2. 脱酸药剂类型与反应原理
焚烧烟气脱酸的效果，首先取决于药剂本身。石灰石、生石灰、消石灰、氢氧化钠、碳酸氢钠这五类药剂，虽然最终目的都是把酸性气体转化为固态盐或溶解盐，但它们的物化性质、反应路径和适用温度窗口差异很大，直接决定了它们适合干法、半干法还是湿法，也决定了投加量、停留时间和设备选型。理解这些差异，是后续药剂消耗计算的前提。
一、五类药剂的物化性质与反应路径
石灰石（CaCO₃）是最廉价的钙基药剂，常温下稳定、不易吸潮，便于储存和运输。它的脱酸反应需要先经过煅烧分解：CaCO₃ → CaO + CO₂，这一步在850℃以上才明显进行，因此石灰石直接喷入炉膛时，实际起作用的是煅烧后生成的CaO。其脱酸主反应为 CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O（高温下经CaO路径），反应活性中等，通常用于炉内喷钙或循环流化床，适用温度窗口约850～1000℃。优点是价格低、无吸潮结块风险；缺点是反应速度慢、钙利用率偏低，过量系数往往需要取到1.5～2.5。
生石灰（CaO）由石灰石煅烧制得，遇水剧烈放热并膨胀，活性高但极易吸潮失效，储存必须密封防潮。它的脱酸反应直接且放热：CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O。生石灰通常不直接干喷，而是先消化成消石灰使用，或用于半干法系统中现场消化。适用温度窗口较宽，约300～850℃，但温度过高时CaO易烧结、比表面积下降，反而降低利用率。
消石灰（Ca(OH)₂）是半干法和干法中最常用的钙基药剂，比表面积大、反应活性高，脱酸反应为 Ca(OH)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2H₂O。它的最佳反应温度窗口约140～200℃，恰好落在布袋除尘器入口的烟气温度区间，因此半干法（如旋转喷雾、循环流化床）普遍采用消石灰浆液或干粉。消石灰的缺点是易吸潮、易在仓内结拱，输送系统需要防潮和破拱设计。
氢氧化钠（NaOH）是湿法脱酸的典型药剂，以溶液形式投加，反应为 NaOH + HCl → NaCl + H₂O，反应极快、吸收效率高，适用温度窗口基本不受限制（湿法在洗涤塔内接近绝热饱和温度，约50～70℃）。NaOH的优点是反应彻底、无固废产生（生成可溶性盐随废水排出）；缺点是价格高、对设备腐蚀性强，且钠盐废水需要处理，运行成本明显高于钙基药剂。
碳酸氢钠（NaHCO₃）是干法脱酸的“精细药剂”，其特点是在高温下分解产生活性极高的Na₂CO₃：2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O，随后 Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O。由于分解后形成多孔结构、比表面积骤增，NaHCO₃对HCl、SO₂甚至二噁英前体都有较好脱除效果。其最佳温度窗口约140～250℃，温度过低分解不完全、过高则颗粒烧结。缺点是价格较高，通常用于排放要求严格或酸性气体浓度波动大的场合。
二、不同工艺中的行为差异
同一药剂在不同工艺中的行为并不相同，这是选型时最容易忽视的一点。干法（如炉内喷钙、管道喷射）中药剂以干粉形式与烟气接触，反应发生在气固界面，反应速度受颗粒比表面积和停留时间控制。消石灰干法喷射时，若烟气温度低于140℃，反应速率明显下降；而NaHCO₃在140～250℃区间因分解造孔，反而表现出比消石灰更高的HCl脱除效率。干法的钙利用率通常只有30%～50%，因此过量系数大。
半干法（旋转喷雾、循环流化床）中，消石灰以浆液或增湿干粉形式投加，水分蒸发带来的“湿膜”效应显著提高反应活性，钙利用率可提升到60%～80%。此时的关键控制参数是出口烟温与绝热饱和温度的差值（通常控制在15～25℃），温差过小易结露糊袋，过大则反应活性不足。半干法几乎不产生废水，是当前生活垃圾焚烧的主流脱酸工艺之一。
湿法中，NaOH溶液在洗涤塔内与烟气逆流接触，气液传质效率高，脱酸效率可达95%以上，且对SO₂、HCl、HF均有良好脱除效果。但湿法系统复杂、投资高、产生含盐废水，通常用于排放要求特别严格或烟气酸性组分浓度高的项目。工程上也有“半干法+湿法”两级串联的做法，先用消石灰承担大部分负荷，再用NaOH精脱，兼顾成本与排放。
三、选型与投加量的初步判断
药剂选型不能只看单价，而应综合“药剂单价×过量系数÷有效利用率”来比较单位脱酸成本。以示例假设说明：某项目烟气量100000 Nm³/h，HCl入口浓度800 mg/Nm³，要求出口≤10 mg/Nm³。若采用消石灰半干法，按钙氯摩尔比1.3、消石灰纯度90%估算，理论Ca(OH)₂需求约为每小时数十公斤量级；若改用NaHCO₃干法，虽然单价更高，但因活性高、过量系数可降至1.1～1.2，实际消耗量可能更低。具体数值需结合烟气实测数据和药剂检测报告核算，此处仅为方法示例，不作为实测结论。
此外，药剂品质对消耗量影响显著。消石灰的有效Ca(OH)₂含量、比表面积和粒径分布，NaHCO₃的纯度和粒度，都会直接改变反应速率和过量系数。工程上应要求供货方提供每批次的检测报告，并在运行中通过出口HCl浓度反算实际利用率，作为调整投加量的依据。只有把药剂性质、工艺形式和温度窗口三者对齐，后续的消耗计算才有可靠基础。