氨法、石灰石石膏法、干法脫硫方案比選

氨法、石灰石石膏法、干法脫硫方案比選氨法、石灰石石膏法、干法脫硫方案比選氨法、石灰石石膏法、干法脫硫方案比選資料僅供參考文件編號：2022年4月氨法、石灰石石膏法、干法脫硫方案比選版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：氨法脫硫、半干法、石灰石石膏法方案比選工藝流程比較半干法煙氣脫硫半干法以生石灰（CaO）為吸收劑，將生石灰制備成Ca(OH)2漿液，或消化制成干式Ca(OH)2粉（也可以直接使用電石渣），然后將Ca(OH)2漿液或Ca(OH)2粉噴入吸收塔，同時噴入調(diào)溫增濕水，在反應(yīng)塔內(nèi)吸收劑與煙氣混合接觸，發(fā)生強烈的物理化學(xué)反應(yīng)，一方面與煙氣中SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣；另一方面煙氣冷卻，吸收劑水分蒸發(fā)干燥，達(dá)到脫除SO2的目的，同時獲得固體分裝脫硫副產(chǎn)物。原則性的工藝流程見下圖。半干法煙氣脫硫工藝示意圖整套脫硫系統(tǒng)包含：預(yù)除塵系統(tǒng)，脫硫系統(tǒng)，脫硫后除塵系統(tǒng)，吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)，灰再循環(huán)系統(tǒng)，灰外排系統(tǒng)，工藝水系統(tǒng)及其他公用系統(tǒng)。目前半干法應(yīng)用案例較成功的主要是福建龍凈環(huán)保公司研發(fā)的DSC-M干式超凈工藝，在廣州石化有應(yīng)用業(yè)績。主要煙氣脫硫機理為：鍋爐煙氣從豎井煙道出來后，先進(jìn)入預(yù)電除塵器進(jìn)行除灰，將大顆粒的飛灰收集、循環(huán)送回爐膛。經(jīng)預(yù)電除塵器之后，煙氣從半干法脫硫塔底部進(jìn)入，與加入的吸收劑、循環(huán)灰及水發(fā)生反應(yīng)，除去煙氣中的SO2等氣體。煙氣中夾帶的吸收劑和脫硫灰，在通過脫硫吸收塔下部的文丘里管時，受到氣流的加速而懸浮起來，形成激烈的湍動狀態(tài)，使顆粒與煙氣之間具有很大的相對滑落速度，顆粒反應(yīng)界面不斷摩擦、碰撞更新，從而極大地強化了氣固間的傳熱、傳質(zhì)。同時為了達(dá)到最佳的反應(yīng)溫度，通過向脫硫塔內(nèi)噴水，使煙氣溫度冷卻到高于煙氣露點溫度15℃以上。主要化學(xué)反應(yīng)式為：Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2OCa(OH)2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2OCaSO3·1/2H2O+1/2O2=CaSO4·1/2H2O2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O半干法脫硫技術(shù)特點：一是煙囪不需防腐、排放透明，無視覺污染。二是無廢水產(chǎn)生，半干法脫硫技術(shù)采用干態(tài)的生石灰作為吸收劑，在島內(nèi)直接消化成消石灰，脫硫副產(chǎn)物為干態(tài)的，整個系統(tǒng)無廢水產(chǎn)生，不必配套污水處理設(shè)施。缺點是脫硫劑成本高、脫硫效率較低等。石灰石－石膏法煙氣脫硫石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫工藝（簡稱鈣法）采用石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴，經(jīng)加熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿液的循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率高。在煙氣中SO2濃度≤4000mg/Nm3時，其脫硫效率可達(dá)到95%以上。石灰石（石灰）-石膏法脫硫工藝流程如下：石灰石/石灰-石膏法脫硫技術(shù)是用石灰石、生石灰或消石灰的乳濁液為吸收劑吸收煙氣中的SO2，是目前世界上應(yīng)用最廣泛，技術(shù)最為成熟的脫硫技術(shù)。該法技術(shù)適應(yīng)性強，對煤種變化、負(fù)荷變化、脫硫率變化均具有較強的適應(yīng)性，運行可靠，脫硫效率高(≥95%)，運行費用相對較低，吸收劑石灰石價廉易得，脫硫副產(chǎn)物為石膏，可以綜合利用也可以堆放。但該法存在設(shè)備阻力較大，系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備一次投資及占地面積較大，運行過程中會產(chǎn)生脫硫廢水，設(shè)備較容易結(jié)垢等缺點。氨法煙氣脫硫氨法脫硫技術(shù)是利用液氨或氨水，吸收煙氣中的SO2，經(jīng)氧化后生成硫酸銨。該法系統(tǒng)簡單，設(shè)備體積小，一次性投資低，脫硫效率高(＞95%)，另外還具有一定的脫氮效果，對燃料變化適應(yīng)性強，無廢渣產(chǎn)生，脫硫副產(chǎn)物硫酸銨可作為肥料使用。鍋爐煙氣經(jīng)入口煙道進(jìn)入吸收塔，經(jīng)洗滌降溫、吸收SO2、除霧后進(jìn)入超聲波除塵裝置，完成對煙氣中顆粒物的控制、洗滌、捕集功能，保證脫硫塔出口煙氣達(dá)到超低排放要求，凈煙氣回原煙囪排放。煙氣中的二氧化硫被吸收，形成的亞硫酸銨溶液，經(jīng)氧化、濃縮、結(jié)晶，得到一定固含量的硫酸銨漿液。硫酸銨漿液輸送至硫銨后處理系統(tǒng)，進(jìn)行旋流、離心分離、多功能干燥、包裝成袋裝成品。氨法脫硫工藝流程示意圖氨法脫硫的脫硫劑具有揮發(fā)性和腐蝕性，液氨、氣氨屬于危險品，同時還存在氨逃逸的問題。氨法脫硫的關(guān)鍵問題在于脫硫產(chǎn)物的回收利用。如果回收效率低，不僅運行成本很高，電力企業(yè)難以承受而降低系統(tǒng)的運行率，而且大量的脫硫產(chǎn)物排放到環(huán)境中又會形成二次污染。使用該法時，需要對脫硫劑來源和脫硫副產(chǎn)物銷售進(jìn)行市場調(diào)研，只有在脫硫劑有可靠來源，脫硫副產(chǎn)物有可靠銷售市場，而且運行成本合理時方可使用。煙氣脫硫工藝技術(shù)方案比選石灰石-石膏法、半干法、氨法脫硫工藝技術(shù)方案的比較：技術(shù)路線石灰石-石膏法煙氣脫硫半干法煙氣脫硫氨法煙氣脫硫吸收劑采用石灰石粉，來源廣，成本低。采用生石灰，生石灰純度要求大于90%，并要求非常高的活性（T60標(biāo)準(zhǔn)）。高純度氨水或者液氨、廢氨水，運輸不方便，危險性較高、運輸及貯存過程的管理要高危險性大，需用防爆氨站。加水稀釋后進(jìn)入防爆液氨罐，嚴(yán)防泄露單價

