脫硫塔分類、脫硫原理及特點(diǎn)

煙氣脫硫技術(shù)是目前世界上規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)，世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)的煙氣脫硫技術(shù)高達(dá)100多種。

能夠滿足氣液之間有較大的接觸面積和一定的接觸時(shí)間，按照脫硫過(guò)程是否有水參加和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，

脫硫裝置可以分為

干法（Dry Scrubber）、

半干法（Semi-Dry Scrubber）

這三種工藝中濕法工藝較為成熟，效率高，操作簡(jiǎn)單，具有明顯的效率優(yōu)勢(shì)，能滿足使用高含硫量燃油的低排放的要求。根據(jù)具體裝置設(shè)計(jì)的不同，濕法脫硫裝置又大體可以分為六個(gè)子類：

鎂基-海水法、海水開(kāi)放式脫硫塔、堿性溶液閉環(huán)式脫硫塔、混合式脫硫塔、氨法煙氣脫硫法和超重力脫硫裝置。

石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)

石膏煙氣脫硫法是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的主流脫硫技術(shù)，其核心技術(shù)已經(jīng)為國(guó)內(nèi)多數(shù)公司成功運(yùn)用。該法主要是選用價(jià)格低廉的石灰石，然后將石灰石打磨成粉，添加清水制成脫硫吸收石灰漿液，經(jīng)溶解、中和、氧化和結(jié)晶等一系列的反應(yīng)后，最終生成二水石膏。

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥脫硫法

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法(SDA)屬于半干法煙氣脫硫技術(shù)（微信公眾號(hào)：航運(yùn)精英圈），該法具有設(shè)備簡(jiǎn)單，投資和運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小等特點(diǎn)，而且煙氣脫硫率達(dá)70%～95%。該法利用噴霧干燥的原理，將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。在吸收塔內(nèi)，吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發(fā)干燥，完成脫硫反應(yīng)后的廢渣以干態(tài)形式排出。

鎂基-海水法船用脫硫系統(tǒng)

鈣法技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、脫硫效率在95％以下；但其運(yùn)行費(fèi)用高、二次污染嚴(yán)重、易造成管道結(jié)垢堵塞。鎂法脫硫具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行安全、可靠性高、運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫效率能達(dá)到99％、適用范圍廣、不易結(jié)垢、無(wú)二次污染、副產(chǎn)品利用價(jià)值相對(duì)較高、能達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的SO2排放濃度值等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐步取代鈣法脫硫。

船舶煙氣在風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下經(jīng)海水噴霧冷卻，煙氣溫度降至100攝氏度以下，通過(guò)多級(jí)Mg（OH）2漿料噴霧與煙氣中的SO2反應(yīng)，降低煙氣中SO2濃度至達(dá)標(biāo)排放。反應(yīng)產(chǎn)物MgSO3隨噴霧液降至漿料池，通過(guò)氧化形成MgSO4，隨排水排放。按照一定流量注入制備的Mg（OH）2漿料，調(diào)節(jié)漿料液pH值，保證高效脫硫。該系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期可靠、達(dá)標(biāo)運(yùn)行。

鎂基-海水法脫硫工藝包括廢氣冷卻、洗滌噴淋、除霧、漿液制備及供給、排水（洗滌水）等主要過(guò)程。

鎂基-海水法脫硫技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

鎂基-海水法船舶廢氣脫硫技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備在性能指標(biāo)上，無(wú)論處理后硫氧化物排放濃度還是洗滌水排放指標(biāo)上，均符合最嚴(yán)格的國(guó)際公約和地區(qū)法規(guī)要求。鎂基-海水法船舶廢氣脫硫技術(shù)因技術(shù)優(yōu)勢(shì)而具有重大的市場(chǎng)價(jià)值。

