石灰石石膏法与双碱法脱硫的对比
氨法、镁法、钙法和双碱湿法脱硫方案比较
氨法、镁法、钙法和双碱湿法脱硫方案比较1. 湿法脱硫技术比较当前我国环境形势相当严峻，在新颁布的国家标准《火电厂大气污染物排放排放提出了更严格的要求，必须采用标准》（GB13223-2011）中，对电厂的SO2的排放浓度满足环保要求。
湿法脱硫技术，才能使SO2湿法工艺是指脱硫剂以液浆形式喷入反应器，而脱硫产品也以液浆形式排出的系统。
适用于中小型锅炉烟气脱硫技术，依采用的脱硫剂不同，常用的主要有石灰（石）法、氧化镁法、双碱法、氨法等几类。
湿法脱硫因其脱硫效率高、适应范围广而得到广泛运用，市场占有率为85%以上。
中小型脱硫产物的处理国内外多采用抛弃法处理。
A、石灰（石）/石膏湿法脱硫工艺石灰（石）/石膏湿法脱硫工艺是采用石灰石（CaCO3）或石灰(CaO)作脱硫吸收剂原料，经消化处理后加水搅拌制成氢氧化钙(Ca(OH)2)作为脱硫吸收浆。
石灰或吸收剂浆液喷入吸收塔，吸附其中的SO2气体，产生亚硫酸钙，进而氧化为硫酸钙（石膏）副产品。
该工艺的优点主要是：（1）脱硫效率高，在Ca/S比小于1.1的时候，脱硫效率可高达90％以上；（2）吸收剂利用率高，可达到90％；（3）吸收剂资源广泛，价格低廉；（4）适用于高硫燃料，尤其适用于大容量电站锅炉的烟气处理；（5）副产品为石膏，高品位石膏可用于建筑材料。
该工艺的缺点是：（1）系统复杂，占地面积大；（2）造价高，一次性投资大；（在美国，单位一般造价在$150— 200/kW；在中国，重庆珞璜电厂一期烟气脱硫工程2×360MW脱硫装置占电厂总投资的11.15%，太原第一热电厂高速平流简易湿式300MW机组的600000m3/h 脱硫装置的单位造价约RMB650元/kW，杭州半山电厂2×125MW和北京第一热电厂2×410t/h锅炉脱硫装置单位造价更高达RMB 1600/KW）；（3）运行问题较多——由于副产品CaSO4易沉积和粘结，所以，容易造成系统积垢，堵塞和磨损；（而双减法在系统内产物是NaSO3,不会造成堵塞和积垢）（4）运行费用高，高液/气比所带来的电、水循环和耗量非常大；（5）副产品处理问题——目前，世界上对该副产品处理，主要采用抛弃和再利用两种方法：西欧和日本因缺乏石膏资源，所以用此副产品做建筑用石膏板，与此同时，当地建筑规范也为该产品的推广使用提供了方便。
工业脱硫应用石灰石制粉与双碱法脱硫
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟工业脱硫应用石灰石制粉与双碱法脱硫由于近几年国家对环保要求的严格，脱硫工程几乎是所有电厂建设的重要工程之一，目前世界上上烟气脱硫工艺达数百种之多。
在这些脱硫工艺中，有的尚处于试验研究阶段，有的技术较为成熟，已经达到工业应用水平，今天，就拿最常见的两种脱硫方法做一下简单的对比和区分-石灰石制粉脱硫与双碱法脱硫。
石灰石制粉的原理是：将石灰石用黎明重工超细磨粉机进行粉碎加工，然后将石灰石粉加水(或石灰石磨制为石灰石浆)制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。
经洗涤脱出二氧化硫的烟气经加热(或不加热)由烟囱排入大气。
双碱法脱硫是指采用NaOH 和石灰(氢氧化钙)两种碱性物质做脱硫剂的脱硫方法，其原理是：双碱法脱硫一般只有一个循环水池，NaOH、石灰与除尘脱硫过程中捕集下来的烟灰同在一个循环池内混合，在清除循环水池内的灰渣时烟灰、反应生成物亚硫酸钙、硫酸钙及石灰渣和未完全反应的石灰同时被清除，清出的灰渣是一种混合物不易被利用而形成废渣。
主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液(循环水)，用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。
3 种生成物均溶于水。
