脱硫劑

脱硫劑一般指脱除燃料、原料或其他物料中的遊離硫或硫化合物的藥劑；在污染物的控制和處理中主要指能去除廢氣中硫氧化物（包括SO₂和SO₃）所用的藥劑。各種鹼性化合物都可作為脱硫劑。

這種混合溶液脱硫劑具有表面活性，催化氧化，可以性促進SO₂的直接反應，加速CaCO₃的溶解，促進CaSO₃迅速氧化成CaSO₄，強化CaSO₄的沉澱，降低液氣比，減少鈣硫比，減少水分的蒸發。當煙氣入口SO₂濃度增加，高於設計值時，吸收塔反應池內PH值降低，需要更大的Ca/S比時，在吸收塔反應池容積不需擴大的情況下，CaCO₃能夠快速溶解，增加鈣離子濃度，保持漿液PH值在正常範圍，對PH值有一定的緩衝作用。延長工作段漿液的運行時間，減少配漿次數，可使設備結垢明顯減少，垢層變薄，停機後用水沖洗，垢層容易脱落。對脱硫系統結垢起分散性和活動性，減少結垢的淤積，減少漿液中氯離子的含量，對脱硫設備中各種材質的腐蝕、結垢速率均有不同程度的減少，其中碳鋼減少最多，腐蝕、結垢速率分別可減少74%和79%，聚氯乙烯可減少48%和55%。脱硫劑的加入，可起到阻垢防腐緩蝕的作用，減少脱硫噴嘴的堵塞、結垢、腐蝕、磨損，減少漿液循環泵及葉輪的結垢、腐蝕、磨損，減少脱硫系統中備品備件維修和更換。拓寬脱硫材料的選擇範圍，提高系統的可靠性。在不同的工況下可減少和停用漿液循環泵及氧化風機，提高脱硫效率，降低運行費用，適合煤中的含硫量變化，及適用高硫煤。在煙氣脱硫應用中，具有廣闊的市場推廣優勢，可產生可觀的經濟效益和社會效益。 ^[2] 

氧化鐵脱硫劑是一種固體脱硫劑，有無氧氣存在均可脱硫。其原理是將廢氣中的含硫化合物化學吸附到脱硫劑的小孔中，改變其化學組成從而淨化氣體。當脱硫劑達到飽和後，即其不再具有脱硫能力需要對其進行再生，如採用水蒸汽進行汽提再生。但是，氧化鐵脱硫劑在長時間使用後，其活性會不斷下降，如其中的小孔被一些雜質物所堵塞，這時脱硫劑就失活了，但當反應體系有微量氧存在時可提高其脱硫活性，延長使用壽命。廢脱硫劑可以回收其中的活性成分。 ^[2] 

因質子傳遞，H₂S與MDEA（N-甲基二乙醇胺）進行的反應幾平是受氣膜控制的瞬時化學反應：

H₂S+R₂NCH₃=[R₂NHCH₃]+[HS]^-

由於MDEA是一種叔胺，CO₂只有與水生成碳酸氫鹽後才與胺進行酸鹼中和反應：

CO₂+H₂O+R₂NCH₃ R₂NHCH₃+HCO₃

因為CO₂和水需要緩慢的中間過程，這種反應速率上的巨大差別構成選擇性吸收的基礎，即MDEA在CO₂存在下對H₂S吸收具有較高的選擇性。

酸性尾氣經水洗除去其中的CH₃OH和HCN後進入吸收塔底部與從頂部加入的貧胺液逆流接觸，脱硫後的淨化氣從吸收塔頂部逸出。離開吸收塔富胺溶液通過換熱器與貧胺換熱得到加熱，然後在再生塔中再生，脱除的含H₂S和CO₂的再生酸氣作為克勞斯裝置進料，貧胺經冷卻泵送至吸收塔。 ^[2] 

利用硫酸鈣化學和物理的穩定性達到脱硫目的，原料是石灰石、消石灰等，首先是使SO₂溶解：

SO₂+H₂O=H₂SO₃，H₂SO₃=HSO₃^-+H⁺，HSO₃^-=H⁺+SO₃^2-

使石灰石溶解：

CaO+H₂O=Ca(OH)₂，Ca(OH)₂=Ca²⁺+2OH^-，

使兩種溶液進行化學反應吸收溶解的SO₂：

Ca²⁺+SO₃^2-=CaSO₃，CaSO₃+(1/2)H₂O=CaSO₃·(1/2)H₂O。

對液體進行氧化：

HSO^3-+(1/2)O₂=H⁺+SO₄^2-，Ca²⁺+SO₄^2-=CaSO₄↓，CaSO₄+2H₂O=CaSO₄·2H₂O↓

最後的產物是CaSO₄·2H₂O↓（就是石膏），是一種不溶於水的穩定物質，可用於建築材料和水泥製作的原料。

以上這種方法就是通常所説的石灰石—石膏法煙氣脱硫（FGD）的化學機理。 ^[3] 

