航天空氣動力技術研究院氣動脫硫技術與設備簡介
一、簡介
氣動脫硫技術是中國航天空氣動力技術研究院發揮航天高新技術優勢，運用流動剪切、紊流摻混傳質物化原理和風洞設計方法研制出的，針對各種鍋爐的煙氣脫硫和工業裝置尾氣治理的，擁有自主知識產權（發明專利、實用新型專利）的創新技術？蛇x擇石灰(石)—石膏法，也可選用鈉法、氨法、鎂法、雙堿法和海水脫硫等其它工藝。
二、技術原理：
煙氣從氣動脫硫單元下方進入，在旋流器的作用下，形成具有一定速度的向上的旋轉氣流，將單元上端注入的吸收液托住反復旋切，在旋流器的上部保持一段動態穩定的液粒懸浮層，液相和氣相的聚散組合隨機、隨時發生，大大地降低了氣膜和液膜的厚度，增加了反應物的活性，增強了摻混，提高了傳質效率，達到有害氣體吸收、粉塵捕集的目的。
三、技術特點：
3.1節能
氣動脫硫技術屬于濕法脫硫技術，其漿液制備和石膏處理分系統與其他技術并無差異；在脫硫塔的設計中卻有較大的區別，由于氣液的摻混較強，所以液氣比低而脫硫率高，循環泵節能效果顯著。
3.2 技術原理先進
3.2.1 除塵性能
氣動脫硫技術是氣相和液相兩項分散的技術，煙氣在旋流器的作用下，形成具有較高速度的向上的旋轉氣流，將單元上端注入的吸收液托住反復旋切，在旋流器的上部保持一段動態穩定的液粒懸浮層，液相和氣相的聚散組合隨機、隨時發生。所以在液氣比相對較低的條件下，可以取得較高的脫硫率和極高的除塵率。真正做到了節能高效。一般噴淋脫硫技術均為液相分離技術，在液相粒徑和除霧器的設計要求下，氣相的流速受到限制，所以在經濟的液氣比的設計條件下，噴淋法的除塵率較低，理論上可達到70%，實際只能達到50%,未能被液相在摻混區捕集的粉塵被下游設備所捕集，造成除霧器和換熱器的除塵負荷加大，頻繁的沖洗會影響系統的水平衡，粉塵的在除霧器和換熱器的堵塞可直接導致系統停運。所以引進技術諸多的停塔條件中有一條就是“粉塵濃度小于200mg/Nm3”，后放寬到300mg/Nm3，但仍然不能適應我國煙氣含塵濃度高的工況，煙氣的高粉塵濃度依然是很多系統不能長周期運行的關鍵。由于氣動脫硫技術的摻混強度高，對于超細粉塵的脫出率也較高，根據燕化研究院的研究，對pm10和pm2.5的脫除率可達75%，即在氣相和液相在摻混段中，液相就將氣相中的SO2和90%以上的粉塵捕集到液相中，帶入到漿液池里，大大地降低了下游設備的除塵負荷，因而水平衡掌握較容易，系統可長周期運行，燕化三電站的脫硫系統達到了與鍋爐同步檢修的水平。
高除塵率是氣動脫硫技術的最大的技術特點，是氣動脫硫系統取得長周期運行的關鍵技術之一。電站燃煤含塵率高，電除塵器效率不穩定，排放煙氣含塵濃度高是我國的國情，引進技術至今尚不能完全適應，而氣動脫硫技術正是在這種工況環境中脫穎而出的。
3.2.2 較低的液氣比
由于氣動脫硫技術的摻混強度大，所以可以以較小的液氣比取得較高的脫硫率。一下舉兩例說明：
例一：燕山石化一電站2×310噸CFB鍋爐煙氣脫硫工程采用我院氣動脫硫技術脫硫劑為石灰石，液氣比為6，工程于2007年5月建成并投運。CFB鍋爐燃料主要是90%的石油焦和10%的煤，爐內脫硫率90%，煙氣SO2濃度1500mg/Nm3。鍋爐與脫硫系統同步建設，脫硫系統很快完成調試，在鍋爐的調試中，在100%燃石油焦時，由于爐溫較低，石灰石分解較少，爐內脫硫率下降，煙氣排放SO2濃度達到5000mg/Nm3，此時如保證石灰石的供應，則脫硫后煙氣排放SO2濃度達到400mg/Nm3，脫硫率達到85%。