(元/t吸收劑)100-130450-6002500-2800單耗

(t吸收劑/tSO2)

(90%純度石灰石粉)

(90%純度石灰)

(純液氨)脫硫原料品質(zhì)要求品質(zhì)有要求品質(zhì)要求高，隨脫硫效

率的提高原料消耗快速

增加或利用率降低品質(zhì)有要求，可使用低濃度氨水原料費用

(元/tSO2)178-230702-9361375-1540脫硫產(chǎn)物石膏灰和亞硫酸鈣硫酸銨脫硫產(chǎn)物單價

(元/t)50-10550單位產(chǎn)物量

t/tSO235備注石膏可利用如果單級除塵，則和灰共同產(chǎn)出；亞硫酸鈣含量高，難以利用如果有復(fù)合肥裝，可無需干燥包裝產(chǎn)物價值

元/tSO2150-501265原料減去副產(chǎn)物費用

元/tSO228-80752-986110-275吸收塔噴淋結(jié)構(gòu)循環(huán)流化床、高鈣硫比噴淋結(jié)構(gòu)氧化強制氧化無氧化強制氧化除塵設(shè)計前后2次除塵前后2次除塵前后2次除塵吸收劑供應(yīng)裝置粉倉、調(diào)漿粉倉密閉儲存罐后處理石膏車間：旋流、皮帶脫水、廢水處理除塵裝置旋流、離心脫水、廢水處理、干燥、包裝除塵保證5mg/Nm3后續(xù)濕電后續(xù)布袋保證后續(xù)濕電脫硫耗電量A脫硫耗水量BB噴水對后續(xù)除塵的影響無對布袋有影響，易糊袋、阻力顯著上升無廢水排放含廢水，需處理無含廢水，需處理風(fēng)險落實石膏的長期去向、廢水的達(dá)標(biāo)排放，有CO2排放高活性生石灰的穩(wěn)定供應(yīng)、脫硫灰的長期去向、運行穩(wěn)定性（塔內(nèi)掛壁、噴頭結(jié)疤、堵塞，糊袋、鍋爐爐膛負(fù)壓波動、鍋