在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水(稀灰浆)。
一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。
上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除;可以回收，是制水泥的良好原料。
石灰石制粉脱硫与双碱法脱硫区别是：石灰石粉脱硫法是将石灰石直接用黎。
各脱硫工艺简介及对比
（4）石膏脱水系统
工艺水系统 工艺水系统负责提供FGD足够的水量，补充系统运行期间水的散失，以保证FGD系统的正常功能。工艺水通常采用循环水排水作为水源，一般设置两台工艺水泵（一用一备），一个工艺水箱。 工艺水的主要用水如下： 系统的补充水，主要有：除雾器冲洗水、石灰浆液补充水、泵的循环水等。 不定期对系统的一些管路进行冲洗，水量不定。主要有：循环管路冲洗水、石灰浆液管路冲洗水，石膏排放管路冲洗水、污泥管路冲洗水等。
3、脱硫系统说明
脱硫系统的工艺流程图见下页图。 整套系统由六大部分组成： 烟气系统；（2）SO2吸收系统；（3）吸收剂制备及供给系统；（4）石膏脱水系统；（5）工艺水系统；（6）电控系统。
（1）烟气系统
烟气从锅炉引风机后的烟道上引出，进入吸收塔。在吸收塔内脱硫净化，经除雾器除去水雾，送入锅炉引风机后的总烟道，经然后烟囱排入大气。在烟道上设一段旁路烟道，并设置旁路挡板门，当锅炉启动、进入FGD的烟气超温和FGD装置故障停运时，烟气由旁路挡板经烟囱排放。 烟气系统主要包括FGD进出口烟道，进出口挡板门，旁路挡板门以及与挡板门配套的执行机构。
脱硫工艺简介及对比
--双碱法
一、脱硫工艺
不同脱硫工艺之间的比较 ，具体见下表。
双碱法脱硫工艺介绍
烟气脱硫原理 湿式石灰/石灰石法技术工成熟，脱硫率高，但其主要缺点之一是容易结垢造成吸收系统的堵塞，而双碱法则是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收SO2，然后再用电石渣或石灰浆液对吸收液进行再生，由于在吸收和吸收液处理中，使用了两种不同类型的碱，故称为双碱法。双碱法的明显优点是，由于采用液相吸收，从而不存在结垢和浆料堵塞等问题。 针对公司的实际情况，因此本工程选用钠-钙双碱法工艺。
（6）电控系统
双碱法比较
石灰石—石膏法、双碱法的对比1 石灰石—石膏法该法是用石灰石的乳液吸收烟气中的SO2，使之与SO2生成二水亚硫酸钙（石膏），其脱硫效率可达90%以上，技术也较成熟。
该法通常由三个部分组成：1.1 SO2的吸收这是该法的主要工序，它是在烟道中让SO2与石灰石的乳液进行化学反应生成CaSO3和CaSO4。
1.2 固液分离由于产生大量的亚硫酸钙和少量的硫酸钙以及预除尘时尚未除尽的烟尘，因此，必须将其从液体中分离后加以处理。
1.3 固体处理分离出来的固体物质一般采取两种方法；第一是抛弃，这将会产生二次污染。
第二是回收，在处理过程中，通入空气强制氧化和一些添加剂，可以使CaSO3生成CaSO4·2H2O（石膏）。
1.4 化学反应石灰石—石膏法的脱硫剂是250目的石灰石粉制成的浓度为28%—32%的石灰石浆。
其主要脱硫反应为：SO2＋H2O → H2SO3CaCO3＋H2SO3→ CaSO3＋CO2↑+ H2OCaSO3 + O2→ CaSO4CaSO4 + H2O → CaSO4·2H2O1.5 优点此方法是世界上烟气脱硫应用最广泛、技术最成熟的工艺，国内外单机达到900MW左右，既可处理高硫煤又可处理低硫煤，钙硫比低。
吸收剂价廉易得，运行可靠，应用较广，脱硫效率可达95%以上。
但实践中存在一些问题：1.7 工艺流程复杂该工艺包括8个子系统：吸收剂运输系统、石灰石浆制备系统、烟气系统、SO2吸收系统、石膏处理系统、蒸汽系统、供水和废水处理系统，设备比较复杂；石灰制桨系统工艺相当复杂，石灰石需研磨到300目以上，电耗大，成本高。
