1．概述
   燃煤锅炉二氧化硫污染控制技术由以下三部分组成：燃煤前脱硫技术、燃煤中脱硫技术、燃煤后脱硫技术。其中：燃煤后脱硫技术（简称FGD）是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫又可分为湿法、半干法、干法三类。
   干法烟气脱硫是指无论加入的脱硫剂是干态的还是湿态的，脱硫的最终反应物都是干态的，该工艺与湿法相比有以下优点：投资费用较低；脱硫产物呈干态，并与飞灰相混；无需装设除雾器及烟气再热器；设备不易腐蚀，不易发生结垢及堵塞。该工艺的缺点是：吸收剂的利用率低于湿式烟气脱硫工艺；脱硫效率较低；飞灰与脱硫产物相混可能影响综合利用；对干燥过程自动控制要求很高。目前干法脱硫装置约占全世界烟气脱硫装置容量的约15%。
   湿法烟气脱硫（WFGD）技术的特点是整个脱硫系统位于燃煤锅炉烟道的末端、除尘系统之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，其脱硫过程的反应温度低于露点，脱硫以后的烟气一般需再加热才能从烟囱排出。湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高，适合于大型燃煤锅炉的烟气脱硫。目前，湿法脱硫技术占世界已安装烟气脱硫的机组总容量的85%。
   在脱硫要求较高的场合，使用干法、半干法脱硫工艺无法达到或超过95%的脱硫率的要求。通常此处可考虑采用湿法脱硫工艺。
   湿法脱硫工艺根据所使用的脱硫剂的不同分为钙法（石灰石或石灰）脱硫、钠法脱硫、镁法脱硫、氨法脱硫、海水脱硫和双碱法脱硫等多种工艺技术。
   各种脱硫工艺技术都有各自不同的适用场合和优缺点。因此，在选择脱硫工艺的时候应结合当地工厂的实际情况来统筹考虑。通常，氨法脱硫和海水法脱硫适合于大型的火力发电装置，但对建设条件有较高的要求。如氨法的脱硫剂价格昂贵、运行费用高、系统复杂，要求有可靠处理副产品的条件；海水法要求是靠海而建的装置，并且其附近海域具有较大的环境容量。钠法的脱硫剂价格昂贵、运行成本高、产生的废液处理困难，可能造成二次污染，仅适合于小型锅炉装置。因此，在湿法脱硫工艺中应用最多的是钙法和镁法。钙法和镁法都适合于大型的火力发电装置，其中镁法更能适合于中、小型的发电装置或热电联供装置。
2．湿法脱硫工艺中氧化镁法的技术特点
 2. 1 镁法脱硫的化学反应机理
   利用硫酸镁化学和物理的稳定性达到脱硫目的，使用的脱硫剂是中国特产的镁矿石、氧化镁等。
   （1）首先是制备脱硫剂，将MgO溶解于水中制成Mg(OH)2溶液：
   MgO+H2O=Mg(OH)2
   MgO+2CO2+H2O=Mg(HCO3)2
   （2）使烟气中的SO2溶解于水（循环浆液）中：
   SO2+H2O=H2SO3
   H2SO3=HSO3-+H+
   HSO3-=H++SO32-
   （3）使两种溶液进行化学反应，吸收溶解的SO2：
   Mg(OH)2+SO2=MgSO3+H2O
   MgSO3+H2O+SO2=Mg(HSO3)2
   MgO+Mg(HSO3)2=MgSO3+H2O
   在完成上述过程时MgO要有5%的过量。
   （4）对循环吸收液进行氧化反应：
   MgSO3+1/2O2=MgSO4
   归纳成总的化学反应式：
   MgO+SO2+1/2O2=MgSO4
   循环吸收浆液的pH值通过加入Mg(OH)2浆液的量来控制，通常pH值控制在5.6 和6.2之间。氧化反应通常需要有足够长的时间。氧化反应可以在吸收塔的浆液池中进行，也可以将吸收浆液移至专门设置的氧化槽中进行。
   含有MgSO4的循环洗涤吸收液经过进一步的浓缩结晶，可以生产肥料级的MgSO4·1H2O，也可以生产工业级的MgSO4·7H2O。
   如果不进行氧化反应或抑制MgSO3氧化，可以通过再生的方法将洗涤吸收液中的MgSO3还原成MgO作为脱硫剂循环使用，并与此同时副产硫酸。
 2. 2 镁法脱硫的工艺特点 ：
   （1）工艺技术成熟
   氧化镁（MgO）法是工艺技术十分成熟的烟气脱硫工艺之一。该工艺在台湾省有较多的应用。台塑集团的电厂和热源厂都采用氧化镁法脱硫，具有长周期可靠运行的经验。在日本也有100多个项目应用氧化镁法，美国波士顿的Mgstic电厂，费城的Ddystone电厂，德国的Steinmuller公司等在火电厂及工业炉尾气上也都采用过MgO湿法脱硫工艺。
