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一、前言
煙氣脫硫（FlueGasDesulfurization,FGD）是世界上唯一大規模商業化應用的脫硫方法，是控制酸雨和二氧化硫污染的最為有效的和主要的技術手段。
目前，世界上各國對煙氣脫硫都非常重視，已開發了數十種行之有效的脫硫技術，但是，其基本原理都是以一種堿性物質作為SO2的吸收劑，即脫硫劑。按脫硫劑的種類劃分，煙氣脫硫技術可分為如下幾種方法。
1.以CaCO3（石灰石）為基礎的鈣法；
2.以MgO為基礎的鎂法；
3.以Na2SO3為基礎的鈣法；
4.以NH3為基礎的氨法；
5.以有機堿為基礎的有機堿法。
世界上普遍使用的商業化技術是鈣法，所占比例在90以上。 煙氣脫硫裝置相對占有率最大的國家是日本。日本的燃煤和燃油鍋爐基本上都裝有煙氣脫硫裝置。眾所周知，日本的煤資源和石油資源都很缺乏，也沒有石膏資源，而其石灰石資源卻極為豐富。因此，FGD的石膏產品在日本得到廣泛的應用。這便是鈣法在日本得到廣泛應用的原因。因此，其他發達國家的火電廠鍋爐煙氣脫硫裝置多數是由日本技術商提供的。
二、脫硫工藝的選擇
在環境約束條件下,如何結合火電廠的內外部資源條件,科學合理地選擇切合實際的脫硫工藝顯得十分重要,它直接關系到脫硫系統乃至機組的安全可靠性和經濟運行。
1.脫硫條件
1.1機組條件
新機組或老機組、機組容量、剩余壽命、燃煤硫分、漏風率和含塵量等參數必須設計準確。若設計參數不正確,將會出現以下問題:(1)機組漏風,煙氣量大,脫硫投資增加;(2)實際燃煤含硫量遠超過設計值,不能達到100%煙氣脫硫;(3)煙氣含塵量過高,導致石膏品質不合格。
1.2資源條件
脫硫吸收劑的來源直接影響到脫硫工藝的選擇。另外,脫硫用水的水源水質作為脫硫吸收劑的載體也起著重要作用。因此,吸收劑及脫硫用水的來源也直接影響到脫硫工藝的選擇。
1.3建設條件
包括場地和施工條件、施工周期等。脫硫裝置的布置空間是脫硫工藝選擇的一個重要條件,不同的脫硫工藝布置空間要求不同,只有充分滿足其最小布置空間,該脫硫工藝才具備成立的條件。
2.技術比較
2.1脫硫效率
選擇煙氣脫硫工藝時,首先考慮的因素是SO2排放的控制水平,即環保法規、標準等對脫硫項目削減SO2排放量的具體要求。有了SO2削減量,進而計算脫硫項目最低的脫硫效率。
2.2鈣硫比
鈣硫比是表示達到一定脫硫效率時所需鈣基吸收劑的過量程度,是影響脫硫效率的重要因素。一般來說,鈣硫比越高,脫硫效率越高,同時脫硫工藝費用也越高。
2.3對機組影響和生產運行的適應性
2.3.1對鍋爐和煙氣系統的影響，不同工藝脫硫設備對鍋爐和煙氣系統影響各不相同,如濕法工藝安裝在除塵器的下游,對鍋爐和除塵器影響最小,但對出口煙道和煙囪會產生腐蝕。
2.3.2對機組運行的適應性，對于調峰機組,負荷變動較大,選擇脫硫工藝時,脫硫系統必須能適應經常起停的狀況,能耐受經常性的熱沖擊;有良好的負荷跟蹤特性;脫硫系統停運后的維護工作量要小。
3.經濟評價
脫硫裝置的投資費用與經濟社會效益是影響脫硫工藝選擇的主要因素之一。經濟評價應考慮主要因素:投資費用、年運行費用及經濟效益。在技術性能相當或相差不多的條件下,經濟性好的脫硫工藝為首選。
4.環境評估
脫硫工程屬于環保工程,但作為一個建設項目也同樣存在環境影響,如考慮不夠周全,則會導致二次污染。潛在的環境影響主要有:脫硫吸收劑制備系統產生的揚塵和噪聲;脫硫副產品處置,包括副產品拋棄堆存時對環境的影響;脫硫廢水對水體的影響;脫硫后凈煙氣的抬升影響。
