氨法石灰石石膏法干法脱硫方案比选.doc

氨法脱硫、半干法、石灰石石膏法方案

比选1.1工艺流程比较

1.1.1半干法烟气脱硫

半干法以生石灰（ CaO）为吸收剂，将生石灰制备成 Ca(OH) 2浆液，或消化制成干式 Ca(OH) 2粉（也可以直接使用电石渣），然后将

Ca(OH) 2浆液或 Ca(OH) 2粉喷入吸收塔，同时喷入调温增湿水，在反应

塔内吸收剂与烟气混合接触，发生强烈的物理化学反应，一方面与烟气中 SO2反应生成亚硫酸钙；另一方面烟气冷却，吸收剂水分蒸发干燥，达到脱除 SO2的目的，同时获得固体分装脱硫副产物。原

则性的工艺流程见下图。

半干法烟气脱硫工艺示意图

整套脱硫系统包含：预除尘系统，脱硫系统，脱硫后除尘系统，吸收剂供应系统，灰再循环系统，灰外排系统，工艺水系统及其他公用系统。

目前半干法应用案例较成功的主要是福建龙净环保公司研发的DSC-M 干式超净工艺，在广州石化有应用业绩。主要烟气脱硫机理为：锅炉烟气从竖井烟道出来后，先进入预电除尘器进行除灰，将大颗粒的飞灰收集、循环送回炉膛。经预电除尘器之后，烟气从半干法脱硫塔底部进入，与加入的吸收剂、循环灰及水发生反应，除去烟气中的 SO2等气体。烟气中夹带的吸收剂和脱

硫灰，在通过脱硫吸收塔下部的文丘里管时，受到气流的加速而悬浮起来，形成激烈的湍动状态，使颗粒与烟气之间具有很大的相对滑落速度，颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新，从而极大地强化了气固间的传热、传质。同时为了达到最

佳的反应温度，通过向脱硫塔内喷水，使烟气温度冷却到高于烟气露点温度15℃以上。主要化学反应式为：

Ca(OH)2 +SO2=CaSO3· 1/2H2O+1/2HO

Ca(OH)2 +SO3=CaSO4· 1/2H2O+1/2HO

CaSO3·1/2H2O+1/2O=CaSO4·1/2H2O

2Ca(OH)+2HCl=CaCl· Ca(OH)2·2H2O

半干法脱硫技术特点：一是烟囱不需防腐、排放透明，无视觉污染。二是无废水产生，半干法脱硫技术采用干态的生石灰作为吸收剂，在岛内直接消化成消石灰，脱硫副产物为干态的，整个系统无废水产生，不必配套污水处理设施。缺点是脱硫剂成本高、脱硫效率较低等。

1.1.2 石灰石－石膏法烟气脱硫

石灰石（石灰） - 石膏湿法脱硫工艺（简称钙法）采用石灰石或石灰作脱硫

吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的 SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应

而被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，

经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液的循环利用，脱硫吸收剂的利用率高。在烟气中SO2浓度≤ 4000mg/Nm3时，其脱硫效率可达到95%以上。

石灰石（石灰） - 石膏法脱硫工艺流程如下：

石灰石 / 石灰 - 石膏法脱硫技术是用石灰石、生石灰或消石灰的乳浊液为吸收剂吸收烟气中的 SO2，是目前世界上应用最广泛，技术最为成熟的脱硫技术。该法技术适应性强，对煤种变化、负荷变化、脱硫率变化均具有较强的适应性，运行可靠，脱硫效率高 ( ≥95%)，运行费用相对较低，吸收剂石灰石价廉易得，脱硫副产物为石膏，可以综合利用也可以堆放。但该法存在设备阻力较大，系统复

杂，设备一次投资及占地面积较大，运行过程中会产生脱硫废水，设备较容易结垢等缺点。

1.1.3 氨法烟气脱硫

氨法脱硫技术是利用液氨或氨水，吸收烟气中的SO2，经氧化后生成硫酸铵。该法系统简单，设备体积小，一次性投资低，脱硫效率高( ＞95%)，另外还具有一定的脱氮效果，对燃料变化适应性强，无废渣产生，脱硫副产物硫酸铵可作为

