石灰石-石膏法脫硫與氨法脫硫的對比研究

江南環(huán)保設(shè)計院 林 海

石灰石-石膏法脫硫與氨法脫硫的對比研究

江南環(huán)保設(shè)計院 林 海

大型火力發(fā)電廠鍋爐尾氣中含有大量硫，若不經(jīng)處理直接排放，會對環(huán)境造成嚴重的污染。石灰石–石膏法作為一種火力電廠鍋爐煙氣脫硫方法，由于工藝成熟、適應(yīng)于大型鍋爐所產(chǎn)生的煙氣脫硫等優(yōu)勢，得到了廣泛應(yīng)用。但是，隨著國家優(yōu)質(zhì)煤種計劃供應(yīng)數(shù)量的下降，煤價逐年攀升，鍋爐燃用高硫煤的情況也越來越多，石灰石–石膏法脫硫方法也逐漸顯示出不適應(yīng)的情形。在這種情況下，氨法脫硫等其他脫硫方法日益引起人們的重視。因此，在未來的脫硫設(shè)計中，工程人員需要了解不同脫硫方法的主要特點，選擇經(jīng)濟合理的脫硫方法。

一、石灰石-石膏法脫硫特點分析

石灰石–石膏法脫硫是指以石灰石為原料，粉碎、制漿后用作吸收劑。這種脫硫方法適合大型裝置的煙氣脫硫，如大型火力發(fā)電機組脫硫。該方法工藝成熟可靠，控制簡便，脫硫效率高，穩(wěn)定性高。但是仍存在一些不足，具體如下。

1.副產(chǎn)品脫硫石膏經(jīng)濟市場急度縮小，目前已大多作為固體廢棄物堆存處理，成為二次污染源；同時，堆存場地的尋找和成本也成為經(jīng)濟負擔(dān)，很多堆場往往成為永久性的廢固堆放場。

2.該脫硫法每脫除1 t二氧化硫約增加0.7 t二氧化碳排放量，環(huán)保負效應(yīng)較高。

3.作為吸收劑的石灰石，其供應(yīng)成本越來越高，品質(zhì)要求也越來越高。

4.要滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)，老裝置改造比較困難。高硫煤要想達到97%的脫硫效率，改造困難；脫硫裝置因硫份的增加需要大量增加噴淋量，從而需要增加大量的脫硫設(shè)備，如循環(huán)泵；同時還需要增大設(shè)備容量，如風(fēng)機、補給水泵流量等；造成場地緊張，能耗增加。

二、氨法脫硫特點分析

氨法脫硫是以堿性強（氨的堿性強于鈣基吸收劑）、活性高、生產(chǎn)容易、市場化高的液氨（或氨水）作吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫，最終轉(zhuǎn)化為硫酸銨化肥。和石灰石–石膏法脫硫相比，氨法脫硫具有如下特點。

1.脫硫工藝簡單。氨法脫硫工藝系統(tǒng)簡單，不需要鈣法脫硫龐大的制漿系統(tǒng)；沒有固廢排放，副產(chǎn)物為市場容量大、可利用的硫酸銨化肥，可以作為商品直接銷售給農(nóng)戶使用；吸收劑不含碳，不額外增加二氧化碳排放，符合循環(huán)經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求。

2.脫硫效率高，煤種適應(yīng)性強。氨吸收煙氣中的二氧化硫?qū)儆跉猕C氣或氣–液反應(yīng)過程，反應(yīng)速率快，反應(yīng)完全，吸收劑利用率高；對高含硫煤種，脫硫效率超過98%，脫硫效果穩(wěn)定，適應(yīng)性廣。由于吸收劑活性強，液氣比相對較小，配套的設(shè)備可以以較低選型參數(shù)參加到較大的脫硫裝置中；設(shè)備體積小，占地少，更利于老系統(tǒng)改造。

3.節(jié)能減排，經(jīng)濟效益好。所需設(shè)備少、設(shè)備參數(shù)小，裝置用電率低，耗電量少，間接降低了碳排放。

4.副產(chǎn)品可以增值，1 t液氨吸收劑大約可產(chǎn)3.8 t副產(chǎn)品硫酸銨。

5.無廢水排放。相比石灰石法，氨法脫硫系統(tǒng)中的濾液最終成為硫銨結(jié)晶體，無廢液排放。

6.系統(tǒng)具有同步脫硝功能。氨法脫硫的同時具有一定的脫硝效果，目前很多技術(shù)機構(gòu)都在積極研究氨法脫硫的同時脫銷的工藝；隨著工藝的改進，其脫硝功能將會越來越強。

7.流程短，設(shè)備少，易維護。與石灰石–石膏法相比，氨法無制粉、制漿工序，無廢水處理工序；設(shè)備檢修量小。目前，國內(nèi)先進氨法脫硫裝置的各項指標(biāo)均處于世界領(lǐng)先水平，脫硫效率超過98%，凈化后的煙氣中氨的濃度不超過8 mg/Nm3，凈化后的煙氣中霧滴的濃度不大于75 mg/Nm3，氨利用率在97%以上，裝置可利用率查過95%，副產(chǎn)品硫酸銨達到國家GB535–1995一等品標(biāo)準(zhǔn)。本文，筆者以某2×300 MW機組熱電脫硫項目為例，對其采用不同脫硫方法經(jīng)濟效益進行分析。氨法脫硫和石灰石–石膏法脫硫的具體效益對比見表1。

表1 氨法脫硫和石灰石–石膏法法脫硫經(jīng)濟效益對比

由表1可知，氨法脫硫在一般經(jīng)濟性上較石灰石–石膏法脫硫有較大優(yōu)勢。

三、結(jié)論

脫硫方法多種多樣，但是具有工藝設(shè)計簡便易行，效果顯著、可靠，設(shè)備、設(shè)施技術(shù)成熟，產(chǎn)品國產(chǎn)化高、容易購置、脫硫市場廣闊的方法卻不多。就目前世界減排形勢來看，削減硫的氣態(tài)排放特別是電廠產(chǎn)生的硫份，具有十分重要的意義。大城市周邊必然設(shè)有大型火力電廠；盡管電廠現(xiàn)在選址因很多政策的標(biāo)準(zhǔn)限制，不可能在市中心造成直接的影響，但是對城市及周邊區(qū)域來講，無論是二氧化硫酸降還是形成顆粒物硫酸鹽，都對環(huán)境有很大的影響，而且其副產(chǎn)物容易造成二次污染。因此，研究新的電廠脫硫工藝，對于保護環(huán)境、促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要作用。

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