利用中國的特產氧化鎂進行脱硫的方法，原料是鎂礦石、氧化鎂等，也經過了SO₂溶解，MgO溶解：MgO+H₂O=Mg(OH)2，MgO+2CO₂+H₂O=Mg(HCO₃)2，

使兩種溶液進行化學反應吸收溶解的SO₂：

Mg(OH)₂+SO₂=MgSO₃+H₂O，

Mg(HCO₃)₂+SO₂=MgSO₃+H₂O+2CO₂，

MgSO₃+H₂O+SO₂=Mg(HSO₃)₂，

MgO+Mg(HSO₃)₂=2MgSO₃+H₂O

要完成此過程MgO要有5%的過量。

對液體進行氧化：

MgSO₃+1/2O₂=MgSO₄，

MgO+SO₂+1/2O₂=MgSO₄在經過結晶濃縮可生產肥料級的MgSO₄·1H₂O，也可生產工業級MgSO₄·7HO，如果不進行或抑制MgSO₃氧化，可以再生脱硫劑並生產硫酸。 ^[3] 

利用氨氣和氨水與二氧化硫和氮氧化物反應，起到脱硫、脱硝的作用。也是先用水溶解SO₂、NO、NO₂，形成HSO₃、HSO₄、HNO₃，然後與NH₃及氨水發生化學反應：

H₂SO₄+2NH₃=(NH₄)₂SO₄，HNO₃+NH₃=NH₄NO₃，

SO₂+H₂O+1/2O₂=H₂SO₄，H₂SO₃+2NH₃=(NH₄)₂SO₃，

(NH₄)₂SO₃+H₂O+SO₂=2NH₄HSO₃，NH₄HSO₃+NH3=(NH₄)₂SO₃。

(NH₄)₂SO₃在數小時內可以被大氣氧化：(NH₄)₂SO₃+1/2O₂=(NH₄)₂SO4氨法的優勢是用量少、二次污染少、副產品用途廣泛（可以作為氨肥）、也可以實現循環再生使用、脱硫、脱硝一次完成，但是氨水的價格高1200—1500元/噸，配套設備要求高，一次性投資大。 ^[3] 

用火鹼和純鹼作為吸收液進行脱硫。SO₂在水中與NaOH和Na₂CO₃反應：

2NaOH+SO₂=Na₂SO₃+H₂O，

Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂↑，

Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃，

NaHSO₃+NaOH=Na₂SO₃+H₂O，

2NaHSO₃+Na₂CO₃=2Na₂SO₃+H₂O+CO₂↑

在吸收液的處理中可以利用Na₂SO₃與NaHSO₃在水中溶解度的不同，使Na₂SO₃結晶作為副產品，或者用酸分解處理，使之再生。火鹼和純鹼的價格比較高，且腐蝕性也比較高，在當前世界上使用不是很普遍，在鈉法的基礎上，在後期加入石灰石生產石膏可以節省部分的火鹼、純鹼，這就是雙鹼法。 ^[3] 

是利用炭材料的吸附性能或催化氧化性能脱除煙氣中的二氧化硫同時回收硫資源的方法。其機理是：SO₂、O₂和H₂O被活性炭吸附，

催化氧化：

SO₂+1/2O₂=SO₃

之後水合成為酸：

SO₃+H₂O=H₂SO₄

用水沖洗吸附材料後再生吸附劑的吸附活性，併產生稀硫酸：

H₂SO₄+n H₂O=H₂SO₄·n H₂O

濃縮後成為副產品。炭法脱硫工藝流程短、運行維護簡單、脱硫劑消耗小、水耗小、脱硫成本低、副產品可綜合利用，但是脱硫容量小、能耗和炭耗大、脱硫效率低，所以現在不能用於大規模鍋爐，也沒有形成產業化。

海水/電石渣/工業廢水/鍋爐廢水法脱硫：

海水中過量的碳酸鹽（鈉、鈣）、電石渣中的碳酸鈣、工業廢水、鍋爐廢水中的鹼性物質，都是可以與酸性的二氧化硫反應而起到脱硫作用。是可以綜合利用的資源，但是在實際中應用時存在着不易控制濃度、脱硫效果不穩定、脱硫效果差等缺點，而且要因地制宜。 ^[3]