肥料使用。锅炉烟气经入口烟道进入吸收塔，经洗涤降温、吸收 SO2、除雾后进入超声波除尘装置，完成对烟气中颗粒物的控制、洗涤、捕集功能，保证脱硫塔出口烟气达到超低排放要求，净烟气回原烟囱排放。烟气中的二氧化硫被吸收，形成的亚硫酸铵溶液，经氧化、浓缩、结晶，得到一定固含量的硫酸铵浆液。硫酸铵浆液输送至硫铵后处理系统，进行旋流、离心分离、多功能干燥、包装成袋装成品。

氨法脱硫工艺流程示意图

氨法脱硫的脱硫剂具有挥发性和腐蚀性，液氨、气氨属于危险品，同时还存在氨逃逸的问题。氨法脱硫的关键问题在于脱硫产物的回收利用。如果回收效率低，不仅运行成本很高，电力企业难以承受而降低系统的运行率，而且大量的脱硫产物排放到环境中又会形成二次污染。使用该法时，需要对脱硫剂来源和脱硫副产物销售进行市场调研，只有在脱硫剂有可靠来源，脱硫副产物有可靠销售市场，而且运行成本合理时方可使用。

1.2 烟气脱硫工艺技术方案比选

石灰石 - 石膏法、半干法、氨法脱硫工艺技术方案的比较：

石灰石 - 石膏法烟

半干法烟气脱硫氨法烟气脱硫技术路线

气脱硫

采用生石灰，生高纯度氨水或者

采用石灰石粉，来

吸收剂

石灰纯度要求大液氨、废氨水，运

源广，成本低。

于 90%，并要求非输不方便，危险性

常高的活性（ T60 较高、运输及贮存

标准）。过程的管理要高

危

险性大，需用防爆

氨站。加水稀释后

进入防爆液氨罐，

严防泄露

单价

( 元 /t 吸收剂 ) 100-130 450-600 2500-2800

单耗 1.78

1.56 0.55

(t 吸收剂(90%纯度石灰石

(90%纯度石灰 ) ( 纯液氨 ) /tSO2) 粉)

品质要求高，随

脱硫效

率的提高原料消品质有要求，可

品质有要求

耗快速使用低浓度氨水

脱硫原料品质增加或利用率降

要求低

原料费用

178-230 702-936 1375-1540

( 元/tSO2)

脱硫产物石膏灰和亚硫酸钙硫酸铵

脱硫产物单价50-10550

( 元/t)

单位产物量

t/tSO2

备注

产物价值

元/tSO2

原料减去副产物费用

元/tSO235 2.3

如果单级除尘，

如果有复合肥

则和灰共同产

石膏可利用装，可无需干燥

出；亚硫酸钙含

包装

量高，难以利用

150-501265

28-80752-986110-275

循环流化床、高

喷淋结构喷淋结构

吸收塔钙硫比

氧化强制氧化无氧化强制氧化

除尘设计前后 2 次除尘前后2次除尘前后2次除尘

吸收剂供应装

置粉仓、调浆粉仓密闭储存罐

石膏车间：旋流、旋流、离心脱

皮带脱水、废水处除尘装置水、废水处理、后处理理干燥、包装

后续湿电后续布袋保证后续湿电

除尘保证

5mg/Nm3

脱硫耗电量A0.4-0.7A0.7-0.9A

脱硫耗水量B0.7B B

对布袋有影响，

喷水对后续除无易糊袋、阻力显无

尘的影响着上升

废水排放含废水，需处理无含废水，需处理

落实石膏的长期去

向、废水的达标排

放，有 CO2排放

风险

脱硫效率 %95%以上

钙硫比

（ 1.01-1.03 ，一

般取 1.03 ），可采吸收剂耗量用较低的液气比。高活性生石灰的

稳定供应、脱硫

氨的稳定供应、灰的长期去向、

氨逃逸的控制、运行稳定性（塔内

煤含氯高时的氯挂壁、喷头结

离子富

疤、堵塞，糊

袋、锅炉炉膛负集、无等离子点压波动、锅火设施时的油灰

分离等

炉低负荷时无法

循环等）

一般稳定在 80%95%以上

脱硫效率大于 90%

时，需要进一步

增加钙硫比为和

氨硫比

喷水量、降低烟

（2.02-2.06 ），气趋近温差，同

可采用较小的液时将对下游设

气比

备，如除尘器、

国内有大量运行业

绩，技术成熟、稳成熟度定。

不受煤种限制，可

根据煤种变化灵活适应性调节。

系统阻力约

1500Pa，能耗不能耗

大，一般为机组容

量的 1%左右

脱硫副产物及

副产物为高纯度的利用

石膏，可以综合利引风机等带来不

利的影响

技术比较成熟，

但是国内 410t/h技术比较成熟，以上的锅炉运行但是国内运行的业绩较少。业绩较少。

不受煤种限制，受煤种限制，烟受场地限制，由气含硫量波动于氨法脱硫，氨时，因为有大量容易逃逸，会造循灰量，难以灵成二次污染，易敏调整，运行不影响周边居民的稳定。居住环境。

