湿法脱硫（Wet Flue Gas Desulfurization，简称WFGD）是目前全球应用最广泛的烟气脱硫技术，市场占有率超过85%。其基本原理是将含有SO₂的燃煤烟气与脱硫剂（石灰石浆液）在吸收塔内充分接触反应，生成无害的硫酸钙（石膏）沉淀物，从而实现SO₂的捕集和资源化利用。
湿法脱硫的核心优势体现在三个方面：一是脱硫效率高，单塔效率可达95%以上，配合双塔串联工艺可实现99%以上的脱硫效率；二是技术成熟，全球已有数千套大型湿法脱硫装置长期稳定运行，工艺手册和设计规范完善；三是副产物可资源化利用，石膏可作为建筑材料或土壤改良剂出售，实现循环经济。
石灰石-石膏湿法脱硫是当前最主流的湿法脱硫工艺，其核心反应方程式如下：
SO₂ + CaCO₃ + ½O₂ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O + CO₂
上述总反应可分解为多个中间步骤理解：烟气中的SO₂首先溶解于吸收塔内的浆液中，与水反应生成亚硫酸（H₂SO₃），随后被氧化空气中的氧气氧化为硫酸（H₂SO₄）。硫酸与预粉碎的石灰石（碳酸钙）发生中和反应，生成石膏晶体，反应过程伴随CO₂气体释放。
吸收塔内烟气与循环浆液逆向接触，烟气从塔底进入经除雾器去除大颗粒液滴后，从塔顶排出。循环浆液从塔顶喷淋层向下喷洒，与上升的烟气充分接触。SO₂的吸收受气膜传质和液膜传质双重控制，浆液pH值是影响吸收效率的关键参数。
实际运行中，吸收塔内浆液pH值通常控制在5.2~5.8之间。当pH值过低（低于5.0）时，SO₂吸收速率下降，脱硫效率降低；当pH值过高（高于6.0）时，石灰石利用率下降，设备结垢风险增加。因此，稳定控制浆液pH值是湿法脱硫运行的核心任务。
亚硫酸钙的氧化是生成石膏的关键步骤。在氧化塔（曝气池）中，通过罗茨风机向浆液池内鼓入空气，将溶解态的亚硫酸氢钙氧化为硫酸钙。氧化率直接决定石膏品质，氧化率越高，石膏纯度越高，副产物利用价值越大。
石膏结晶过程在吸收塔底部的循环浆池中进行。当石膏过饱和度达到一定值时，石膏晶体开始成核并逐渐长大。控制合理的过饱和度（通常1.2~1.4）和反应停留时间（通常15~25分钟），可以获得粒径分布均匀（10~100μm）的优质石膏晶体。
石灰石消耗量取决于烟气SO₂浓度和处理风量。以一座典型燃煤电厂（锅炉蒸发量440t/h，烟气量约130万Nm³/h，入口SO₂浓度3000mg/Nm³）为例，日燃煤量约600吨（含硫量约1.5%），理论石灰石消耗量约7.5吨/小时，日产石膏约50吨。
实际运行中，石灰石利用率通常为90~95%，石膏产量受反应条件和氧化效率影响会有一定波动。设计湿法脱硫系统时，需充分考虑煤质变化导致的SO₂浓度波动，通常按锅炉最大连续蒸发量（BMCR）工况的120%作为设计处理能力。
吸收塔是湿法脱硫系统的核心设备，典型的吸收塔结构包括：塔体（碳钢内衬防腐玻璃鳞片）、喷淋层（2~4层，母管+支管+喷嘴）、除雾器（两级屋脊式+管式）、氧化空气分布系统、循环浆液池。
吸收塔直径取决于处理烟气量和空塔流速。空塔流速通常控制在3.0~3.8m/s，流速过高会导致液滴夹带严重，除雾器负荷增大；流速过低则设备体积偏大，投资成本上升。喷淋层布置需确保喷淋覆盖率超过200%，保证烟气与浆液的充分接触。
浆液循环泵将浆池内的石灰石-石膏混合浆液输送至喷淋层，是湿法脱硫系统能耗最大的单体设备。一台600MW机组的湿法脱硫系统通常配置4~5台浆液循环泵（单台功率约500~800kW），总装机功率可达3000kW以上。
浆液循环泵选型需重点考虑两个参数：一是流量，应满足单台泵覆盖全部喷淋层的设计要求；二是扬程，需克服管道阻力、喷嘴阻力（通常0.15~0.25MPa）和液柱高度。浆液泵过流部件采用双向不锈钢或耐磨蚀铸铁，以抵抗石膏浆液的高速冲刷磨损。
氧化风机为亚硫酸钙氧化过程提供所需的空气量。氧化1kg SO₂理论上需要0.5kg O₂，折合标准状态下空气约2.1Nm³/kg SO₂。考虑氧化效率（约90%），实际空气量约为理论值的1.2倍。