三、石灰石工藝原理
是用石灰或石灰石漿液吸收煙氣的SO2，分為吸收和氧化兩個階段。先吸收生成亞硫酸鈣，然后將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣即石膏濕式鈣法，通常有拋棄法、回收法和雙循環濕式鈣法等，拋棄法和回收法區別在脫硫產物是否再利用。其中回收法的脫硫產物為二水石膏（CaSO4.2H2O），此法以日本應用最多。石膏的主要用途是作為建筑材料，高質量石膏作為石膏板材的原料。我國重慶珞磺電廠引進日本三菱公司的技術就是這種方法。但是，目前再我國脫硫石膏很難找到大規模的用途。對于濕法脫硫產物，值得注意的是，脫硫石膏應用途徑可以參考磷肥工業中的石膏制硫酸過程。在該過程中，石膏被C（無煙煤或焦碳）還原SO2和CaO。SO2（以5左右濃度的空氣混合物形式存在）可進一步被轉化為硫酸。CaO則循環到脫硫吸收裝置作為脫硫劑循環使用。因此，理論上，這個過程回收了煙氣中的SO2生產工業濃硫酸[98（質量）]，不消耗脫硫劑。而其還原劑煤在電廠也是十分豐富和方便。這個過程對高硫煤發電廠具有一定價值。
四、氨法工藝原理
以水溶液中的SO2和NH3的反應為基礎：
1. SO2＋H2O＋xNH3 = (NH4) xH2－XSO3
得到亞硫酸銨中間產品，亞硫酸銨再進行氧化：
2.(NH4)XH2-XSO3+1/2O2 +(2-x)NH3=(NH4)2SO4
在美國，鎂法和鈉法得到了較深入的研究，但實踐證明，它們都不如鈣法。 在我國，氨法具有很好的發展土壤。我國是一個糧食大國，也是化肥大國。氮肥以合成氨計，我國的需求量目前達到33Mt/a，其中近45是由小型氮肥廠生產的，而且這些小氮肥廠的分布很廣，每個縣基本上都有氮肥廠。因此，每個電廠周圍100km內，都能找到可以提供合成氨的氮肥廠，SO2吸收劑的供應很豐富。更有意義的是，氨法的產品本身就是化肥，就有很好的應用價值。氨法脫硫是回收法，副產高附加值的產品，可使氨增值，所以氨法脫硫的運行費用小，煤中含硫量愈高，運行費用愈低。
五、鎂法脫硫工藝原理
鎂法脫硫是采用鎂礦石(主要成份為碳酸鎂) 經過煅燒生成的氧化鎂作為脫硫吸收劑,將氧化鎂通過漿液制備系統制成氫氧化鎂過飽和液,在脫硫吸收塔內與煙氣充分接觸,煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鎂進行化學反應生成亞硫酸鎂,從吸收塔排出的亞硫酸鎂漿液經脫水處理后可供綜合利用。由于吸收劑的活性較高,鎂法脫硫采用較小容量的吸收塔和較小容量的漿液循環泵就可達到要求的脫硫效率,所以相對減少了設備的初期投資和運行費用。此外,本方法最突出的特點是脫硫劑可以循環利用,符合循環經濟要求。采用脫硫副產品
亞硫酸鎂制硫酸方案,將亞硫酸鎂煅燒生成二氧化硫和氧化鎂,其中二氧化硫可制成重要的工業原料硫酸,氧化鎂作為脫硫原料可重復利用,正常時每一個循環只需要補充不超過10 %的氧化鎂,這樣,可大大降低氧化鎂的消耗量和脫硫成本,也避免了因副產物拋棄造成的環境污染,實現了氧化鎂的循環利用。
目前脫硫方法已有上百種，例如海水脫硫工藝，電子束法脫硫工藝，雙堿法煙氣脫硫等等，原理不過就是以上的幾種理論， 每一個項目運行前需要加裝脫硫裝置，需要用那一種脫硫劑，都是要根據當地的實際情況，副產物的利用情況綜合考慮。