系统阻力约

2000Pa，能耗一

般为机组容量的

0.5%-1%，脱硫效

系统阻力约

率大于 80%时，为

1500Pa、能耗0.6%。当脱硫效

低。

率大于 90%时，耗

电量上升较快，

接近甚至会达到

1%左右。

副产物为亚硫酸需用蒸发结晶干钙、脱硫渣难以燥系统，副产品

用，应用价值高。处理，应用价值

低。主要成分为

NH4SO4副产品处理后达不到商用标准；目前中国的硫氨肥产能已过饱和，并且产品极不稳定，易分解造成二次污染。

运行事故

投资成本约为石

投资成本较石灰灰石石膏法的一次投资成本投资成本较低石石膏法高一些120%

1.3 运行成本的比较

单台炉年运行 8000h 运行成本比较

年量 (按年运行8000h 计 ) 费用 /万元

序

号项目单位单价 /元氨法钙法半干法氨法钙半干法法

1脱硫剂

—液氨t 2800 832 ——233 —

石灰石粉t 130 2694 ——35

生石灰t 500 2361 118

2 水t 1 240000 240000 168000 24 24 17

3 电kWh 1 7200000 8000000 6400000 360 400 320

蒸汽

—

4 （ 0.8MPa ）t 100 2668 ————27 —

蒸汽

5 （ 4.3MPa ）t 120 10807 130

6 工人工资人·年50000 8 8 8 40 40 40

—

7 编织袋个 2 213400 ————43 —

8 维检费————80 80 80

9 废水处理加药t 3 21600 24000 6 7

10 压缩空气Nm3 0.15 400000 400000 400000 3 3 3

11 副产物回收

硫酸铵t 550 3481 ——-191 —

石膏t 40 4540 —-18

干法脱硫灰t -20 7567 15 运行费用总计754 571 593

通过运行成本可以看出，单台锅炉石灰石石膏法脱硫比氨法脱硫和半干法

脱硫年综合运行成本分别节省了 183 万元和 220 万元，

1.4 比选结果

半干法脱硫在国内应用业绩相对少一些，成功的业绩厂家主要是龙净环保公司；石灰石 - 石膏湿法脱硫技术成熟，脱硫效率高，应用广泛，运行稳定可靠。

采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺技术是最成熟先进的脱硫工艺技术、长期运行稳定可靠，脱硫效率较高，吸收剂来源广泛，价格低廉，副产品石膏运输储存方便，可利用，系统压损较小，能耗小，占地适当，对于本工程布置方便灵活。

氨法脱硫后烟气中残留氨和铵盐类气溶胶（烟雾）分解出SO2，有二次污染，不能长期稳定可靠运行；运行中硫酸根离子的浓度大，腐蚀的问题严重，对于防腐的设计比与石灰石－石膏法要求更高。

氨法脱硫的副产物亚硫酸铵/ 硫酸铵及废水排放的去向是氨法脱硫的另一个

大问题： a) 如果不回收，排向水体，会对环境水体造成巨大污染，引发富营养化

等问题。国家环保法有明确规定，环境水体绝不容许排放亚硫酸铵/ 硫酸铵。同时，如果副产物不回收，则运行成本太高，企业不可能承受；(b) 如果将副产物制成氨肥，则投资成本大大增加（要建一个化肥厂），而且肥能否销售得出去也

是一个未知数，毕竟市场氨肥的需求有限，氨法脱硫产生的氨肥的品质与普通市面上售氨肥的差别也是一个问题，硫酸铵是一种低质氮肥，国内产量过剩，长期使用会使土壤板结。另外，氨法脱硫的脱硫剂氨的运输、贮存防泄漏均有一定要求，并且脱硫后的净烟气中还有 8%～ 10%的氨气逃逸，造成二次污染，易造成居民的

抗议。因此，本次项目的锅炉脱硫系统如果采用石灰石 - 石膏法，从投资和运行管理方面都有较大优势。综上，建议使用石灰石—石膏湿法脱硫工艺路线。