2 双碱法采用钠化合物（NaOH、Na2CO3、NaSO3等）溶液吸收SO 2，生成钠盐。
其溶液再与石灰石（CaCO3）或石灰（Ca(OH)2）反应生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀。
再生后的钠化合物返回洗涤设备重新作为吸收剂使用。
设备调整PH值后循环使用。
NaOH + SO2→ Na2SO3 + H2ONa2CO3 + SO2→ Na2SO3 + CO2↑Na2SO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3Ca（OH）2 +2NaHSO3→ Na2SO3 + CaSO3 + H2ONa2SO3 + Ca（OH）2 + H2O →2NaOH + CaSO3此法由于生成CaSO3沉淀不在脱硫塔内部而是在再生池中进行。
石灰石-石膏法、钠钙双碱法烟气脱硫工艺比较
河南建材2020年第7期石灰石-石膏法、钠钙双碱法烟气脱硫工艺比较张威1顿磊1,2曹晓润1李玉春11河南建筑材料研究设计研究院有限责任公司（450002）2河南省科学院质量检验与分析测试研究中心（450002）摘要:工业生产排放大量二氧化硫，危害人身健康、生态环境，对社会经济带来严重影响。
当前，烟气脱硫技术以湿法为主。
文章介绍、比较了石灰石-石膏法、钠钙双碱法两种烟气脱硫工艺，并提出了建议。
关键词:石灰石-石膏法；钠钙双碱法；烟气脱硫0引言随着工业化的不断发展,大气污染成为全世界需面对的环境保护问题。
工业生产排放的二氧化硫(SO2)是大气的主要污染物之一,早在100年前就有人进行烟气脱硫技术的研究,目前SO2控制技术已超过200种,这些技术归纳起来可分为三大类:燃烧前脱硫,如洗煤、微生物脱硫;燃烧中脱硫,如工业性煤固硫、炉内喷钙;燃烧后脱硫,即烟气脱硫(FGD)。
FGD法是世界上唯一大规模商业化的脱硫技术,主要是利用吸收剂或吸附剂去除烟气中的SO2,并使其转化为较稳定的硫化物。
吸收法处理是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程。
在这一过程中,既有某些气体在溶液中溶解的物理吸收,也有气液中化学物质之间发生化学反应的化学吸收。
吸收法的特点是既能吸收有害气体,又能除掉排气中的粉尘,化学吸收不是纯溶解过程,吸收效率高,是目前应用较多的有害气体处理方法。
现阶段燃烧后烟气脱硫技术以湿法为主,其工艺相对成熟可靠、经济实用、操作简单、管理方便,其中“石灰石-石膏法”和“钠钙双碱法”的应用较为广泛。
1石灰石-石膏法石灰石-石膏法是世界上应用最广泛的一种脱硫技术,我国大多数火力发电厂烟气脱硫均采用此技术。
石灰石-石膏法的工艺原理为:将石灰石粉与定量的水混合制成浆液,再与烟气完全混合在一起;烟气中所含的碳酸钙与SO2发生化学反应,形成亚硫酸钙;空气的氧又与亚硫酸钙发生氧化反应,形成硫酸钙,在达到饱和状态时,慢慢结晶为二水石膏;烟气通过洗涤除去SO2后,经加热(或不加热)通过烟囱进入大气。
双碱法优点对比及案例
双碱法优点对比及案例双碱法是一种常用的烟气脱硫技术，主要用于控制燃煤电厂等工业设施中的SO2排放。
它以石灰和纯碱为主要脱硫剂，通过与烟气中的SO2反应形成硫酸钙和硫酸钠，将SO2转化为无害的盐类，并有效地减少了大气污染和酸雨的产生。
以下是双碱法的优点、对比以及应用案例。
双碱法的优点如下：1.较高的脱硫效率：双碱法采用两种碱性物质作为脱硫剂，能够充分发挥两者的优势，提高脱硫效率。
纯碱能够迅速反应与SO2生成硫酸钠，起到初级脱硫的作用，而石灰能够与烟气中的残留SO2反应生成硫酸钙，起到二次脱硫的作用。
2.适应性强：双碱法适应性广，可以适用于不同种类的燃煤和燃气设备，也可以通过调整脱硫剂的种类和比例来适应不同的脱硫条件。