海水開(kāi)放式脫硫塔

海水開(kāi)放式脫硫塔（Seawater Scrubber）是近幾十年發(fā)展起來(lái)一種較為成熟的脫硫技術(shù)，通過(guò)海水泵把弱堿性的天然海水打入脫硫塔內(nèi)，以噴霧的形式與主機(jī)、輔機(jī)和鍋爐產(chǎn)生的廢氣在脫硫塔內(nèi)混合（微信公眾號(hào)：航運(yùn)精英圈），利用海水的酸堿緩沖能力和強(qiáng)中和酸性氣體的能力來(lái)有效脫除煙氣中SO2，從而使排出的廢氣滿足硫化物排放要求，含有硫酸鹽的洗滌水經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)后排放到大海中去。

海水開(kāi)環(huán)式脫硫塔系統(tǒng)的基本組成包括：煙氣系統(tǒng)、海水供水系統(tǒng)、海水排放系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)（噴淋塔）、控制模塊、氣體取樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水質(zhì)取樣檢測(cè)系統(tǒng)。

洗滌過(guò)程：海水被抽入到脫硫塔并通過(guò)噴淋塔內(nèi)的噴頭噴出，與逆行的煙氣發(fā)生反應(yīng)，脫硫后的煙氣繼續(xù)上行經(jīng)過(guò)氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后排入大氣，而中和了硫化物的海水溶液下行經(jīng)水質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)后通過(guò)海水排放系統(tǒng)流入大海。

特點(diǎn)：

海水開(kāi)放式脫硫法常常應(yīng)用在區(qū)域性較強(qiáng)（海水區(qū)域）、煙氣量相對(duì)較小或工藝要求較簡(jiǎn)單的脫硫工程中。有些水域堿度值太低而不能被開(kāi)放式脫硫塔利用，如美國(guó)五大湖地區(qū)、圣彼得堡港還有密西西比河等。

目前海水脫硫法在處理高硫燃料燃燒排放的氣體時(shí)效果不是很理想，設(shè)備占用空間大，在低鹽度海域脫硫效率低，水泵能耗大、泥沙容易堵塞噴孔等，一旦這些問(wèn)題得以解決，將能大大推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)在船舶排氣處理方面的應(yīng)用。

堿性水溶液閉環(huán)式脫硫塔

堿性水溶液閉環(huán)式脫硫塔適用于長(zhǎng)期航行于SECA區(qū)域、淡水和港內(nèi)水域的船舶。其工作原理是在船舶上設(shè)有專門的用淡水稀釋的堿性溶液（NaOH、Mg(OH)2等）循環(huán)艙柜。以混合了堿液的洗滌水為煙氣洗滌介質(zhì)，洗滌水在閉式系統(tǒng)中循環(huán)使用。當(dāng)閉式系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，循環(huán)泵從系統(tǒng)柜中抽取洗滌水（微信公眾號(hào)：航運(yùn)精英圈），經(jīng)過(guò)換熱器冷卻后，輸送至洗滌塔中，以噴霧的形式與主機(jī)、輔機(jī)和鍋爐產(chǎn)生的廢氣在脫硫塔內(nèi)混合，反應(yīng)后去除硫化物，合格煙氣排放到大氣中。

閉環(huán)式脫硫塔系統(tǒng)的基本組成包括：海水冷卻系統(tǒng)、淡水循環(huán)系統(tǒng)、脫硫塔、控制模塊、水處理單元、氣體取樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、水質(zhì)取樣檢測(cè)系統(tǒng)、加藥單元及循環(huán)柜、存儲(chǔ)柜等。

洗滌過(guò)程：先根據(jù)船舶的負(fù)荷加入適量脫硫藥劑，脫硫工作時(shí)脫硫藥劑和淡水在循環(huán)柜中混合后進(jìn)入脫硫塔，脫硫塔內(nèi)的反應(yīng)過(guò)程與開(kāi)環(huán)式類似，但洗滌后溶液的去向與開(kāi)式直接排入大海不同，閉環(huán)式脫硫塔洗滌后的溶液循環(huán)進(jìn)入循環(huán)柜。當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，循環(huán)柜內(nèi)的溶液濃度和殘雜到達(dá)定值，水處理單元開(kāi)始對(duì)溶液進(jìn)行分離：水處理單元會(huì)不斷從循環(huán)柜中抽取長(zhǎng)時(shí)間使用的含有硫酸鹽的洗滌水進(jìn)行處理，產(chǎn)生的廢渣儲(chǔ)存在船上，將在船舶靠港時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)處理。堿液將作為主要反應(yīng)介質(zhì)，被不斷的加入到洗滌水中，參與脫硫反應(yīng)。

