石灰石-石膏法脱硫与氨法脱硫的对比研究

江南环保设计院 林 海

石灰石-石膏法脱硫与氨法脱硫的对比研究

江南环保设计院 林 海

大型火力发电厂锅炉尾气中含有大量硫，若不经处理直接排放，会对环境造成严重的污染。石灰石–石膏法作为一种火力电厂锅炉烟气脱硫方法，由于工艺成熟、适应于大型锅炉所产生的烟气脱硫等优势，得到了广泛应用。但是，随着国家优质煤种计划供应数量的下降，煤价逐年攀升，锅炉燃用高硫煤的情况也越来越多，石灰石–石膏法脱硫方法也逐渐显示出不适应的情形。在这种情况下，氨法脱硫等其他脱硫方法日益引起人们的重视。因此，在未来的脱硫设计中，工程人员需要了解不同脱硫方法的主要特点，选择经济合理的脱硫方法。

一、石灰石-石膏法脱硫特点分析

石灰石–石膏法脱硫是指以石灰石为原料，粉碎、制浆后用作吸收剂。这种脱硫方法适合大型装置的烟气脱硫，如大型火力发电机组脱硫。该方法工艺成熟可靠，控制简便，脱硫效率高，稳定性高。但是仍存在一些不足，具体如下。

1.副产品脱硫石膏经济市场急度缩小，目前已大多作为固体废弃物堆存处理，成为二次污染源；同时，堆存场地的寻找和成本也成为经济负担，很多堆场往往成为永久性的废固堆放场。

2.该脱硫法每脱除1 t二氧化硫约增加0.7 t二氧化碳排放量，环保负效应较高。

3.作为吸收剂的石灰石，其供应成本越来越高，品质要求也越来越高。

4.要满足新的排放标准，老装置改造比较困难。高硫煤要想达到97%的脱硫效率，改造困难；脱硫装置因硫份的增加需要大量增加喷淋量，从而需要增加大量的脱硫设备，如循环泵；同时还需要增大设备容量，如风机、补给水泵流量等；造成场地紧张，能耗增加。

二、氨法脱硫特点分析

氨法脱硫是以碱性强（氨的碱性强于钙基吸收剂）、活性高、生产容易、市场化高的液氨（或氨水）作吸收剂，吸收烟气中的二氧化硫，最终转化为硫酸铵化肥。和石灰石–石膏法脱硫相比，氨法脱硫具有如下特点。

1.脱硫工艺简单。氨法脱硫工艺系统简单，不需要钙法脱硫庞大的制浆系统；没有固废排放，副产物为市场容量大、可利用的硫酸铵化肥，可以作为商品直接销售给农户使用；吸收剂不含碳，不额外增加二氧化碳排放，符合循环经济和低碳经济的发展要求。

2.脱硫效率高，煤种适应性强。氨吸收烟气中的二氧化硫属于气–气或气–液反应过程，反应速率快，反应完全，吸收剂利用率高；对高含硫煤种，脱硫效率超过98%，脱硫效果稳定，适应性广。由于吸收剂活性强，液气比相对较小，配套的设备可以以较低选型参数参加到较大的脱硫装置中；设备体积小，占地少，更利于老系统改造。

3.节能减排，经济效益好。所需设备少、设备参数小，装置用电率低，耗电量少，间接降低了碳排放。

4.副产品可以增值，1 t液氨吸收剂大约可产3.8 t副产品硫酸铵。

5.无废水排放。相比石灰石法，氨法脱硫系统中的滤液最终成为硫铵结晶体，无废液排放。

6.系统具有同步脱硝功能。氨法脱硫的同时具有一定的脱硝效果，目前很多技术机构都在积极研究氨法脱硫的同时脱销的工艺；随着工艺的改进，其脱硝功能将会越来越强。

7.流程短，设备少，易维护。与石灰石–石膏法相比，氨法无制粉、制浆工序，无废水处理工序；设备检修量小。目前，国内先进氨法脱硫装置的各项指标均处于世界领先水平，脱硫效率超过98%，净化后的烟气中氨的浓度不超过8 mg/Nm3，净化后的烟气中雾滴的浓度不大于75 mg/Nm3，氨利用率在97%以上，装置可利用率查过95%，副产品硫酸铵达到国家GB535–1995一等品标准。本文，笔者以某2×300 MW机组热电脱硫项目为例，对其采用不同脱硫方法经济效益进行分析。氨法脱硫和石灰石–石膏法脱硫的具体效益对比见表1。

表1 氨法脱硫和石灰石–石膏法法脱硫经济效益对比

由表1可知，氨法脱硫在一般经济性上较石灰石–石膏法脱硫有较大优势。

三、结论

脱硫方法多种多样，但是具有工艺设计简便易行，效果显著、可靠，设备、设施技术成熟，产品国产化高、容易购置、脱硫市场广阔的方法却不多。就目前世界减排形势来看，削减硫的气态排放特别是电厂产生的硫份，具有十分重要的意义。大城市周边必然设有大型火力电厂；尽管电厂现在选址因很多政策的标准限制，不可能在市中心造成直接的影响，但是对城市及周边区域来讲，无论是二氧化硫酸降还是形成颗粒物硫酸盐，都对环境有很大的影响，而且其副产物容易造成二次污染。因此，研究新的电厂脱硫工艺，对于保护环境、促进经济发展具有重要作用。

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