紧
急启动，以维持脱硫系统的正常运行。

2、手工操作控制系统
    手工操作控制，配备电控柜等一些必须设备．设备配置简单、廉价。

    控制时，主要靠已获得的经验控制参数，人工操作。在调试阶段，根据出
口烟气量、SO₂浓度的测量值与设定值的对比，或根据脱硫废液PH值、脱硫
效率与设定值的对比，控制碱液供应量，改变液气比L／G；控制石灰添加量，
改变碱液浓度等手段保证出口废液PH值或SO₂浓度、脱硫效率稳定在设定值范
围。其间控制采用手动操作；人工干预。调试确定的运行参数，记录下来。
(如碱液浓度、循环水量、出口S0、浓度、生石灰添加量等作为以后的运行的
依据。)

    除上述两种控制水平外，还设计厂一种介与此两种水平之间的控制手段，
可以根据用户需求选用，在此不再赘述。

3、沉淀过滤丁艺
    沉淀产出上浮液可能带有少量悬浮物，在下—道结晶工序中带入结晶，再
焙烧后混入氧化镁返回乳化吸收液，一般对工艺无影响，但是大量富集后，使
返回氧化镁品位降低，在工艺中可抽取一定量上浮液，经WH型高效悬浮物分
离器过滤，以保持上浮液中细浮物平衡。

4、浓缩结晶：
    浓缩结晶物为MgSO₃·6H₂O，MgSO₃·3H₂0，MgSO₄·7H₂O，MgSO₄·3H₂O，
在40℃以下结晶物含结晶水在6—7％，经离心过滤后，其吸附水在0．5—2％
。由于电厂废热蒸气比较丰富，浓缩结晶工序可在电厂完成。

四、制酸厂回收工艺概况
    由于在SO₂—SO₃转化过程中，对含SO₂气体中水份控制要求<l％，而
SO₂含量8—10％，所以亚硫酸镁的分解可分为两道工序进行：烘干脱水-焙
烧分解。前道烘干脱水工序控制在180—200℃可使所有结晶水脱完，其热源
可利用后道焙烧分解炉(回转窑)余热。

    焙烧分解 MgSO₃分解温度比MgSO₄低，故在回转窑焙烧料中可加入少
量还原剂，促进分解反应：2MgSO₄+C→2MgO+2S0₂+CO₂

    焙烧温度控制在815℃±5℃，以满足一定的分解速度，又保证不使MgO
烧结成硬块。

回转窑热源，采用专项技术----等离子弧热源，其优点：
1、热源为干净能源，不产生其它杂物(如固体灰尘、氢燃烧后水份)。
2、便于采用内加热方式，节能效果好。
3、回转窑采用内加热后，便于炉窑的密封，在焙烧过程中有利于提高SO₂
在炉内的浓度。
4、回转窑内加热方式，可选用合适酸性耐火炉衬，使炉龄提高。焙烧工序
的电耗估计在0．8—l，2Kwh／kg焙料。

五、市场分析
    自一九九五年后，我国大中型硫酸厂都改用硫磺制酸，硫磺来源靠从日本
进口，日本硫磺从中东石油中提炼而得，中东局势不稳定，影响硫磺进口的不
稳定，所以许多硫酸厂迫切希望国内有稳定的硫资源供应。上海地区硫酸消耗
量在40万吨／年，去年苏州(苏化)、无锡等地又相继扩建30万吨的制酸车间，
所以硫资源有着广阔的市场基础。

六、经济效益估算
收入：
l、产出98％硫酸 15331吨 产值735．888万元
2、减少SO₂排放收益 10433吨 价值208．66万元

支出：
1、氧化镁循环使用量 948吨 氧化镁损耗量 497．4吨 34．818万元

2、焙烧亚硫酸镁电耗
MgSO₃烧量 16954吨

耗电 1017万度 203．4万元

3、人工费：吸收浓缩结晶，焙烧分解工序，共40名

年工资总额 80万元

4、运输及其它费用 150万元

合计：(四项相加) 468．218万元

盈利：(735．888—468．218) 267．67万元

说明：有关计算数据
SO₂吸收率：86％ 氧化镁下艺S:Mg=1:0．82
日工作23．5小时 年工作(运转)360天
氧化镁损耗率5％ SO₂转化率99％
考虑自备电厂少量的电耗，加到电价中计算。

最终盈利两部分：267．67万元+208．66万元(排污费)

