我國是以燃煤為主的國家，據統計，1995年煤炭消耗量為12.8億噸,且逐年遞增，二氧化硫的排放量達2370萬噸，超過美國2100萬噸的排放量，成為世界二氧化硫排放第一大國。目前全國62以上的城市SO2濃度超過國家環境質量二級標準，占全國面積40左右的地區受到SO2大量排放引起的酸雨污染，因此控制SO2的污染勢在必行。

      1996年我國頒布的《新大氣法》針對我國酸雨和SO2污染日趨加重的情況，規定對已經產生和可能產生酸雨的地區和其他SO2污染嚴重地區劃定酸雨控制區或者SO2控制區，控制區內新建的不能燃用低硫煤的火電廠和其他大中型企業必須配套建設脫硫和除塵裝置，或者采用相應控制SO2的措施;已建成的不能燃用低硫煤的企業應采取控制SO2排放和除塵措施。國家環保局要求在兩控區內，要把治理措施作為當地規劃的重點內容。因此高效脫硫設備的研究開發任重道遠。

      2．國內外研究現狀

      目前，國內外應用的SO2的控制途徑有三種：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫(即煙氣脫硫)。其中，煙氣脫硫(FGD即FlueGasDesulfuration)是目前世界唯一大規模商業化應用的脫硫方式，是控制SO2污染和酸雨的主要技術手段。

      全世界已有15個國家和地區應用了FGD裝置，其設備總裝機容量相當于2-2.5億Kw，每年去除SO21000萬噸。據統計，1992年，全球安裝了FGD裝置646套，其中美國占55.3，德國占26.4，日本占8.6，其余國家占9.7。由于上述三國大規模應用FGD裝置，且成效顯著，雖然近年三國電站的裝機容量不斷增加，但SO2排放總量卻逐年減少。

      日本是世界上最早大規模應用FGD裝置的國家。截止1990年，該裝置達1900多套，總裝機容量達0.5—0.6億Kw。目前，日本的SO2已基本得到控制。

      自70年代初開始，特別是1978年美國重新修改了環境法規，否決了高煙囪排放，使FGD技術發展迅速。目前其FGD裝機容量達0.7—1.0億KW，超過日本成為世界第一。

      歐洲以德國發展最為迅速，其裝置總裝機容量已達0.46億KW，居世界第三位。西德從70年代后期開始，在引進日美先進技術的同時，立足于本國技術的開發。截止1992年，5萬KW以上的燃煤鍋爐全部安裝了FGD設備。

      我國早在70年代，就開始了電站鍋爐技術的研究工作，先后有60多個高校、科研和生產單位對多種脫硫工藝進行了實驗研究。但與發達國家相比，雖然起步不晚，進展卻比較遲緩。

      隨著能源工業的發展，燃煤的增加，酸雨的危害日趨嚴重，使SO2的控制技術的研究被提到議事日程上來。七五、八五期間，國家投入了大量的人力、物力和財力，對SO2的污染控制組織了攻關研究，取得了一系列成果。國內在FGD方面開展的研究很多，涉及各類方法，但大部分尚停留在小試或中試階段，有的技術雖有工業性試驗裝置，但未能大規模推廣應用。為了促進國內FGD技術的開發研究，國家有計劃、有目的的引進了一批國外的先進技術和裝置。所引進的示范工程涉及各種成熟工藝。

      引進的示范工程雖然設備先進、運行穩定、自控程度高，但其投資及運行費用極為昂貴，同時還存在二次污染。因此，如何使其國產化，降低成本及費用以適應我國的市場需求，就成為我國科研工作者的一項艱巨任務。

      3.我所現有的相關工作基礎

      山東省科學院能源研究所多年來致力于節能和環保技術的研究和開發，建立了較好的煙氣脫硫及相關技術的研究基礎。

      近年來，我所在煙氣脫硫技術方面進行了一些研究和開發，建立了流化床、水浴、旋風分級、旋流板式等煙氣一些脫硫試驗臺架，并購置了一批基本的試驗和測試儀器。

      自1989年來，我所進行了較多的干燥和熱能技術的研究和開發，承擔了國家和省科委課題，取得了一批研究和開發成果。如山東省課題鼓泡床干燥技術、粉碎流化床干燥技術、載體流化床干燥技術、循環氣流干燥技術、自清理回轉圓筒干燥技術、旋風分級干燥技術等。這些課題均通過了專家鑒定，其中兩項為國際先進水平，其余為國內領先水平。所有這些課題在通過鑒定后，我所隨即進行了產業化開放，形成了產品，并占領了較大的市場，目前以上干燥設備的年銷售額已突破2000萬元。由于獲得了較好的應用，這些課題均獲得了山東省科學院科技進步一等獎，其中粉碎流化床干燥技術及裝置的研究課題在1997年榮獲山東省科技進步二等獎。目前，還有一些在研的干燥技術課題，如化工裝備總公司95煤化工的干燥單元、山東省重大科技攻關項目新型噴霧干燥機的研制等

