脱硫工艺比较

工艺选择

选择原则

许多脱硫方法都能获得较高的脱硫效率，但脱硫效率的高低并不是评价脱硫方法优劣的唯一标准，选择时不但要进行综合技术经济比较，还要根据项目所在地区条件拟定工艺系统，总的来说，要从以下几方面考虑：

（1）脱硫效率满足环保要求，且在电厂整个运行周期内适应出现内外环境保护要求变化；

（2）选择技术成熟，运行可靠，可用率在95％以上，有大型工业化业绩的工艺系统；

（3）脱硫设施运行不影响机组正常运行，能在锅炉不同负荷工况下运行，脱硫变化速度适应锅炉负荷变化率；

（4）工程造价和运行费用低、耗水量低；

（5）吸收剂要有稳定来源，并且质优价廉，对周围环境不会污染； （6）脱硫副产品综合利用要有市场；

（7）避免对电厂粉煤灰综合利用带来不利影响； （8）废料废水排放不造成二次污染。

各种脱硫工艺简介

1．石灰石-石膏湿法脱硫工艺

石灰石-石膏湿法脱硫工艺采用石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎、磨细成粉状，与水混合搅拌制成吸收浆液。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空气进行氧化反应而被脱除，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通过烟囱排放至大气。脱硫石膏浆液经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液的循环利用，脱硫剂的利用率高。该工艺适用于任何含硫量的煤种的烟气脱硫，脱硫效率可达到95％以上。

石灰石-石膏湿法脱硫工艺的主要反应如下：

吸收过程：CaCO3+SO2+1／2H2O→CaSO3·1／2H2O +CO2 氧化过程：CaSO3·1／2H2O+1／2O2+3／2H2O→CaSO4·2H2O

制浆系统：石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成约20%浓度的浆液。

吸收系统：浆液喷入吸收塔，与自下而上的烟气逆向混合，吸附其中的SO2

气体并与之发生反应，生成亚硫酸钙，经过曝气段强制氧化最终生成含水的水合硫酸钙（石膏）。

副产品处理系统：含水的水合硫酸钙（石膏）经过水力旋流器和真空皮带机脱水，得到含水在10%--15%水合硫酸钙（石膏）。

烟气再热系统：经过洗涤的烟气温度已低于露点，须进行再热以后通过烟囱排放，通常采用蓄热式换热器（GGH）。

废水处理系统：为了保证石膏的质量需控制系统中氯离子含量在20000mg/L以下，高于这个浓度就要排放一定量的废水，通过简单的废水处理装置处理排放。

该工艺特点：应用广泛、适用性强、脱硫效率高达95%以上，技术成熟、国产化高，运行稳定；吸收剂资源广泛，价格低廉；副产品为石膏可用于水泥生产和建筑材料。

石灰石-石膏湿法脱硫是目前世界技术最为成熟、效率最高、应用最多的脱硫工艺，特别在美国、德国和日本，应用脱硫工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的90％ ，已应用的最大单机容量达1000MW。

在国内，重庆珞璜电厂首次引进了石灰石-石膏湿法脱硫工艺，设计脱硫效率大于95％ 。该厂二期工程仍采用了该脱硫工艺。此外重庆、半山、北京第一热电厂、扬州电厂以及镇江电厂二期等的脱硫工程，亦采用了此工艺。由国内制造厂家总体设计第一套国产300MW 石灰石-石膏湿法脱硫装置也已在黄台电厂实施。

石灰石-石膏湿法脱硫工艺系统主要包括：烟气系统、石灰石浆液制备系统、反应塔系统、烟气系统、GGH再热系统、空压机系统、工业水系统及就地控制系统等；主要设备包括：增压风机、气-气热交换器(GGH) 、脱硫塔、浆液循环泵、氧化风机、石灰石浆液输送泵、石膏浆液输送泵、密封风机、空压机、高压冲洗泵、搅拌器等。

