濕法脫硫中的石灰石-石膏法是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫技術(shù)之一,尤其在燃煤電廠和大型工業(yè)鍋爐中。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
效率可達(dá)95%以上,甚至可超過(guò)99%,能夠滿足嚴(yán)格的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)(如SO?濃度低于35mg/m3)。
適用于高硫煤(硫含量>3%)的煙氣處理,適應(yīng)性廣。
工業(yè)化應(yīng)用超過(guò)50年,工藝路線完善,運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富。
系統(tǒng)穩(wěn)定性高,故障率低,適合大規(guī)模連續(xù)運(yùn)行。
石灰石(CaCO?)儲(chǔ)量豐富,價(jià)格低廉,是經(jīng)濟(jì)性最佳的脫硫吸收劑。
副產(chǎn)物石膏(CaSO?·2H?O)可資源化利用(如建材原料),抵消部分運(yùn)行成本。
可處理煙氣量范圍大(從10萬(wàn)m3/h到數(shù)百萬(wàn)m3/h)。
對(duì)負(fù)荷波動(dòng)和煤種變化的耐受性較好,通過(guò)調(diào)整pH值、液氣比等參數(shù)可快速響應(yīng)。
在脫硫的同時(shí),可協(xié)同去除煙氣中的?顆粒物(粉塵)、HF、HCl?等污染物。
部分重金屬(如汞)也能被吸收,實(shí)現(xiàn)多污染物協(xié)同控制。
采用DCS(分散控制系統(tǒng))實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化控制,減少人工干預(yù)。
在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)(如漿液pH、氧化風(fēng)量)。
生成的石膏純度較高(≥90%),可用于生產(chǎn)建材(石膏板、水泥緩凝劑等)。
若品質(zhì)達(dá)標(biāo),可形成經(jīng)濟(jì)效益,減少固體廢棄物處置壓力。
廢水經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放,閉環(huán)設(shè)計(jì)減少二次污染。
與其他環(huán)保設(shè)施(如SCR脫硝、電除塵)兼容性好,易于集成到現(xiàn)有系統(tǒng)。
雖然初期投資較高(約占電廠總投資的10-15%),但運(yùn)行成本低(約0.3-0.5分/度電),壽命周期內(nèi)綜合成本優(yōu)勢(shì)明顯。
能耗較高:循環(huán)泵和氧化風(fēng)機(jī)耗電量大(約占廠用電的1-2%)。
設(shè)備腐蝕與結(jié)垢:需采用防腐材料(如玻璃鱗片、合金)和定期維護(hù)。
廢水處理:含重金屬和氯離子的廢水需專門處理。
石灰石-石膏法因其高效、經(jīng)濟(jì)、成熟的特點(diǎn),成為當(dāng)前燃煤煙氣脫硫的主流技術(shù),尤其適用于大型排放源。隨著工藝優(yōu)化(如雙循環(huán)技術(shù)、添加劑使用),其優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸顯,在環(huán)保要求趨嚴(yán)的背景下仍具長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。
技術(shù) | 脫硫效率 | 成本 | 副產(chǎn)物 | 適用場(chǎng)景 |
---|---|---|---|---|
石灰石-石膏法 | ≥95% | 高 | 石膏 | 大型電廠、高硫煤 |
干法/半干法 | 70~85% | 較低 | 灰渣 | 中小鍋爐、低硫煤 |
氨法脫硫 | ≥95% | 較高 | 硫酸銨化肥 | 需化肥副產(chǎn)品的場(chǎng)合 |
海水脫硫 | 90~95% | 中(需臨海) | 無(wú)害海水 | 沿海電廠 |
石灰石-石膏法適合大型、高硫排放源,雖成本高但脫硫效果穩(wěn)定,副產(chǎn)物可資源化;而中小型設(shè)施或低硫工況可能傾向選擇干法/半干法以降低成本。實(shí)際選擇需綜合考慮排放標(biāo)準(zhǔn)、煤質(zhì)、場(chǎng)地及經(jīng)濟(jì)性等因素。