      在傳熱傳質和化學反應方面，干燥過程和煙氣脫硫過程的特征極其相似。以上這些研究成果為煙氣脫硫技術的研究奠定了較好的理論及產品開發的基礎。

      在1999年我所派團赴波蘭羅茲技術大學進行技術交流時，確定了在干燥和環保設備的研究及其神經網絡預測方面，以及先進的激光測試實驗手段實施方面的進一步合作關系，為脫硫技術和裝置研究的國際合作打下了良好的基礎。

      在多年研究工作的基礎上，我們逐步強化了我們的試驗力量，建成了包括脫硫在內的多個有代表性的試驗臺架，配置了基本的測試、分析儀器。山東省科學院專門為我所建造了1200m2的熱能重點實驗室，為我們承擔相關的重點課題、進行煙氣脫硫的深化研究,打下了堅實的試驗基礎。

      4．“十五”期間的打算

      針對國家的環保形勢，并充分考慮在煙氣脫硫方面的科研能力和研究條件，山東省科學院能源研究所決心在煙氣脫硫技術的研究及其裝置的產業化方向取得突出的成就。

      根據我所在流態化干燥和噴霧干燥技術及其裝置的研究和應用基礎，十五期間，我們擬對循環流化床煙氣脫硫進行深入研究。

      4.1循環流化床的研究現狀

      循環流化床(即CircularFluidBed以下簡稱CFB)脫硫技術是國外90年代開始研究應用的一種新型的脫硫技術，在降低設備投資方面具有較大的優勢，同時還具有很高的脫硫效率。該裝置利用CFB內固體顆粒與氣體接觸均勻、氣固兩相相對速度較高等特點，使CFB煙氣脫硫裝置具有較高的脫硫效率。固體顆粒在CFB中通過加濕、吸收SO2、被干燥等過程后，被旋風分離器從煙氣中分離，部分固體分離物再循環加入流化床內，使吸收劑得以充分利用，減小了鈣硫比。1998年德國LurgiGmbH公司開發出三套CFB裝置，用于64MW及170MW電廠鍋爐的煙氣脫硫，使用情況良好，其SO2的脫除效率高達95以上。

      4.2研究目的

      本研究的目的是:借鑒國內外已有的研究成果和相關行業的技術，進行技術創新和突破，研制適合于我國大中規模燃煤設備(如64MW-300MW規模的電廠鍋爐)的脫硫裝置。

      4.3技術關鍵

      該項目的技術關鍵在于裝置的結構參數和操作參數、霧化形式的確定及其與CFB脫硫裝置的配置。使CFB脫硫裝置具有較高脫硫效率和較小壓力損失。

      該裝置擬對國外常規CFB裝置的機構作適當改動，引入適當強度的切向流，以提高氣固、氣液的相對速度，提高煙氣與吸收劑的反應強度。并延長氣固、氣液的接觸時間，使反應趨于完全。在此基礎上，利用我所在旋風分級干燥技術的研究成果，設置相應的內部構件，使不同粒徑的含濕固體或液體顆粒與煙氣具有不同的接觸時間，使反應更加均勻完善，并降低吸收劑的用量和對吸收劑和霧化均勻性的要求。

      該項目的技術創新和突破在于在通過引入適當強度的切向流，提高了煙氣與吸收劑的反應強度，降低了吸收劑的循環量和粒度要求以及降低了系統后半部除塵單元的負荷，可相應降低系統的動力消耗。

      4.4預期所能達到的技術經濟指標

      a.脫硫效率390;b.除塵效率395;c.使用壽命5年以上。

      4.5經濟效益和社會效益

      該項目研究完成后的技術成果可廣泛應用于各種燃煤設備，如電站鍋爐、工業鍋爐、生活鍋爐、熱風爐、熱處理爐等。預計每年至少可銷售50臺套各種型號的脫硫設備，可為本單位創造800萬元以上的利潤。該裝置實現應用后，可有效的減少煙氣的SO2排放量，不言而喻也將具有可觀的環保效益和社會效益。