閉環(huán)式脫硫塔系統(tǒng)的淡水是封閉式的循環(huán)設(shè)計(jì)，而海水不直接作為洗滌溶液與煙氣反應(yīng)，僅作為冷卻水來(lái)為循環(huán)淡水降溫，因此閉環(huán)式脫硫塔是真正意思上的零排放。

特點(diǎn)：

混合式脫硫塔

混合式脫硫塔，顧名思義，是兼具開(kāi)放式與閉環(huán)式脫硫塔特點(diǎn)的復(fù)合系統(tǒng)，可以根據(jù)環(huán)境的要求在兩種模式間切換，適用于全球航線，包括海上、SECA區(qū)域、淡水區(qū)域和港內(nèi)水域航行的船舶。不過(guò)，在某些情況下，混合式脫硫塔還會(huì)指在開(kāi)放式系統(tǒng)中額外添加堿性物質(zhì)（以增強(qiáng)除硫的效果）的裝置，這取決于具體供應(yīng)商對(duì)產(chǎn)品的命名方式。

特點(diǎn)：

氨法煙氣脫硫技術(shù)

氨法煙氣脫硫技術(shù)是采用氨水做吸收劑除去煙氣中SO2等污染物的煙氣凈化技術(shù)。氨水與煙氣在吸收塔中接觸混合，煙氣中的二氧化硫與氨水反應(yīng)生成亞硫酸氨，氧化后生成硫酸氨溶液，經(jīng)結(jié)晶、脫水、干燥后即可制得硫酸氨。

氨是一種良好的堿性吸收劑，SO2的吸收是酸堿中和反應(yīng)，吸收劑堿性越強(qiáng)，越利于吸收，氨的堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑；氨吸收煙氣中的SO2是氣-液或氣-氣反應(yīng)，反應(yīng)速率快、反應(yīng)完全，吸收劑利用率高，脫硫率高，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗低，不存在結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象。

船舶超重力脫硫系統(tǒng)

超重力脫硫技術(shù)是濕法煙氣脫硫技術(shù), 基本原理是利用旋轉(zhuǎn)床旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)產(chǎn)生超重力環(huán)境來(lái)強(qiáng)化反應(yīng)和傳遞過(guò)程。突破了傳統(tǒng)傳質(zhì)設(shè)備重力場(chǎng)限制的局限性,對(duì)吸收劑適應(yīng)性廣，代替?zhèn)鹘y(tǒng)龐大的脫硫塔，顯著縮小裝置的體積，大幅度提高反應(yīng)、分離過(guò)程的效率。超重力設(shè)備轉(zhuǎn)速900rpm，對(duì)二氧化硫的脫除率大于98%。

超重力脫硫系統(tǒng)采用堿性吸收劑的氧化還原性質(zhì)吸收排氣中的SO2，含硫的溶液被送入沉降-氧化再生槽（簡(jiǎn)稱“沉降槽”）。在沉降槽中晶體單質(zhì)硫靠重力沉降到漏斗型的錐底，分出的硫漿（含硫約5%～15% wt）送往皮帶真空過(guò)濾機(jī)，經(jīng)過(guò)濾得到產(chǎn)品硫磺（粒徑50～150μm）。

船東可根據(jù)上述脫硫塔的特點(diǎn)按需進(jìn)行選擇，以滿足船舶在不同排放控制區(qū)域的航行要求。另外，船東還可以按照各自

的船型和耗油設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行U型或I型塔體結(jié)構(gòu)、雙塔結(jié)構(gòu)的脫硫塔選擇。

雙塔結(jié)構(gòu)的脫硫塔：

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