3.产生的副产物易于处理：双碱法产生的副产物主要是硫酸钠和硫酸钙，这些盐类物质可以进行循环利用或者用于资源化利用，对环境污染较小。
与其他脱硫技术相比，双碱法具有如下特点：1.与石灰石-石膏法对比：双碱法脱硫效率相对较高，一般可达到90%以上，而石灰石-石膏法一般为90%左右。
同时，双碱法不会产生大量的石膏废料，减少了对资源和土地的占用，降低了清除和处理废料的成本。
2.与海水脱硫法对比：双碱法与海水脱硫法相比，无需使用海水作为脱硫剂，避免了盐类沉积和锈蚀的问题。
双碱法使用的碱性物质价格相对较低，不易受到外界环境的影响。
现实中，双碱法已经在多个国家和地区得到了广泛应用。
以下是一些应用案例：1.美国爱达荷州莱文沙槽二号电厂：该电厂采用双碱法进行烟气脱硫，运行效果良好。
该电厂使用石灰和纯碱作为脱硫剂，脱硫效率可达到90%以上，大大降低了SO2排放量，减少了酸雨的形成。
2.中国山西热电厂：该热电厂采用双碱法进行烟气脱硫，成功地实现了大气污染物的减排。
该电厂使用石灰和纯碱作为脱硫剂，通过脱硫工艺，将煤烟气中的SO2转化为硫酸钠和硫酸钙并进行收集处理。
3.德国霍尔茨门热电厂：该热电厂采用双碱法进行烟气脱硫，将SO2排放控制在环境法规要求以下。
湿式钙法、镁法、双碱法的比较
脱硫除尘工艺的比较湿法烟气脱硫工艺，技术比较成熟。
该技术根据吸收剂种类的不同，又可分为：石灰（石）-石膏法（使用最多）、双碱法、氧化镁法、氨法、海水法、钠碱法等，由于海水法、双碱法、氨法、钠碱法等受到地理位置、脱硫副产品处理、脱硫剂来源及价格等因素影响，常常应用在区域性较强、烟量相对较小或工艺要求简单的脱硫工程中。
石灰（石）-石膏法则因其成熟的工艺技术，在工业锅炉和大型电厂的脱硫工程中得到广泛应用。
而镁法脱硫技术，近些年来我国临近镁矿产地地区(山东、东北、天津、北京等地区)也得到一些应用。
1.3.1 化学反应机理比较（1）湿式钙法脱硫湿式钙法脱硫的脱硫剂可采用石灰石（CaCO3）或石灰（CaO），所以化学反应也因脱硫剂的不同而略有不同。
湿式钙法脱硫多采用石灰-石膏法。
CaO+H2O →Ca(HO) 2消化SO2 + H2O → H2SO3吸收Ca(HO) 2 + H2SO3→ CaSO3 + 2H2O 中和CaSO3 + 1/2 O2→ CaSO4氧化CaSO3 + 1/2 H2O → CaSO3•1/2H2O 结晶CaSO4 + 2H2O → CaSO4•2H2O 结晶（2）湿式镁法脱硫以普通工业氧化镁粉（纯度约85%~90%）浆液作吸收剂，与烟气反应生成亚硫酸镁，如亚硫酸镁进一步氧化，可生成硫酸镁。
MgO+H2O→Mg(OH)2 (悬浮乳液) 熟化SO2+ H2O→H2SO3 吸收Mg(OH)2+ H2SO3→MgSO3+2H2O 中和MgSO3+ H2SO3→Mg(HSO3)2 中和生成的亚硫酸镁一部分又作为吸收剂循环使用，同时未使用的另一部分可排放或进一步利用。
MgSO 3+1/2O 2→MgSO 4(溶解状态) 氧化此外，在Mg(OH)2相对SO 2不足时则会：MgSO 3+SO 2+H 2O→Mg(HSO 3)2补足Mg(OH)2时Mg （HSO 3）2+Mg （OH ）2→2MgSO 3↓+2H 2O当副产品亚硫酸镁采用焙烧方法制成氧化镁和硫酸回收时，则其化学过程如下（焙烧温度控制在850℃以下，如温度达到1200℃，氧化镁会被烧结，不能作为脱硫剂使用），该工艺复杂，投资大，我国脱硫过程尚无常用：MgSO 3 →MgO ＋SO 2MgSO 4→MgO ＋SO 3Mg(HSO 3)2→MgO ＋H 2O ＋2SO 2SO 2＋1/2O 2→SO 3SO 3＋H 2O→H 2SO 4一般，我国氧化镁脱硫，脱硫副产品采用抛弃法。
烟气脱硫工艺对比
脱硫工艺对比目前世界上的脱硫工艺有很多种，有的技术成熟，已经达到商业化应用的水平，有的处于研究阶段。
脱硫工艺总体可以分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。