]]>不同濕法脫硫技術(shù)的選擇需綜合考慮?煙氣特性、脫硫效率、副產(chǎn)物價(jià)值、運(yùn)行成本及環(huán)保法規(guī)。石灰石-石膏法因經(jīng)濟(jì)可靠占據(jù)主流,而氨法、鎂法則在特定場(chǎng)景更具優(yōu)勢(shì)。
]]>石灰石-石膏法因其高效、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)成熟、環(huán)保效益顯著以及政策支持,成為脫硫領(lǐng)域的主流技術(shù)。
]]>總結(jié):石灰石石膏法脫硫具有高效、成熟、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于工業(yè)煙氣處理。
]]>石灰石漿液制備:首先,將石灰石磨成細(xì)粉并加水制成漿液。石灰石漿液通過(guò)輸送泵送入吸收塔中。
煙氣與漿液接觸:鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)除塵處理后,進(jìn)入吸收塔。在吸收塔內(nèi),煙氣與從上而下噴淋的石灰石漿液逆流接觸,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。煙氣中的二氧化硫(SO?)溶解于漿液中,生成亞硫酸鈣(CaSO?)和硫酸鈣(CaSO?)。
氧化反應(yīng):在吸收塔底部或?qū)iT的氧化區(qū),通過(guò)鼓入空氣或氧氣,將生成的亞硫酸鈣進(jìn)一步氧化為更穩(wěn)定的硫酸鈣(CaSO?)。這一過(guò)程通常需要控制氧化風(fēng)機(jī)的供氧量,以確保反應(yīng)完全。
石膏生成與分離:反應(yīng)生成的硫酸鈣在吸收塔底部沉降,形成石膏漿液。石膏漿液經(jīng)過(guò)循環(huán)泵送回吸收塔頂部繼續(xù)參與反應(yīng),或者通過(guò)脫水設(shè)備(如旋流器、真空皮帶脫水機(jī))進(jìn)行脫水處理,最終得到干燥的石膏產(chǎn)品。
副產(chǎn)品處理:脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的石膏可以作為建筑材料使用,或者進(jìn)行進(jìn)一步的處理和回收利用。
廢水處理:脫硫過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含有少量污染物的廢水,需要通過(guò)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理,以減少對(duì)環(huán)境的影響。
整個(gè)石灰石石膏法脫硫過(guò)程涉及多個(gè)環(huán)節(jié),包括煙氣系統(tǒng)、吸收氧化系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)等,各環(huán)節(jié)緊密配合,確保高效脫硫并減少環(huán)境污染。
]]>技術(shù)成熟和可靠性高:石灰石-石膏法是一種非常成熟的煙氣脫硫技術(shù),自20世紀(jì)80年代以來(lái)廣泛應(yīng)用于全球的火電廠中。其技術(shù)已經(jīng)非常成熟,運(yùn)行可靠性高,設(shè)備和技術(shù)容易獲取。
資源豐富且價(jià)格低廉:石灰石作為脫硫劑,來(lái)源廣泛且價(jià)格便宜。石灰石資源豐富,易于運(yùn)輸和保存,這使得石灰石-石膏法在經(jīng)濟(jì)上具有很大的優(yōu)勢(shì)。
脫硫效率高:石灰石-石膏法的脫硫效率非常高,通??梢赃_(dá)到90%以上,甚至在某些裝置中可以超過(guò)95%。這種高效率使得該方法能夠有效去除煙氣中的二氧化硫,滿足嚴(yán)格的環(huán)保要求。
適應(yīng)性強(qiáng):石灰石-石膏法對(duì)煤種變化、負(fù)荷變化和脫硫率變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,特別適用于大容量機(jī)組(如200MW及以上)和燃用含硫量較高的煤種。
副產(chǎn)品可利用:脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的石膏是一種有價(jià)值的副產(chǎn)品,可以用于建筑材料或肥料等工業(yè)應(yīng)用,這不僅減少了廢物處理的成本,還增加了經(jīng)濟(jì)效益。
系統(tǒng)穩(wěn)定且無(wú)氨逃逸問(wèn)題:石灰石-石膏法系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,吸收劑不存在揮發(fā)性問(wèn)題,也無(wú)氨逃逸問(wèn)題,這使得其在實(shí)際應(yīng)用中更加安全可靠。