2、脱硫工艺见流程示意图。(附图一)
该示意图为石灰作吸收液的工艺流程。也可选用其
他材料来制作吸收液。

3、主要设备概算：
A、气动乳化过滤器840万。主要内容包括过滤器主体装置，进气段，排气
段，流量计，清洗系统，承重钢架。不包括风门和风机。

B、脱硫剂制备系统及废液处理系统150万。内容包括吸收液制备(其中包括
消石灰机，搅拌机，自动提升机，料仓)；废液净化再循环设备中的曝气风
机及装置；各种泵阀及管道系统。


C、电控设备约50万元，如用计算机集散控制系统约150万元。

D设备概算总计约1040万(手控)或1140万(自控)。

4、以上概算仅为纯设备费用，不含建筑安装调试土建施工等辅助费用。

5、运行消耗指标：
A、支出
(1)生石灰 年耗12800吨 76．8万元
(2)工业水 年耗3万吨 3．0万元
(3)电 年耗3600MW．h 108万元

B、收入
(1)减少SO₂排污费126．7万元(0．2元／公斤)
316．8万元(0．5元／公斤)

以上按S0₂含量2000mg／m_N³，脱硫率80％计算。

(2)年产废渣(制砖或填路)3万吨收入30万元以上。

C、年运行按300天估算，则减少的排污费用可将运行费基本抵消。

6、脱硫率 CaO可达85％

二、气动乳化脱硫除尘装置系统工艺简介

1、气动乳化脱硫除尘装置工作原理
    新型气动乳化过滤器，它的工作原理是，锅炉排出的烟气从过滤器下方
进入后经旋流器旋转上升，吸收液从过滤器上方引入后向下流动，烟气和吸
收液在过滤器内相互高速旋切掺混，液体不断被气体破碎，并愈来愈细，使
得液体比表面积增大，扩大了气体与液体的接触面积，比表面积高于一般湿
法脱硫除尘技术十几倍至几十倍，气、液、固三相紊流掺混，增大其间的传
质过程，在旋流器之上形成一吸收液乳化层区，烟气以沸腾状态通过吸收液
乳化区，在此区中进行吸收、中和作用，达到脱硫效果，当此乳化层区堆集
到一定重量，向上旋流托持不住时，即开始向下排走，从上流下新的吸收液
代替它，形成新的乳化层，它又增强了脱硫效果，如此新旧交替，乳化层在
不断更新保持较高的脱硫效率。干净的烟气通过气水分离除去气中的水份后，
排入烟道。它省略了雾化喷嘴，又没有运动零部件，这就节约了电量，减少
了结垢和堵塞的可能，运行可靠性大大提高。此外由于乳化吸收液的效率高
于一般湿法，所以所损耗吸收液较少，我们的试验证明液气比
L／G≤0．3Kg／m₃，脱硫效率即可达80％，而现在在我国珞璜厂和太原第
一热电厂的石灰石——石膏法湿式脱硫其L／G分别为26Kg／m₃和
16Kg／m₃，要使用大量的循环水，气动乳化过滤器用水少，节约水资源，
也减少了电消耗。

    总之，气动乳化过滤器结构紧凑，占地面积小，无运动部件，设备寿命
长，吸收液出口口径大，无堵塞问题，液气比低，减少厂水资源的消耗。所
用钙硫比Ca／S=1．0—1．3，与一般湿法一致，所耗吸收剂低。正是因为这
些优点，得到了国家环保局的推荐和国家计委的重视，并获得了国家专利。

2、脱硫工艺流程
  由于50余万mN3烟气量对应的吸收剂消耗量为中等水平，所以考虑进行半
自动投加，首先用车将吸收剂(生石灰或NaOH)送至料仓，料仓储量应能保持
正常运行10天以上的用量，吸收剂的消化采用手控机械投加和配制，配制好
的母液送至吸收液池中储存，供日常使用。母液池的浆液由计量泵定量向均
质池内投加，并随过滤器出水废液PH值及烟气出口SO₂的变化而作出相应的变
化。均质池向过滤器提供稳定、均匀的吸收液。吸收液由泵打至过滤器上端
进液口，自上而下，与烟气逆向充分接触，达到净化烟气的目的。反应完的
废液由过滤器下端出液口流入废液池，经过曝气达到稳定状态后，用泵打出，
依次经过增稠、脱水装置，达到用车外运的状态。分离出的水流入回水池，
用泵打回均质池及石灰乳池中。循环使用。