其中烟气系统和反应塔系统是主要工艺系统。

2．循环流化床半干法脱硫工艺

本技术既适用于处理烟气量较大的电厂燃煤锅炉烟气脱硫净化，同时也适用

于各种规模的工业锅炉、工业窑炉烟气脱硫净化工程和垃圾焚烧，应用领域非常广泛。

循环流化床烟气脱硫净化系统包括石灰仓、水泵、雾化喷嘴、螺旋给料器、引风机、布袋除尘器、循环流化床反应器、旋风分离器、立管、密闭管式返料器、电磁阀、灰斗、灰库。

系统流程确定为：锅炉烟道→循环流化床半干法烟气脱硫系统→旋风分离器→原有静电除尘器→引风机→烟囱。在循环流化床脱硫塔的后边设置旋风分离器再进入厂方原有静电除尘器。由锅炉出口烟道引入的含有二氧化硫的烟气在循环流化床脱硫塔中得以脱硫净化；循环流化床脱硫塔出口的高含尘烟气经过旋风分离器对烟气进行收尘，将收集下来的粉煤灰、未反应的脱硫剂及脱硫产物返回脱硫塔进行循环利用，以提高烟气脱硫效率和脱硫剂利用率；再进入静电除尘器对脱硫后烟气进行进一步除尘，以满足热电厂锅炉烟尘排放标准，达标排放。

3．喷雾干燥法脱硫工艺

喷雾干燥法脱硫工艺以生石灰作为脱硫吸收剂，生石灰经消化加水制成消石灰乳，消石灰乳经高速旋转雾化器喷射成均匀的雾滴，这些具有很大表面积的散微粒，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3和CaSO4，达到脱除烟气中的SO2的目的。如果吸收剂颗粒没有完全干燥，则在吸收塔之后的烟道和除尘器中仍可继续发生吸收SO2的化学反应。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。除尘后的烟气经烟囱排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率。一般将部分脱硫灰加入制浆系统进行循环利用。 消石灰乳吸收SO2的化学反应为： Ca(OH)2+SO2→CaSO3·1／2H2O+1／2H2O Ca(OH) 2+SO2+1／202+ H2O→CaSO4·2H2O

这种脱硫工艺相比湿法烟气脱硫工艺而言，具有设备和工艺流程较为简单、系统可靠性高的特点，在Ca/S为1.1~1.6时，脱硫效率在80~90％之间。在欧洲和美国等国家应用比较多，300MW以上机组有一定运行业绩。国内白马电厂进行了旋转喷雾干燥法的试验，Ca/S为1.4，其脱硫效率达到80％ ，黄岛电厂亦采用了该工艺。

4. 炉内喷钙加尾部增湿活化器脱硫工艺(LIFAC)

该工艺以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛，在炉膛内受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙。由于反应在气固两相之间进行，反应速度较慢，吸收剂利用率较低。因此在烟道尾部设尾部增湿活化反应器，增湿水以雾状喷入活化反应器内，与未反应的氧化钙接触生成氢氧化钙进而与烟气中的二氧化硫反应。炉内喷钙加尾部增湿活化器脱硫工艺适用于燃烧含硫量为0.6~2.5％ 煤种的锅炉，当钙硫比控制在2.5及以上时，系统脱硫率可达到65~80％ 。未反应的吸收剂、反应产物呈干燥态随烟气排出，被除尘器收集下来。由于脱硫过程吸收剂的利用率较低，脱硫副产物中亚硫酸钙含量较高，其综合利用受到一定的限制，同时由于在炉内喷钙，锅炉燃烧稳定性及锅炉效率会有影响。

该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到广泛应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已达300MW。南京下关电厂和浙江钱清电厂的125MW机组均采用了这一脱硫工艺。

5. 电子束法脱硫工艺

该脱硫工艺流程由排烟预除尘、烟气冷却、氨的充入、电子束照射和副产品捕集等工序所组成。

锅炉排出的烟气经过除尘器粗滤处理之后进入冷却塔，冷却塔内喷射冷却水将烟气冷却到适于脱硫、脱硝处理的温度(约7O℃ )。在反应器进口处将一定的氨气、压缩空气和软水混合喷入、冷却后的烟气流进反应器经电子束照射，SO2和NOx在自由基作用下生成粉状微粒硫酸铵(NH4)2 SO4 与硝酸铵NH4NO3的混合粉体。生成的粉体微粒一部分沉淀到反应器底部，其余副产品被除尘器所分离捕集。净化后的烟气经烟囱向大气排放。到目前为止，电子束法脱硫仅在日本、美国进行过一些小型工业试验，尚没有在大型机组上应用的业绩。国内在成都热电厂1台200MW机组进行了装置试验，已投入运行，脱硫效率可达85％ 。

6. 钙钠双碱法工艺

钠碱法主要包括亚钠循环吸收法和亚硫酸钠法。亚钠循环吸收法是用Na2SO3吸收SO2生成NaHSO3，吸收液加热分解出高浓度SO2（可以进一步加工为液态SO2、生成硫磺或硫酸）和Na2SO3（用于循环吸收用）。亚硫酸钠法是用Na2CO3吸收Na2SO3，并将Na2SO3制成副产品。但因Na2SO3的销路有限，限制