干法半干法脱硫：工艺环节全拆解与核心设备细节实操指南

干法/半干法脱硫：工艺环节全拆解与核心设备细节实操指南

在“无废水、低能耗”的优势下，干法/半干法脱硫的工业化落地，核心依赖“工艺步骤的精准衔接”与“设备部件的细节设计”——从脱硫剂制备到副产物分离，每一步的参数控制、每一个设备的结构优化，都直接决定系统能否稳定达标。以下从干法（以循环流化床干法为例）、半干法（以喷雾干燥法为例） 两大主流技术路线，细化工艺环节与设备核心细节。
一、干法脱硫（循环流化床CFB-FGD）：工艺拆解与设备细节

循环流化床干法是当前工业应用最广的干法技术（占干法市场70%以上），核心是“脱硫剂干粉循环流化+气固强混合反应”，全流程分4个核心环节，每个环节均有严格的工艺参数与设备设计要求。
1. 工艺全流程：从脱硫剂制备到副产物排出（4步闭环）
环节1：脱硫剂制备与输送——“干粉粒径决定接触效率”
     工艺细节上，原料为氢氧化钙粉末（Ca(OH)?纯度≥90%，含水率≤1%），需经“粉碎-筛分-储存-输送”预处理：先通过立式冲击破碎机将块状Ca(OH)?粉碎至粒径10-30μm（粒径>50μm会降低比表面积，<5μm易团聚）；再用200-300目旋振筛去除超粗颗粒，保证干粉均一性；随后存入带加热夹套的料仓（夹套温度50-60℃，防止干粉吸潮结块），料仓顶部需配套脉冲除尘器避免粉尘外溢；最后通过浓相气力输送系统（输送压力0.2-0.4MPa，风速8-12m/s）送至脱硫塔入口，输送管道需倾斜3-5°以防干粉沉积。
    核心设备方面，立式冲击破碎机的核心部件为“冲击锤+分级轮”，冲击锤采用耐磨高锰钢（Mn13），分级轮转速控制在1500-2000r/min（通过转速精准调节粒径）；浓相输送管道内壁需衬5-8mm厚的陶瓷耐磨层，弯头处加装耐磨陶瓷贴片，且曲率半径≥3倍管径，减少干粉高速流动时的冲刷磨损。
环节2：脱硫塔反应——“流化状态决定反应效率”
    脱硫塔为“文丘里管+流化床段+扩大段”三段式结构，烟气与脱硫剂在此完成90%以上的反应：烟气先经换热器降温至100-150℃（最佳反应温度），通过文丘里管加速至15-20m/s，形成负压将脱硫剂干粉吸入塔内；流化床段塔径按烟气量设计为1.5-4m，气流速度严格控制在4-6m/s（确保干粉处于“悬浮流化状态”，不沉降、不贴壁），同时按每Nm?烟气0.1-0.3L的量喷入雾化水，将烟气湿度提升至15%-20%以加速SO?溶解；SO?与Ca(OH)?在流化状态下碰撞反应，生成CaSO?·1/2H?O，反应时间约2-3秒，脱硫剂投加量按“Ca/S摩尔比1.2-1.5”控制（过量10%-50%，避免SO?逃逸）。
    核心设备（脱硫塔）的文丘里管喉口直径为入口管的1/3-1/2，内壁需抛光以减少气流阻力，材质选用Q235+玻璃鳞片防腐（抵御烟气腐蚀）；流化床段内壁均匀分布4-6块导流板，防止气流偏流导致局部流化不良，塔壁外设频率50Hz、振幅2-3mm的振动器，避免干粉贴壁堆积；雾化水喷嘴采用双流体雾化喷嘴（压缩空气+水），雾化粒径控制在50-100μm，安装角度与水平成30°，防止水雾直接喷向塔壁造成黏附。
环节3：气固分离——“除尘器选型决定副产物回收率”
    反应后的“烟气+固体混合物（副产物+未反应脱硫剂）”进入布袋除尘器完成气固分离：过滤风速需控制在0.8-1.2m/min（风速过高易导致粉尘穿滤，过低则滤袋易堵塞）；清灰方式采用脉冲喷吹，压缩空气压力0.5-0.7MPa，喷吹间隔10-15秒，每次喷吹时间0.1-0.2秒；分离后，净烟气（SO?≤35mg/Nm?）经引风机排放，固体混合物（含水率≤1%）落入灰斗，其中80%-90%作为“循环脱硫剂”送回脱硫塔入口，10%-20%作为副产物排出。
    核心设备（布袋除尘器）的滤袋选用PPS（聚苯硫醚）+PTFE涂层材质（耐温160℃、抗酸腐蚀，使用寿命3-5年），滤袋长度6-8m、直径130-160mm；灰斗需配套60-70℃的加热装置（防止结露）和射频导纳式料位计（料位达80%时启动排灰）；卸灰阀采用星型卸料阀，转速10-20r/min，密封性能等级6级，避免漏风导致脱硫效率下降。
环节4：副产物处理——“氧化与筛分决定资源化价值”
    排出的副产物（主要成分为CaSO?·1/2H?O、未反应Ca(OH)?、粉尘）需经“氧化-筛分”处理：先送入卧式搅拌氧化槽，通入压缩空气（气液比10:1），在80-90℃下搅拌30-60分钟，将CaSO?·1/2H?O氧化为稳定的CaSO?·2H?O（石膏）；再用100目振动筛去除超粗杂质（如粉尘颗粒），确保石膏纯度≥85%、含水率≤5%，最终可作为建材添加剂（如石膏板原料）资源化利用。
二、半干法脱硫（喷雾干燥法SDA）：工艺拆解与设备细节

