氨法、石灰石石膏法、干法脱硫方案比选

氨法脱硫、半干法脱硫和石灰石石膏法脱硫方案的比较与选择1.1工艺流程比较1.1.1半干法烟气脱硫半干法以生石灰为吸收剂，将生石灰制成氢氧化钙浆液，或将其消化成干燥的氢氧化钙粉末(电石渣也可直接使用)，然后将氢氧化钙浆液或氢氧化钙粉末喷入吸收塔，同时喷入调温加湿水。在反应塔中，吸收剂与烟气混合接触产生强烈的物理化学反应，一方面与烟气中的SO2反应生成亚硫酸钙；另一方面，烟气被冷却，吸收剂的水分被蒸发干燥，达到脱除SO2的目的，同时得到固体分包脱硫副产物。主要工艺流程如下图所示。半干法烟气脱硫工艺示意图整个脱硫系统包括：预除尘系统、脱硫系统、脱硫后除尘系统、吸收剂供应系统、灰渣回收系统、灰渣排放系统、工艺水系统等公共系统。目前，半干法工艺最成功的应用案例是福建龙井环保公司开发的DSC-M干法超净工艺，该工艺已在广州石化公司成功应用。主要烟气脱硫机理如下：锅炉烟气从竖井烟道出来后，进入预静电除尘器除灰，大颗粒飞灰被收集并循环回炉膛。烟气通过预静电除尘器后，从半干法脱硫塔底部进入，与添加的吸收剂、循环灰和水反应，去除烟气中的SO2和其他气体。烟气中夹带的吸收剂和脱硫灰在通过脱硫吸收塔下部的文丘里管时，由于气流的加速而悬浮，形成剧烈的湍流状态，颗粒与烟气之间存在较大的相对滑动速度，颗粒反应界面不断摩擦、碰撞和更新，从而大大增强了气固之间的传热传质。同时，为了达到最佳反应温度，通过向脱硫塔喷水，将烟气温度冷却到高于烟气露点温度15以上。主要化学反应公式是：氢氧化钙二氧化硫=硫酸钙/2 H2O 1/2H2OCa(OH)2 SO3=CaSO41/2H2O 1/2H2OCaSO31/2H2O 1/2O2=CaSO41/2H2O2Ca(OH)22HCl=CaCl2Ca(OH)22H2O半干法脱硫技术的特点：一是烟囱不需要防腐，排放透明，无视觉污染。第二，不产生废水。半干法脱硫技术使用干生石灰作为吸收剂，在岛上直接消化成熟石灰。脱硫副产物是干的。整个系统不产生废水，也不需要配套的污水处理设施。缺点是脱硫剂成本高，脱硫效率低。1.1.2石灰石-石膏烟气脱硫石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺(简称钙法)使用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂。石灰石被粉碎并研磨成粉末，与水混合制成吸收浆。当用石灰作为吸收剂时，石灰粉被消化，加水搅拌制成吸收剂浆液。在吸收塔中，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2通过与浆液中的碳酸钙和吹入的氧化空气的化学反应被去除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去，产生细小液滴，经加热器加热后排入烟囱。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，脱硫吸收剂的利用率很高。当烟气中SO2浓度4000mg/Nm3时，脱硫效率可达95%以上。石灰石(石灰)-石膏脱硫工艺流程如下：石灰石/石灰-石膏脱硫技术利用石灰石、生石灰或熟石灰的乳液作为吸收剂吸收烟气中的SO2。它是目前世界上应用最广泛、最成熟的脱硫技术。该方法技术适应性强，对煤种、负荷和脱硫率的变化适应性强，运行可靠，脱硫率高(95%)，运行费用相对较低氨法脱硫技术利用液氨或氨水吸收烟气中的SO2，氧化后生成硫酸铵。该方法系统简单，设备体积小，一次性投资少，脱硫效率高( 95%)，脱氮效果一定，对燃料变化适应性强，无废渣产生，脱硫副产物硫酸铵可用作肥料。锅炉烟气通过入口烟道进入吸收塔，经洗涤、冷却、吸收SO2和除雾后进入超声波除尘装置，完成烟气中颗粒物的控制、洗涤和捕集功能，确保脱硫塔出口烟气符合超低排放要求，净烟气返回原烟囱排放。烟气中的二氧化硫被吸收形成亚硫酸铵溶液，亚硫酸铵溶液经氧化、浓缩、结晶得到一定固体含量的硫酸铵浆液。硫酸铵料浆输送至硫酸铵后处理系统进行旋风分离、离心分离、多功能干燥，包装成袋装成品。氨脱硫工艺示意图氨法脱硫脱硫剂具有挥发性和腐蚀性。液氨和气态氨都是危险品，还有氨逃逸的问题。氨法脱硫的关键问题在于脱硫产物的回收和利用。如果回收效率低，不仅运行成本很高，而且电力企业也不能降低系统的运行率，大量脱硫产物将排放到环境中，形成二次污染。使用这种方法时，需要对脱硫剂的来源和脱硫副产品的销售进行市场调查，只有在有可靠的脱硫剂来源、可靠的脱硫副产品销售市场和合理的运行成本时才能使用。1.2烟气脱硫技术方案的比较和选择石灰石-石膏法、半干法和氨法脱硫工艺方案的比较；技术路线石灰石-石膏烟气脱硫半干法烟气脱硫氨烟气脱硫减震器石灰石粉来源广泛，成本低廉。使用生石灰，生石灰的纯度要求超过90%，并且要求非常高的活性(T60标准)。高纯度氨水或液氨或废氨水运输不便，风险高。