垃圾焚烧电厂作为城市固废处理的重要设施，其烟气净化技术直接关系环境安全与公众健康。氢氧化钙(Ca(OH)₂)脱硫剂因成本低、反应活性高等特点，被广泛应用于干法或半干法脱硫工艺中。然而，随着环保标准趋严和垃圾焚烧烟气成分复杂化，其应用面临多重技术挑战。本文结合*新研究与实践案例，深入剖析氢氧化钙脱硫剂在垃圾焚烧电厂中的技术瓶颈，并探讨可能的破局路径。

一、活性与稳定性：脱硫效率的“双刃剑”

氢氧化钙的脱硫性能高度依赖其比表面积与孔隙结构。研究表明，高活性氢氧化钙的比表面积(BET)需达到40 m²/g以上，较普通产品提升3-4倍，才能实现95%以上的脱硫效率12。然而，这一特性也成为技术难点：

制备工艺复杂

高比表面积氢氧化钙的生产需通过湿法或干法改性工艺，涉及生石灰消解条件(水温、滞留时间等)的精密控制。例如，采用蔗糖溶液或磺化木质素作为添加剂可优化孔隙结构，但工艺稳定性要求极高，易因参数波动导致批次性能差异。

储存与运输中的失活

氢氧化钙易吸潮并与CO₂反应生成碳酸钙，导致活性下降。实验数据显示，未密封储存的高活性氢氧化钙在48小时内比表面积可减少30%，直接影响脱硫效率5。因此，防潮包装与惰性气体保护成为必需，但显著增加成本。

解决方向：研发复合稳定剂(如硅酸盐涂层)以延缓吸潮;开发原位活化技术，在投加前通过气流粉碎恢复颗粒分散性。

二、复杂烟气条件下的反应适配性

垃圾焚烧烟气具有成分复杂(含SO₂、HCl、二噁英等)、温度波动大(80-200℃)、湿度高等特点，对脱硫剂的适应性提出严苛要求：

多污染物协同脱除困境

氢氧化钙对SO₂的脱除效率较高，但对HCl的吸附能力有限。研究表明，当烟气中HCl浓度超过200 mg/Nm³时，需额外添加活性炭或钠基吸附剂，导致系统复杂度提升24。此外，二噁英的脱除需依赖催化氧化，与钙基脱硫剂难以兼容。

温度敏感性

烟气温度低于70℃时，氢氧化钙与SO₂的反应速率显著降低;高于150℃时，则可能引发烧结现象，堵塞孔隙。某垃圾焚烧厂案例显示，温度波动导致脱硫剂利用率从85%骤降至60%。

解决方向：开发梯度温控喷注系统，分区调控脱硫剂喷射量;引入金属氧化物(如Fe₂O₃)负载型复合脱硫剂，拓宽温度适应范围。

三、副产物处置与资源化瓶颈

氢氧化钙脱硫后生成的副产物(如CaSO₃、CaSO₄、未反应的Ca(OH)₂)若处理不当，可能引发二次污染：

固废产量与成分波动

垃圾焚烧烟气中Cl⁻含量高(通常>1%)，导致副产物中氯盐比例上升。此类混合物易吸潮板结，难以直接用于建材生产。某项目实测显示，副产物浸出液Cl⁻浓度超5000 mg/L，远超填埋标准。

资源化技术经济性不足

现有技术可将副产物转化为石膏板或路基材料，但处理成本高达200-300元/吨，与市场售价倒挂。科环山东能源尝试将脱硫石膏转化为碳酸钙和硫酸铵，纯度达90%以上，但需配套CO₂捕集设施，初期投资增加40%。

解决方向：推广“以废治废”模式，例如利用电石渣替代部分石灰石原料，降低预处理成本;开发副产物矿化CO₂技术，实现碳汇收益。

四、系统集成与设备耐久性挑战

脱硫系统的长期稳定运行受设备腐蚀、堵塞等问题制约：

管道与除尘器堵塞

高活性氢氧化钙的微米级颗粒易在湿度较高时团聚，造成输送管道压差升高。某焦化厂案例中，布袋除尘器压差达3200 Pa，电耗增加15%。

设备腐蚀加剧

Cl⁻与SO₃²⁻在高温下形成腐蚀性气溶胶，导致反应塔内壁与喷淋系统腐蚀速率提升3-5倍。采用玻璃鳞片防腐层可延缓腐蚀，但频繁检修仍使年维护成本增加20%。

解决方向：优化气流分布设计，采用文丘里管强化气固混合;应用耐氯离子腐蚀的镍基合金涂层。

五、经济性与规模化生产矛盾

尽管高活性氢氧化钙可减少用量(较普通产品节省30-50%)，但其生产成本仍制约大规模推广：

原料与能耗成本高

湿法制备需消耗大量纯水与热能，吨产品能耗达120 kWh;干法工艺虽节能，但对生石灰纯度要求(CaO>95%)推高原料成本。

区域供需失衡

华北地区因石灰石资源丰富，吨成本可控制在800元以下;而东南沿海依赖外运原料，成本增至1200元/吨，导致脱硫剂费用占运营成本比例从8%升至15%。

解决方向：建设区域性固废协同处理中心，利用粉煤灰、电石渣等工业副产物制备脱硫剂，降低原料依赖。

结语：技术迭代与系统思维的协同进化

氢氧化钙脱硫剂在垃圾焚烧电厂的应用，本质是环境效益与经济效益的博弈。突破当前技术瓶颈，需从材料改性、工艺优化、系统集成三方面协同发力：一方面，通过纳米包覆、掺杂改性提升脱硫剂性能;另一方面，构建“脱硫-副产物-资源化”闭环体系，将环保压力转化为产业动力。未来，随着《无废城市》建设推进与碳交易市场成熟，技术创新与政策激励的叠加效应或将为这一领域注入新动能。