垃圾焚燒電廠作為城市固廢處理的重要設(shè)施，其煙氣凈化技術(shù)直接關(guān)系環(huán)境安全與公眾健康。氫氧化鈣(Ca(OH)?)脫硫劑因成本低、反應(yīng)活性高等特點，被廣泛應(yīng)用于干法或半干法脫硫工藝中。然而，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)趨嚴和垃圾焚燒煙氣成分復(fù)雜化，其應(yīng)用面臨多重技術(shù)挑戰(zhàn)。本文結(jié)合*新研究與實踐案例，深入剖析氫氧化鈣脫硫劑在垃圾焚燒電廠中的技術(shù)瓶頸，并探討可能的破局路徑。

一、活性與穩(wěn)定性：脫硫效率的“雙刃劍”

氫氧化鈣的脫硫性能高度依賴其比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)。研究表明，高活性氫氧化鈣的比表面積(BET)需達到40 m2/g以上，較普通產(chǎn)品提升3-4倍，才能實現(xiàn)95%以上的脫硫效率12。然而，這一特性也成為技術(shù)難點：

制備工藝復(fù)雜

高比表面積氫氧化鈣的生產(chǎn)需通過濕法或干法改性工藝，涉及生石灰消解條件(水溫、滯留時間等)的精密控制。例如，采用蔗糖溶液或磺化木質(zhì)素作為添加劑可優(yōu)化孔隙結(jié)構(gòu)，但工藝穩(wěn)定性要求極高，易因參數(shù)波動導(dǎo)致批次性能差異。

儲存與運輸中的失活

氫氧化鈣易吸潮并與CO?反應(yīng)生成碳酸鈣，導(dǎo)致活性下降。實驗數(shù)據(jù)顯示，未密封儲存的高活性氫氧化鈣在48小時內(nèi)比表面積可減少30%，直接影響脫硫效率5。因此，防潮包裝與惰性氣體保護成為必需，但顯著增加成本。

解決方向：研發(fā)復(fù)合穩(wěn)定劑(如硅酸鹽涂層)以延緩吸潮;開發(fā)原位活化技術(shù)，在投加前通過氣流粉碎恢復(fù)顆粒分散性。

二、復(fù)雜煙氣條件下的反應(yīng)適配性

垃圾焚燒煙氣具有成分復(fù)雜(含SO?、HCl、二噁英等)、溫度波動大(80-200℃)、濕度高等特點，對脫硫劑的適應(yīng)性提出嚴苛要求：

多污染物協(xié)同脫除困境

氫氧化鈣對SO?的脫除效率較高，但對HCl的吸附能力有限。研究表明，當(dāng)煙氣中HCl濃度超過200 mg/Nm3時，需額外添加活性炭或鈉基吸附劑，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度提升24。此外，二噁英的脫除需依賴催化氧化，與鈣基脫硫劑難以兼容。

溫度敏感性

煙氣溫度低于70℃時，氫氧化鈣與SO?的反應(yīng)速率顯著降低;高于150℃時，則可能引發(fā)燒結(jié)現(xiàn)象，堵塞孔隙。某垃圾焚燒廠案例顯示，溫度波動導(dǎo)致脫硫劑利用率從85%驟降至60%。

解決方向：開發(fā)梯度溫控噴注系統(tǒng)，分區(qū)調(diào)控脫硫劑噴射量;引入金屬氧化物(如Fe?O?)負載型復(fù)合脫硫劑，拓寬溫度適應(yīng)范圍。

三、副產(chǎn)物處置與資源化瓶頸

氫氧化鈣脫硫后生成的副產(chǎn)物(如CaSO?、CaSO?、未反應(yīng)的Ca(OH)?)若處理不當(dāng)，可能引發(fā)二次污染：

固廢產(chǎn)量與成分波動

垃圾焚燒煙氣中Cl?含量高(通常>1%)，導(dǎo)致副產(chǎn)物中氯鹽比例上升。此類混合物易吸潮板結(jié)，難以直接用于建材生產(chǎn)。某項目實測顯示，副產(chǎn)物浸出液Cl?濃度超5000 mg/L，遠超填埋標(biāo)準(zhǔn)。

資源化技術(shù)經(jīng)濟性不足

現(xiàn)有技術(shù)可將副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為石膏板或路基材料，但處理成本高達200-300元/噸，與市場售價倒掛。科環(huán)山東能源嘗試將脫硫石膏轉(zhuǎn)化為碳酸鈣和硫酸銨，純度達90%以上，但需配套CO?捕集設(shè)施，初期投資增加40%。

解決方向：推廣“以廢治廢”模式，例如利用電石渣替代部分石灰石原料，降低預(yù)處理成本;開發(fā)副產(chǎn)物礦化CO?技術(shù)，實現(xiàn)碳匯收益。

四、系統(tǒng)集成與設(shè)備耐久性挑戰(zhàn)

脫硫系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行受設(shè)備腐蝕、堵塞等問題制約：

管道與除塵器堵塞

高活性氫氧化鈣的微米級顆粒易在濕度較高時團聚，造成輸送管道壓差升高。某焦化廠案例中，布袋除塵器壓差達3200 Pa，電耗增加15%。

設(shè)備腐蝕加劇

Cl?與SO?2?在高溫下形成腐蝕性氣溶膠，導(dǎo)致反應(yīng)塔內(nèi)壁與噴淋系統(tǒng)腐蝕速率提升3-5倍。采用玻璃鱗片防腐層可延緩腐蝕，但頻繁檢修仍使年維護成本增加20%。

解決方向：優(yōu)化氣流分布設(shè)計，采用文丘里管強化氣固混合;應(yīng)用耐氯離子腐蝕的鎳基合金涂層。

五、經(jīng)濟性與規(guī)?；a(chǎn)矛盾

盡管高活性氫氧化鈣可減少用量(較普通產(chǎn)品節(jié)省30-50%)，但其生產(chǎn)成本仍制約大規(guī)模推廣：

原料與能耗成本高

濕法制備需消耗大量純水與熱能，噸產(chǎn)品能耗達120 kWh;干法工藝雖節(jié)能，但對生石灰純度要求(CaO>95%)推高原料成本。

區(qū)域供需失衡

華北地區(qū)因石灰石資源豐富，噸成本可控制在800元以下;而東南沿海依賴外運原料，成本增至1200元/噸，導(dǎo)致脫硫劑費用占運營成本比例從8%升至15%。

解決方向：建設(shè)區(qū)域性固廢協(xié)同處理中心，利用粉煤灰、電石渣等工業(yè)副產(chǎn)物制備脫硫劑，降低原料依賴。

結(jié)語：技術(shù)迭代與系統(tǒng)思維的協(xié)同進化

氫氧化鈣脫硫劑在垃圾焚燒電廠的應(yīng)用，本質(zhì)是環(huán)境效益與經(jīng)濟效益的博弈。突破當(dāng)前技術(shù)瓶頸，需從材料改性、工藝優(yōu)化、系統(tǒng)集成三方面協(xié)同發(fā)力：一方面，通過納米包覆、摻雜改性提升脫硫劑性能;另一方面，構(gòu)建“脫硫-副產(chǎn)物-資源化”閉環(huán)體系，將環(huán)保壓力轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)動力。未來，隨著《無廢城市》建設(shè)推進與碳交易市場成熟，技術(shù)創(chuàng)新與政策激勵的疊加效應(yīng)或?qū)檫@一領(lǐng)域注入新動能。