盡管石灰石-石膏法存在一些缺點(diǎn),如初期投資和運(yùn)行成本較高、占地面積大、系統(tǒng)管理復(fù)雜等,但其綜合優(yōu)勢(shì)使其成為目前國(guó)內(nèi)外火電廠煙氣脫硫的首選工藝。特別是在內(nèi)陸電廠或資源豐富的地區(qū),石灰石-石膏法因其經(jīng)濟(jì)性和高效性而被廣泛采用。
]]>氨法脫硫技術(shù)具有較高的脫硫效率,通常可以達(dá)到95%以上,且副產(chǎn)品硫酸銨具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,可以作為化肥使用,因此在環(huán)保性和資源再生利用方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。然而,氨法脫硫存在氨損失、能耗大以及加熱器材質(zhì)要求高等問(wèn)題。此外,氨法脫硫系統(tǒng)不排廢水,但其漿液中的氯離子和氟離子濃度較高,可能導(dǎo)致腐蝕問(wèn)題。
相比之下,石灰石-石膏法脫硫技術(shù)雖然占地面積較大,漿液循環(huán)量和耗電量較高,但其脫硫效率也高達(dá)95%,且運(yùn)行成本已大幅降低。石灰石-石膏法的副產(chǎn)品為石膏,主要用于建材行業(yè),具有一定的市場(chǎng)價(jià)值。然而,該技術(shù)的缺點(diǎn)包括系統(tǒng)復(fù)雜、初始投資大、水耗大等。
從技術(shù)改造的角度來(lái)看,氨法脫硫改造為石灰石-石膏法脫硫需要考慮以下幾點(diǎn):
設(shè)備調(diào)整:氨法脫硫塔的設(shè)計(jì)與石灰石-石膏法脫硫塔有所不同,需要對(duì)塔內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)石灰石-石膏法的工藝流程。
漿液制備:石灰石-石膏法需要將石灰石磨成粉并制成漿液,這與氨法脫硫的液氨或廢氨水不同,需要額外的設(shè)備和工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。
能耗與成本:石灰石-石膏法的能耗相對(duì)較高,且系統(tǒng)復(fù)雜度較高,因此改造過(guò)程中需要評(píng)估整體的能耗和運(yùn)行成本是否合理。
安全性:石灰石-石膏法不涉及危險(xiǎn)化學(xué)品的使用,安全性較高,而氨法脫硫存在氨泄漏的風(fēng)險(xiǎn),需要采取相應(yīng)的安全措施。
環(huán)保性:石灰石-石膏法的副產(chǎn)品石膏可以用于建材行業(yè),而氨法脫硫的硫酸銨則可以作為化肥使用,兩者在環(huán)保性方面各有優(yōu)勢(shì)。
改造氨法脫硫?yàn)槭沂?石膏法脫硫是一個(gè)復(fù)雜的工程任務(wù),需要綜合考慮技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)合理性以及環(huán)保要求。建議在進(jìn)行改造前進(jìn)行全面的技術(shù)評(píng)估和經(jīng)濟(jì)分析,以確保改造后的系統(tǒng)能夠高效、安全地運(yùn)行,并符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
]]>在吸收塔內(nèi),煙氣與石灰石漿液充分接觸,煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成硫酸鈣,隨后結(jié)晶形成二水石膏。 脫硫后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴,再通過(guò)換熱器加熱升溫后排放到大氣中。
石灰石膏法脫硫具有高效、低成本的特點(diǎn),脫硫效率通??蛇_(dá)到95%以上。此外,該技術(shù)對(duì)煤種和負(fù)荷變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,適用于各種含硫煤種的煙氣處理。石膏作為副產(chǎn)品,可以綜合利用,如用于制造墻板材料等。
石灰石膏法脫硫技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用,尤其在日本、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家的火力發(fā)電廠中,約90%的煙氣脫硫裝置采用此工藝。
]]>