脫硫效率極高
這是其最核心的優(yōu)勢(shì)。在設(shè)計(jì)和運(yùn)行良好的情況下,其脫硫效率通??梢苑€(wěn)定達(dá)到95%以上,甚至可達(dá)99%。能夠輕松滿足全球最嚴(yán)格的超低排放標(biāo)準(zhǔn)(例如,煙氣中SO?濃度低于35mg/m3)。
吸收劑資源豐富、價(jià)格低廉
石灰石(主要成分CaCO?)是地球上最常見(jiàn)的礦石之一,來(lái)源廣泛,儲(chǔ)量巨大。這使得吸收劑的獲取成本非常低,且供應(yīng)穩(wěn)定,為系統(tǒng)的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
副產(chǎn)物可資源化利用
該技術(shù)的脫硫副產(chǎn)物是二水硫酸鈣(CaSO?·2H?O),也就是石膏。
通過(guò)進(jìn)一步的氧化和脫水處理,可以生產(chǎn)出商業(yè)等級(jí)的脫硫石膏。
脫硫石膏品質(zhì)良好,可用于生產(chǎn)水泥緩凝劑、石膏板、石膏砌塊等建筑材料,實(shí)現(xiàn)變廢為寶,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,避免了固體廢棄物堆埋產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題和成本。
技術(shù)成熟,運(yùn)行可靠性高
該技術(shù)自20世紀(jì)70年代開(kāi)始大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,已有超過(guò)50年的發(fā)展歷史。
系統(tǒng)流程、設(shè)備設(shè)計(jì)、防腐措施等都已非常完善,運(yùn)行可靠,可用率高達(dá)98%以上(即脫硫裝置的運(yùn)行時(shí)間與主機(jī)運(yùn)行時(shí)間之比),能保證與發(fā)電主機(jī)同步穩(wěn)定運(yùn)行。
對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)
無(wú)論燃煤的硫分是高還是低,該技術(shù)都能通過(guò)調(diào)整吸收塔液氣比(L/G)、漿液pH值、吸收劑粒度等運(yùn)行參數(shù)來(lái)有效應(yīng)對(duì),保持高脫硫效率。這種靈活性對(duì)于需要燃燒多種來(lái)源煤炭的電廠至關(guān)重要。
初始投資與運(yùn)行成本的性價(jià)比高
雖然其初始投資相對(duì)一些干法、半干法技術(shù)(如循環(huán)流化床法)而言較高,但考慮到其極長(zhǎng)的設(shè)備壽命(與主機(jī)同步)、極低的吸收劑成本和副產(chǎn)物帶來(lái)的收益,其長(zhǎng)期運(yùn)行成本(Life-cycle Cost)?具有顯著優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于大型機(jī)組(如300MW以上),其規(guī)模效應(yīng)使得單位千瓦的投資和運(yùn)行成本更低,經(jīng)濟(jì)性尤為突出。
副產(chǎn)物產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益
如上文所述,高品質(zhì)脫硫石膏的銷售可以部分抵消脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本,這是許多其他脫硫技術(shù)(產(chǎn)生廢渣的技術(shù))所不具備的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
具有協(xié)同除塵效果
濕法脫硫吸收塔(特別是噴淋塔)本身也是一個(gè)高效的濕式洗滌器。在脫除SO?的同時(shí),對(duì)煙氣中的細(xì)微粉塵顆粒物(PM2.5)、硫酸霧、氣溶膠等也有顯著的去除作用,一般具有50%-70%?的協(xié)同除塵效率,有助于進(jìn)一步降低顆粒物排放。
可與其他污染物控制技術(shù)結(jié)合
該技術(shù)易于與后續(xù)的濕式電除塵器(WESP)?耦合,實(shí)現(xiàn)對(duì)超細(xì)顆粒物和酸霧的最終精處理,實(shí)現(xiàn)“超低排放”甚至“近零排放”。
也有技術(shù)路線將其與臭氧脫硝等技術(shù)結(jié)合,在同一塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)硫、硝、汞等多污染物的協(xié)同脫除。
特點(diǎn) | 說(shuō)明 |
---|---|
脫硫效率高 | 可達(dá)95%~99%,出口SO?濃度可降至35mg/Nm3以下(超低排放標(biāo)準(zhǔn))。 |
適應(yīng)性強(qiáng) | 處理高硫煤(含硫量>3%)煙氣仍能穩(wěn)定運(yùn)行。 |
副產(chǎn)物價(jià)值高 | 石膏純度高(≥90%),可商業(yè)化銷售,實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 |
系統(tǒng)可靠性高 | 自動(dòng)化程度高,運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)成熟,設(shè)備壽命長(zhǎng)達(dá)20~30年。 |
液氣比(L/G):通常8~15 L/m3,影響脫硫效率和能耗。
漿液pH值:控制5.0~5.8(過(guò)低腐蝕設(shè)備,過(guò)高降低反應(yīng)活性)。
鈣硫比(Ca/S):設(shè)計(jì)值1.02~1.05,實(shí)際運(yùn)行中需避免過(guò)量石灰石浪費(fèi)。
空塔流速:3~4 m/s,過(guò)高易導(dǎo)致霧沫夾帶。
工藝 | 脫硫效率 | 副產(chǎn)物 | 適用場(chǎng)景 | 缺點(diǎn) |
---|---|---|---|---|
石灰石-石膏法 | 95%~99% | 石膏(可回收) | 大型電廠、高硫煤 | 耗水量大,廢水需處理 |
氨法脫硫 | 98%+ | 硫酸銨(化肥) | 化工園區(qū)、氨資源豐富地區(qū) | 氨逃逸風(fēng)險(xiǎn),腐蝕性強(qiáng) |
半干法(噴霧干燥) | 80%~90% | 飛灰+CaSO?混合物 | 中小鍋爐、缺水地區(qū) | 副產(chǎn)物難利用,效率較低 |
海水脫硫 | 90%~95% | 硫酸鹽(排海) | 沿海電廠 | 受海域環(huán)保法規(guī)限制 |
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,通常可以達(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。
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