目前应用较多的干法脱硫工艺有干法石灰/石膏脱硫工艺和半干法石灰/石膏脱硫工艺。
湿法脱硫主要有石灰/石膏湿法脱硫工艺、石灰石/石膏湿法脱硫工艺、氧化镁湿法脱硫工艺、双减法脱硫工艺和氨法脱硫工艺。
目前应用在烧结机上的脱硫主要有6中。
其性能比较见下表：从上表中可以看到石灰/石膏法、石灰石/石膏法、镁法和氨法都能达到90%以上的脱硫效率。
其中石灰/石膏法和石灰石/石膏法是当今世界上的主导脱硫工艺，约占全部烟气脱硫装置90%以上。
其特点是技术成熟，系统可靠性高，吸收效率高，吸收剂来源广泛，适用范围广，能应用于大容量机组。
与石灰石/石膏法相半干法只能应用于中小机组，且运行费用较高。
氨法虽然脱硫效率也可达到90%，但受脱硫剂，且工艺复杂，投资成本巨大。
镁法与氨法类似，主要受脱硫剂来源限制。
与石灰石/石膏法相比，石灰/石膏法更适合烧结机脱硫。
主要原因有：（1）烧结机本身需要使用石灰，所以无需单独购买脱硫剂；（2）与锅炉脱硫相比，烧结机一般没有脱硫预留场地，石灰法占地面积更小河北普阳钢铁有限公司2×180㎡烧结机，是目前国内主流大型烧结机组，所以综合脱硫效率、系统稳定性、脱硫剂来源、运行费用、投资成本等方面的因素考虑，石灰/石膏法无疑是河北普阳钢铁有限公司2×180㎡烧结机的最佳选择。
石灰/石膏湿法脱硫工艺主要有以下特点：1 投资费用少、占地面积小石灰/石膏法烟气脱硫系统主体设备为脱硫塔，脱硫塔兼有脱硫和除尘双重功效。
其它石灰干法脱硫系统主体设备除了脱硫塔外，还有脱硫风机及塔后除尘器进行除尘，因此石灰/石膏法烟气脱硫系统在投资上低于其它石灰干法脱硫，占地面积小于其它石灰干法脱硫。
2运行费用低本脱硫工艺采用目前世界上工艺最成熟的湿法石灰/石膏法脱硫工艺，相对于石灰干法/半干法脱硫，本工艺（湿法）脱硫系统阻力小(石灰/石膏法烟气脱硫系统阻力≤1000Pa，其它干法烟气脱硫系统由于需要采用布袋除尘,系统阻力≥3000Pa)，系统电耗远远低于石灰干法/半干法脱硫；石灰利用率高，钙硫比仅为1.05，其它石灰干法脱硫钙硫比≥1.3（实际运行时可能达到2），石灰用量低于其它石灰干法/半干法脱硫，在石灰运输、储存、熟化、供应、反应等系统等方面也大大简化。
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石灰石石膏法与双碱法
脱硫的对比
The manuscript was revised on the evening of 2021
石灰石-石膏法与双碱法技术经济比较
1.技术比较
石灰石-石膏法主流技术均为空塔喷淋，在塔内完成吸收氧化结晶，产生的石膏在塔内容易结构，而双碱法中，钙基脱硫渣在外部反应池中而非塔内生成，大大减少结垢机会；
钠基清液吸收SO2速率快，故可用较小的液气比达到较高的脱硫率，配套循环泵流量小，磨损小，电耗也小很多；
相比而言，石灰石-石膏法设备多，占地面积大，配套的控制系统复杂，操作水平要求高。
2.投资费用比较
.对于石灰石-石膏法脱硫系统，由于石灰石极难溶于水，因此，系统中各工艺管道内都是浆液运行，对于系统内各设备、管道的材质要求相当高，而双碱法脱硫系统中主要管道都是清液运行，对于设备、泵和管道的材质要求相对较松，投资相对较低。
.石灰石石膏法脱硫对整个工艺系统的控制要求高，控制系统投资大于双碱法。
.石灰石-石膏法脱硫塔内，浆池容量大，液气比大，循环泵流量大，而且需设置强制氧化，配置塔内搅拌器，搅拌器要求严格，这些都使石灰石-石膏法脱硫造价高。
3.运行费用比较
对于湿法脱硫而言，运行成本主要体现在两个方面：一是系统电耗；二是脱硫吸收剂的投入，其它人工成本等相对而言较少。
在吸收剂方面，石灰石-石膏法只消耗石灰石，双碱法除消耗石灰外，还消耗部分钠碱，所以双碱法的吸收剂成本稍高。
在电耗方面，由于石灰石-石膏法设备多，要求液气比大，因此电耗较双碱法高很多。