目前尚有更多的MgO湿法脱硫工艺装置，正在各地建设之中。
  （2）脱硫效率高
   MgO湿法脱硫的效率可达95%～98%，由于Mg2+的半径小于Ca 2+的半径，MgO的反应活性要比CaO高，因此Mg(HO)2的碱性比Ca(HO)2的强。在脱硫反应中，CaO的颗粒与SO2反应生成的CaSO4是一层硬包膜，通常称此种现象为包裹现象。它阻碍了包膜内CaO的颗粒继续与SO2反应。而MgO法使用的氧化镁是由碳酸镁在较低温度下焙烧而成的，即所谓的“轻烧镁”。轻烧镁具有多孔性、活性强、反应度高的特点。其MgO颗粒与SO2反应生成的MgSO3、MgSO4很快就溶解于水（循环浆液）中，使得MgO颗粒外表面不断被更新并继续与SO2反应，直至该MgO颗粒全部反应完毕。实验表明在相同的操作条件下，用MgO作吸收剂比用CaCO3作吸收剂的吸收效率高。
   （3）脱硫剂的消耗量小，原料来源可靠
   由于MgO的分子量是40，CaCO3的分子量是100，因此由化学反应平衡式可知，脱除等量的SO2消耗的MgO量仅为CaCO3量的40%。若以商品轻烧镁粉中MgO含量≥85%，商品碳酸钙粉中CaO（分子量56）的含量≥50%计，脱除等量的SO2消耗的轻烧镁粉量与消耗的碳酸钙粉量的42%。
   我国氧化镁的储量十分丰富，目前已查明的储量约84亿吨，居世界首位，生产量居世界第一。我国的MgO资源主要分布在辽宁、山东、四川、河北等省，其中辽宁占总量的84.7%。辽宁省营口市大石桥镇是世界四大镁矿之一（已探明储量25亿多吨），被誉为“中国镁都”。在辽宁海城（8.3亿吨）、山东萊州、河北邢台大河等地都有较大的储量和产出量。因此在天津地区使用氧化镁法原料来源可靠。
   （4）运行费用较低
   要达到90%以上的脱硫效率，MgO工艺脱硫液气比（L/G）约为5L/Nm3，而CaCO3工艺脱硫液气比约为15 L/Nm3。由此产生的循环浆液量比值约为1:3，因此在循环泵及循环管网的容量和电能消耗上，镁法仅是钙法的三分之一，镁法的运行费用较低。 
   （5）运行可靠
   氧化镁法一个十分突出的优点是其运行可靠。这是由于MgSO4的溶解度大，脱硫塔内的循环吸收液为溶液水循环，不结垢，不产生沉渣，吸收塔内不设搅拌装置，因此系统的运行可靠性提高，装置的运转率高，脱硫效果好。而钙法脱硫是石灰石浆液和石膏浆液循环，运行中要采取相应的措施防止结垢和堵塞。

   （6）工艺流程短，
   镁法脱硫工艺流程较钙法脱硫工艺流程短，一般不需要脱硫副产物的后处理设备，从而节省投资和场地。MgO工艺脱硫塔的排水经过调整pH值，沉淀和氧化曝气处理后，可以达到综合污水排放标准，一般排入锅炉水力除灰冲渣水沉淀池中或城市污水处理厂。 
  （7）关键设备体积小，投资省
MgO工艺使用具有多孔板的板式塔和特殊结构形式的雾化喷嘴，通过的气速高，传质效率高，与钙法使用的喷淋塔相比，镁法所用的吸收塔体积小，重量轻，投资省。 
  （8）副产物综合利用的市场前景好
   MgO湿法脱硫后的副产物如果不经过氧化曝气则可把浆液脱水，生成湿渣，湿渣可作为农用肥料。可直接作基肥、追肥和叶面肥。植物正常发育的需镁量一般为干重5g/kg左右。施用镁肥不仅可以增加作物产量，而且可以改善产品的品质。例如施用镁肥对香蕉、烟叶的产量和品质都有良好作用。
   据全国土壤普查表明，我国不少地区土壤缺镁比较严重。缺镁土壤面积巨大，约占全国土壤面积的5.8%。若对缺镁土壤施用镁肥，则全年需要镁肥的数量十分可观。因此，生产MgCO4肥或将MgCO4配制成复合肥料将有很好的市场前景。
3．结论
   通过MgO工艺和CaCO3工艺的分析对比， CaCO3工艺中的基建投资大、运行成本高、液气比大、易结垢堵塞，操作控制管理、维修要求高、副产品易造成二次污染等问题在镁法工艺中都得到了缓解。
   氧化镁法的运行费用和消减1kg SO2的费用均低于石灰石—石膏法；可靠性方面优于石灰石—石膏法；维修费用少于石灰石—石膏法；一次性投资低于石灰石—石膏法。由此可见，MgO工艺确实具有工艺简单、原料来源可靠、吸收剂用量少、反应速度快、吸收SO2效率高、用水量少、系统规模小、设备占地小、投资费用低、运行稳定可靠、不易堵塞、腐蚀性小等优点。
   我国MgO储量居世界第一，产量也居世界第一。欧美、日本等国都向我国购买MgO用于火电厂的烟气脱硫。因此，我国结合各地电厂和热源厂的实际条件推广应用湿法MgO工艺进行烟气脱硫是可行的和必要的。