例二：華能北方聯合電力海勃灣電廠2×200MW機組脫硫工程，采用我院氣動脫硫技術脫硫劑為石灰石，液氣比為9，設計煙氣SO2濃度3500mg/Nm3。在實際運行中煙氣排放SO2濃度達到5000mg/Nm3，脫硫后煙氣排放SO2濃度小于到100mg/Nm3，脫硫率大于99%。
對于噴淋法，當煙氣SO2濃度3500mg/Nm3時，設計液氣比均大于22，氣動脫硫技術僅在6～9即可，其優勢可見。
3.3 脫硫塔放大效應小，系統結合工況設計靈活
氣動脫硫塔是氣動脫硫單元的并聯組合塔，這種結構使氣動脫硫塔成為具有填料塔性質的脫硫塔，其開孔率為脫硫塔截面積的30～45%。這種結構和降溫、布漿層相配合，可有效的適應煙氣量和煙氣溫度的波動，這種抗波動的范圍遠遠大于空塔技術。
氣動脫硫技術是逐步發展起來的成熟技術，所完成的工程的處理煙氣量從2～200萬Nm3/h，均未出現因處理煙氣量的增加而造成脫硫塔脫硫率下降或系統阻力增加的問題。所以氣動塔的放大性能優于空塔。氣動脫硫塔可以做到煙氣處理量無限制連續放大。
四、氣動塔的結構特征：
氣動脫硫塔是氣動脫硫單元的并聯組合塔，氣動脫硫單元并聯組合結構的結構部件是將直徑相同或不同的氣動脫硫單元有序地并聯排列在同一個平面上，構成處理不同的煙氣量的結構部件；該部件的安裝位置處于脫硫塔的中部，煙氣和脫硫劑的流向同氣動脫硫單元，即向上運動的煙氣和向下流動的脫硫劑必須流經的部件上的氣動脫硫單元而流向各自的下游區域；組合所需要氣動脫硫單元的個數和氣動脫硫單元的直徑根據所需處理的煙氣量的多少、脫硫效率和阻力確定；這種有序的并聯排列可以組成方形、長方形、圓形和橢圓形的氣動脫硫單元并聯組合結構部件，具體形狀由工況條件決定。
這種結構的目的是通過空氣動力學、流體力學技術和優化設計方法，將氣液的高速、高強度摻混和氣液的充分分離有機地組合在一個塔體之內。
五、技術指標：
脫硫率: >95%；
除塵率：>90%；
液氣比: < 6；
脫硫塔阻力: <1400Pa ；
運行率：>98%；
六、工程業績（用于電力機組部分）
表3：完成工程：
表4：在建工程
6.1 已運行工程案例
6.1.1 燕山石化三電站1×220噸水煤漿鍋爐脫硫工程
工程簡介：一爐一塔工程，改造原引風機，設管式換熱器，不設脫硫增壓風機，生成石膏。
設計參數：煙氣量：32萬Nm3/h；入口SO2濃度：1500mg/Nm3；入口粉塵濃度：450 mg/Nm3；出口SO2濃度：65mg/Nm3；出口粉塵濃度：30 mg/Nm3；脫硫劑：生石灰粒料；鈣硫比：1：1.03；液氣比：2×1（兩級，各為1）；循環泵數量：2臺（單臺75千瓦）；運行PH值：小于6；
2003年7月運行至今。
北京市環保監測中心檢測結果：出口SO2濃度：45mg/Nm3；出口粉塵濃度：20 mg/Nm3；
6.1.2燕山石化一電站2×310噸CFB鍋爐脫硫工程
工程簡介：一爐一塔工程；設管式換熱器；原設計有脫硫增壓風機，因鍋爐引風機設計余量較大，故于2007年12月20日拆除脫硫風機，由鍋爐引風機推動脫硫系統；生成石膏。
設計參數：單塔煙氣量：30萬Nm3/h；入口SO2濃度：1500mg/Nm3；入口粉塵濃度：50 mg/Nm3；出口SO2濃度：100mg/Nm3；出口粉塵濃度：30 mg/Nm3；脫硫劑：石灰石粉料；鈣硫比：1：1.03；液氣比：2×3（兩級，各為3）；單塔循環泵數量：2臺；運行PH值：5.3～5.5；
2007年5月運行至今。
出口SO2濃度：＜100mg/Nm3；出口粉塵濃度：＜20 mg/Nm3；
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