爐低負(fù)荷時無法循環(huán)等）氨的穩(wěn)定供應(yīng)、氨逃逸的控制、煤含氯高時的氯離子富

集、無等離子點火設(shè)施時的油灰分離等脫硫效率%95%以上一般穩(wěn)定在80%95%以上吸收劑耗量鈣硫比（，一般?。?，可采用較低的液氣比。脫硫效率大于90%時，需要進(jìn)一步增加鈣硫比為和噴水量、降低煙氣趨近溫差，同時將對下游設(shè)備，如除塵器、引風(fēng)機等帶來不利的影響氨硫比（），可采用較小的液氣比成熟度國內(nèi)有大量運行業(yè)績，技術(shù)成熟、穩(wěn)定。技術(shù)比較成熟，但是國內(nèi)410t/h以上的鍋爐運行業(yè)績較少。技術(shù)比較成熟，但是國內(nèi)運行的業(yè)績較少。適應(yīng)性不受煤種限制，可根據(jù)煤種變化靈活調(diào)節(jié)。受煤種限制，煙氣含硫量波動時，因為有大量循灰量，難以靈敏調(diào)整，運行不穩(wěn)定。不受煤種限制，受場地限制，由于氨法脫硫，氨容易逃逸，會造成二次污染，易影響周邊居民的居住環(huán)境。能耗系統(tǒng)阻力約1500Pa，能耗不大，一般為機組容量的1%左右系統(tǒng)阻力約2000Pa，能耗一般為機組容量的%-1%，脫硫效率大于80%時，為%。當(dāng)脫硫效率大于90%時，耗電量上升較快，接近甚至?xí)_(dá)到1%左右。系統(tǒng)阻力約1500Pa、能耗低。脫硫副產(chǎn)物及利用副產(chǎn)物為高純度的石膏，可以綜合利用，應(yīng)用價值高。副產(chǎn)物為亞硫酸鈣、脫硫渣難以處理，應(yīng)用價值低。需用蒸發(fā)結(jié)晶干燥系統(tǒng)，副產(chǎn)品主要成分為NH4SO4副產(chǎn)品處理后達(dá)不到商用標(biāo)準(zhǔn)；目前中國的硫氨肥產(chǎn)能已過飽和，并且產(chǎn)品極不穩(wěn)定，易分解造成二次污染。運行事故一次投資成本投資成本較低投資成本較石灰石石膏法高一些投資成本約為石灰石石膏法的120%運行成本的比較單臺爐年運行8000h運行成本比較序號項目單位單價/元年量(按年運行8000h計)費用/萬元氨法鈣法半干法氨法鈣法半干法1脫硫劑

液氨t2800832——233——

石灰石粉t1302694——35

生石灰t500

23611182水t12400002400001680002424173電kWh17200000800000064000003604003204蒸汽

（）t1002668————27——5蒸汽

（）t120108071306工人工資人·年500008884040407編織袋個2213400————43——

8維檢費————

8080809廢水處理加藥t32160024000

67

10壓縮空氣Nm340000040000040000033311副產(chǎn)物回收

硫酸銨t5503481——

-191—

石膏t40

4540

—-18

干法脫硫灰t-20

7567

15運行費用總計

754571593通過運行成本可以看出，單臺鍋爐石灰石石膏法脫硫比氨法脫硫和半干法脫硫年綜合運行成本分別節(jié)省了183萬元和220萬元，比選結(jié)果半干法脫硫在國內(nèi)應(yīng)用業(yè)績相對少一些，成功的業(yè)績廠家主要是龍凈環(huán)保公司；石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)成熟，脫硫效率高，應(yīng)用廣泛，運行穩(wěn)定可靠。采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝技術(shù)是最成熟先進(jìn)的脫硫工藝技術(shù)、長期運行穩(wěn)定可靠，脫硫效率較高，吸收劑來源廣泛，價格低廉，副產(chǎn)品石膏運輸儲存方便，可利用，系統(tǒng)壓損較小，能耗小，占地適當(dāng)，對于本工程布置方便靈活。氨法脫硫后煙氣中殘留氨和銨鹽類氣溶膠（煙霧）分解出SO2，有二次污染，不能長期穩(wěn)定可靠運行；運行中硫酸根離子的濃度大，腐蝕的問題嚴(yán)重，對于防腐的設(shè)計比與石灰石－石膏法要求更高。氨法脫硫的副產(chǎn)物亞硫酸銨/硫酸銨及廢水排放的去向是氨法脫硫的另一個大問題：a)如果不回收，排向水體，會對環(huán)境水體造成巨大污染，引發(fā)富營養(yǎng)化等問題。國家環(huán)保法有明確規(guī)定，環(huán)境水體絕不容許排放亞硫酸銨/硫酸銨。同時，如果副產(chǎn)物不回收，則運行成本太高，企業(yè)不可能承受；(b)如果將副產(chǎn)物制成氨肥，則投資成本