氧化风机通常采用容积式罗茨风机或多级离心风机，风压需克服氧化空气分布管的阻力（约0.05~0.08MPa）和液体静压。罗茨风机因流量稳定、压力适应范围宽而在湿法脱硫中应用最广，运行时应注意监测轴承温度和振动值，防止因介质含尘颗粒造成的异常磨损。
吸收塔底部排出的石膏浆液（固含量约10~20%）经石膏排出泵送至石膏脱水机进行固液分离。常用脱水设备为真空皮带过滤机（过滤面积10~60m²）和压滤机（高压隔膜式）。
真空皮带过滤机运行连续、石膏含水率低（≤10%），适用于大型湿法脱硫系统；压滤机设备紧凑、石膏含水率更低（约8%），但运行间歇操作复杂，适用于中小型系统。脱水后的石膏根据品质可分品质销售：一级石膏（CaSO₄·2H₂O含量≥95%）可作为板材原料或水泥缓凝剂，二级石膏可用于土壤改良或路基材料。
吸收塔结垢是湿法脱硫运行中最常见的故障，主要表现为除雾器叶片堵塞、喷嘴堵塞和塔壁结垢。结垢成因有两类：一是因pH值控制不当导致石灰石过饱和析出；二是因局部烟气温度过低导致石膏结晶析出。
预防结垢的措施包括：严格控制浆液pH值在5.2~5.8范围内；保持塔内浆液充分扰动，防止局部静止死角；定期进行除雾器冲洗和水力清扫；在设计阶段优化塔内流场分布，避免低速区积液。已出现结垢时，可采用停塔浸泡清洗或高压水冲洗的方式清除。
石灰石利用率是衡量湿法脱硫经济性的关键指标，理想状态下应达90%以上。利用率下降的主要原因是石灰石浆液粒径过大（与粉碎系统故障有关）或浆液中杂质含量过高（铝、铁离子抑制石灰石溶解）。
解决方案：定期校验石灰石湿式球磨机的运行参数，确保浆液粒径d90≤40μm；监控浆液中Al³⁺/Fe³⁺浓度，必要时添加水泥或石灰石晶种改善反应活性；保持氧化风机正常运转，高氧化率有利于石灰石溶解。
对于配置GGH（回转式气-气换热器）的湿法脱硫系统，GGH堵塞是另一常见问题。原烟气侧携带的粉尘和石膏雾滴在GGH换热元件表面沉积，导致换热效率下降和阻力上升，严重时阻力可从设计值约800Pa上升至3000Pa以上。
治理措施：加强G异常GH高压水冲洗频率（通常每8小时冲洗一次）；在GGH上游增设湿电除尘器，降低进入GGH的液滴浓度；选用低阻力换热元件和优化吹灰蒸汽参数。对于新建项目，可考虑采用无GGH方案（MGGH或无GGH湿法系统），降低系统复杂度和维护成本。
2015年以来，我国燃煤电厂全面实施超低排放改造，要求SO₂排放浓度≤35mg/Nm³（重点地区≤50mg/Nm³）。为达到这一标准，常规湿法脱硫需进行提效改造，主要技术路线包括：增加喷淋层数量（由2层增至3~4层）、采用高效除雾器降低液滴夹带、添加有机酸添加剂（如乙二酸）改善脱硫效率。
钢铁行业烧结机烟气SO₂浓度波动大（500~3000mg/Nm³）、温度波动大（80~200°C）、含氧量高（约18%），工况条件比燃煤电厂更为复杂。适用于烧结机的湿法脱硫技术需要在塔体材质（防腐等级更高）、烟气预冷（防止高温损坏除雾器）和废水处理（脱硫废水中含重金属离子）方面做针对性设计。
垃圾焚烧发电厂烟气成分复杂，除SO₂外还含有HCl、HF、重金属（汞、镉、铅）和二噁英等污染物。湿法脱硫在去除SO₂的同时可协同去除HCl（效率达95%以上），是目前垃圾焚烧烟气净化流程中不可或缺的环节。垃圾焚烧湿法脱硫塔需采用更高等级的防腐材料（如镍基合金或玻璃鳞片+陶瓷贴片复合防腐），以抵抗高浓度Cl⁻的腐蚀。
湿法脱硫系统的投资规模与锅炉容量直接相关。以石灰石-石膏法为例，典型单位投资约为800~1200元/kW，即一台35t/h燃煤锅炉的湿法脱硫系统投资约28~42万元。运行成本主要包括：石灰石消耗（约15~25元/吨汽）、电耗（约8~12元/吨汽）、水耗（约3~5元/吨汽）、人工及维护（约3~5元/吨汽），综合运行成本约30~50元/吨汽。
选型时建议重点关注以下几点：吸收塔塔型选择（喷淋塔vs托盘塔vs液柱塔）、核心设备品牌（浆液泵/氧化风机/除雾器的质量差异显著影响运行稳定性）、控制系统配置（DO/pH/液位在线监测及自动调控能力）、防腐等级（根据入口烟气中SO₃/HCl浓度确定合理防腐方案）。
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