运输和储存过程的管理应处于高风险状态。危险性大，需要使用防爆氨站。用水稀释后进入防爆液氨罐，防止泄漏。单价(元/吨吸收剂)100-130450-6002500-2800单位消耗(t吸收剂/tSO2)1.78(90%纯石灰石粉)1.56(90%纯石灰)0.55(纯液氨)脱硫原料的质量要求质量要求质量要求高，具有脱硫效果原材料消耗的增长速度很快利用率的增加或减少如果质量需要，可以使用低浓度的氨水。原材料成本(元/平方米)178-230702-9361375-1540脱硫产品石膏灰分和亚硫酸钙硫酸铵脱硫产品单价(元/吨)50-10550单位产品数量t/t SO2352.3评论石膏是可用的如果进行单级除尘，它将与灰一起产生。亚硫酸钙含量高，难以利用。如果有复合肥包装，就不需要干包装。产品价值袁/tSO2150-501265原材料减去副产品成本袁/tSO228-80752-986110-275吸收塔喷雾结构循环流化床，高钙硫比喷雾结构氧化强制氧化无氧化强制氧化除尘设计除尘前后两次除尘前后两次除尘前后两次吸收剂供应装置粉末仓，纸浆混合粉末仓封闭储罐后加工石膏车间：旋风分离器、皮带脱水、废水处理除尘装置旋流、离心脱水、废水处理、干燥和包装除尘保证5毫克/Nm3随后的湿电后续包袋保证随后的湿电脱硫能耗A0.4-0.7A0.7-0.9A脱硫用水量B0.7BB喷水对后续除尘的影响不它对布袋有影响，易于粘贴布袋和si当脱硫效率大于90%时，有必要进一步提高钙硫比和喷水量，以降低烟气的接近温差，同时也会对除尘器、引风机等下游设备带来不利影响。氨硫比(2.02-2.06)可以小于液气比。成熟中国有大量的经营成果，技术成熟稳定。该技术相对成熟，但410t/h以上的国产锅炉运行性能较差。该技术相对成熟，但国内性能较差。适应性不受煤种限制，可根据煤种变化灵活调整。由于煤种的限制，当烟气中的硫含量波动时，很难进行灵敏的调节，并且由于大量的灰循环，操作不稳定。它不受煤炭类型和地点的限制。由于氨脱硫，氨容易逸出，造成二次污染，影响周围居民的生活环境。能源消耗系统的阻力约为1500帕，能耗不大，一般为单位容量的1%左右。系统阻力约为2000帕，能耗一般为单位容量的0.5%-1%，当脱硫效率大于80%时，为0.6%。当脱硫效率超过90%时，能耗迅速增加，接近甚至达到1%左右。系统电阻约为1500帕，能耗低。脱硫副产物及其利用副产品为高纯度石膏，可综合利用，具有很高的应用价值。副产品为亚硫酸钙和脱硫渣，处理困难，应用价值低。需要蒸发结晶干燥系统，副产物主要成分为NH4SO4副产物，经处理后达不到工业标准。目前，我国硫肥和氨肥生产能力已经过饱和，产品极不稳定，容易分解，造成二次污染。操作事故一次性投资成本投资成本低投资成本高于石灰石石膏法。投资成本约为石灰石石膏法的120%。1.3运营成本的比较8000小时单炉年运行费用比较序列号项目单位单价/元年销售量(基于年运行8000小时)成本/万元氨处理钙法半干法氨处理钙法半干法1脱硫剂液态氨t2800832233石灰石粉t130269435生石灰t50023611182水t12400002400001680002424173电流千瓦小时17200000800000064000003604003204蒸汽(0.8兆帕)t1002668275蒸汽(4.3兆帕)t120108071306工人工资人年500008884040407编织袋A2213400438维护费8080809废水处理加药t321600240006710压缩空气Nm30.1540000040000040000033311副产物回收硫酸铵t5503481-191石膏t404540-18岁干法脱硫灰t-20756715营业费用总额754571593从运行成本来看，单台锅炉石灰石-石膏法脱硫的年综合运行成本分别比氨法脱硫和半干法脱硫低183万元和220万元。1.4比较和选择结果半干法脱硫在我国的应用性能相对较小。成功的绩效制造商主要是龙井环保公司。石灰石-石膏湿法脱硫技术成熟，脱硫效率高，应用广泛，运行稳定可靠。石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术是最成熟、最先进的脱硫技术，长期运行稳定可靠，脱硫效率高，吸收剂来源广泛，价格低廉，副产品石膏运输和储存方便，可利用性好，系统压力损失小，能耗少，占地适当，本项目布局方便灵活。氨法脱硫后烟气中残留的氨和铵盐气溶胶(烟雾)分解SO2，具有二次污染，不能长时间稳定可靠运行。运行中硫酸根离子浓度高，腐蚀问题严重。腐蚀防护设计氨法脱硫的副产物亚硫酸铵/硫酸铵的去向和废水的排放是氨法脱硫的另一个主要问题：a)如果不回收并排入水中，将对环境水体造成极大的污染，造成富营养化等问题。国家环境保护法明确规定，环境水体中不得排放亚硫酸铵/硫酸铵。同时，如果副产品得不到回收，企业承担的运营成本太高。(二)如果副产品被制成氨肥，投资成本将大大增加(将建一个化肥厂)，肥料能否出售也不