喷雾干燥法是半干法的代表（占半干法市场60%），核心是“浆液雾化+干燥-反应同步进行”，区别于干法的关键在“雾化环节”与“塔内温度控制”，工艺与设备细节更侧重“防结壁”与“雾化均匀性”。
1. 工艺全流程：从浆液制备到副产物分离（3步核心）
环节1：脱硫剂浆液制备——“固含量与均一性决定雾化效果”
     与干法的干粉不同，半干法需将Ca(OH)?制成“均匀浆液”：先按“固含量15%-25%”将Ca(OH)?干粉（纯度≥90%）与工艺水投入浆液搅拌槽（固含量<15%会增加水分蒸发负荷，>25%易堵塞喷嘴）；再用双层桨叶搅拌器（转速60-80r/min）搅拌15-20分钟，确保浆液均匀无结块（粒径≤50μm，通过激光粒度仪实时监测）；最后用螺杆泵（扬程30-50m，流量稳定无脉冲）送至雾化喷嘴，输送管道需设40-50℃的蒸汽伴热，防止浆液冻结或沉降。
   核心设备方面，浆液搅拌槽材质为304不锈钢+5mm厚衬胶（耐Ca(OH)?腐蚀），槽底设计为弧形底以避免浆液沉积，槽顶设溢流管防止浆液溢出；螺杆泵的定子采用耐磨损丁腈橡胶，转子为38CrMoAl材质（表面氮化处理，硬度达HRC60以上），出口需配套压力稳定阀，控制压力波动≤±0.1MPa。
环节2：喷雾干燥塔反应——“雾化+温度场决定反应与防结壁”
    喷雾干燥塔是半干法的核心，需同步完成“浆液雾化、水分蒸发、SO?反应”三大过程，工艺参数控制极严：烟气先经换热器降温至180-220℃（需高于浆液沸点以保证水分快速蒸发），从塔顶部切线进入形成旋流（提升气液接触效率）；浆液通过塔顶的离心式雾化器（转速15000-20000r/min）雾化成20-50μm的浆滴（雾化粒径不均会导致：大浆滴水分蒸发不完全→结壁；小浆滴被烟气带走→脱硫剂浪费）；浆滴在旋流烟气中下落，1-3秒内完成水分蒸发（塔中部温度120-150℃），同时Ca(OH)?与SO?反应生成CaSO?·1/2H?O，塔底出口烟气温度需严格控制在70-90℃（低于露点会结露，高于100℃会导致反应不完全）；为防止结壁，塔壁需设空气夹套（通入80-100℃热空气，保持壁温高于烟气露点5-10℃），同时安装沿塔壁缓慢旋转的刮刀，及时清除附着的固体颗粒。
     核心设备（喷雾干燥塔）的离心式雾化器核心部件为钛合金雾化盘（耐腐蚀、耐高温），雾化盘直径200-300mm，边缘设V型沟槽（保证浆液均匀甩出），需配套变频调速系统（根据烟气量动态调整转速）；塔体直径3-6m、高度8-12m（高径比2.5-3:1，确保浆滴停留时间充足），内壁涂0.5-1mm厚聚四氟乙烯涂层（光滑不粘壁）；塔内沿高度设3个热电偶温度测点（顶部180-220℃、中部120-150℃、底部70-90℃），精度±1℃，实时反馈数据以调整烟气量或雾化量。
环节3：气固分离与副产物处理——“低含水率控制”
    塔底排出的“半干态固体混合物”（含水率3%-5%）与烟气一同进入布袋除尘器，分离细节与干法类似，但需注意两点：一是过滤风速更低，控制在0.6-0.9m/min，避免半干物料堵塞滤袋；二是副产物无需额外氧化（塔内残留氧气已完成部分氧化），直接筛分后即可作为路基填料（含水率≤5%，防止路基沉降）。
三、干法与半干法：核心工艺与设备差异
     干法（循环流化床）的脱硫剂为干粉，粒径控制在10-30μm；半干法（喷雾干燥法）则是浆液，固含量需维持在15%-25%，雾化后的浆滴粒径为20-50μm。核心反应设备上，干法依赖循环流化床塔，通过气流流化实现气固混合；半干法则是喷雾干燥塔，借助旋流雾化让干燥与反应同步进行。关键设备部件方面，干法的核心是文丘里管（加速烟气引射干粉）与耐磨输送管道（抵御干粉冲刷）；半干法的关键在于离心式雾化器（控制浆滴粒径）与塔壁空气夹套+刮刀（防止结壁）。
    塔内温度控制逻辑也不同：干法全程维持100-150℃，无水分蒸发负荷；半干法需精准把控梯度温度，入口180-220℃（保证浆滴蒸发）、出口70-90℃（避免结露与反应不完全）。副产物含水率上，干法副产物含水率≤1%，需氧化后才能资源化；半干法含水率3%-5%，可直接利用。核心控制难点方面，干法聚焦流化状态，需将气流速度稳定在4-6m/s；半干法则侧重雾化均匀性与塔壁温度，避免因浆滴不均或壁温失衡导致结壁。
    这些工艺与设备的细节，正是解决“脱硫效率波动、系统堵塞、副产物难利用”等痛点的关键——比如半干法通过离心雾化器转速的精准调控避免结壁，干法借助循环倍率优化提升脱硫剂利用率。