石灰石-石膏与氨法脱硫的对比

各种脱硫工艺比较1脱硫工艺比较目前主要用于烟气脱硫工艺按形式可分为干法、半干法和湿法三大类。

干法干法常用的有炉内喷钙（石灰/石灰石），金属吸收等，干法脱硫属传统工艺，脱硫率普遍不高（＜50%）,工业应用较少。

半干法半干法使用较多的为塔内喷浆法，即将石灰制成石灰浆液，在塔内进行S02吸收，但由于石灰奖溶解S02的速度较慢，喷钙反应效率较低，Ca/S比较大，一般在以上（一般温法脱硫Ca/S比较为〜。

应用也不是很多。

湿法湿法脱硫为目前使用范围最广的脱硫方法，占脱硫总量的80%0 漫法脱硫根据脱硫的原料不同乂可分为石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、钠钙双碱法、金属氧化物法、碱性硫酸铝法等，其中石灰石/石灰法、氨法、钠碱法、钠钙双碱法以及金属氧化物中的氧化镁法使用较为普遍。

1. 3. 1石灰石/石灰法石灰石法采用将石灰石粉碎成200〜300目大小的石灰粉，将其制成石灰浆液，在吸收塔内通过喷淋雾化使其与烟气接触，从而达到脱硫的目的。

该工艺需配备石灰石粉碎系统与石灰石粉化浆系统，由于石灰石活性较低，需通过增大吸收液的喷淋量，提高液气比，来保证足够的脱硫效率，因此运行费用较高。

石灰法是用石灰粉代替石灰石，石灰活性大大高于石灰石，可提高脱硫效率，石灰法主要存在的问题是塔内容易结垢，引起气液接触器（喷头或塔板）的堵塞。

1.3.2钠碱法钠碱法采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的S02,并可副产高浓度S02气体或Na2S03,它具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点，适合于烟气SO2浓度比较高的废气SO2吸收处理。

但也存在副产回收困难、投资较高、运行费用高等缺点。

1. 3. 3氨法氨法采用氨水作为S02的吸收剂，S02与NH3反应可产生亚硫酸氨、亚硫酸氢氨与部分因氧化而产生的硫酸氨。

根据吸收液再生方法的不同，氨法可分为氨一酸法、氨一亚硫酸氨法和氨硫酸氨法。

氨法主要优点是脱硫效率高（与钠碱法相同），副产物可作为农业肥料。

一、石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺一）、工作原理石灰石/石灰-石膏法烟气脱硫采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。

在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏。

二）、反应过程1、吸收SO2+ H2O—>H2SO3SO3+ H2O—>H2SO42、中和CaCO3+ H2SO3—>CaSO3+CO2+ H2OCaCO3+ H2SO4—>CaSO4+CO2+ H2OCaCO3+2HCl—>CaCl2+CO2+ H2OCaCO3+2HF—>CaF2+CO2+ H2O3、氧化2CaSO3+O2—>2 CaSO44、结晶CaSO4+ 2H2O—>CaSO4·2H2O三）、系统组成脱硫系统主要由烟气系统、吸收氧化系统、石灰石/石灰浆液制备系统、副产品处理系统、废水处理系统、公用系统（工艺水、压缩空气、事故浆液罐系统等）、电气控制系统等几部分组成。

四）、工艺流程锅炉/窑炉—>除尘器—>引风机—>吸收塔—>烟囱来自于锅炉或窑炉的烟气经过除尘后在引风机作用下进入吸收塔，吸收塔为逆流喷淋空塔结构，集吸收、氧化功能于一体，上部为吸收区，下部为氧化区，经过除尘后的烟气与吸收塔内的循环浆液逆向接触。

系统一般装3-5台浆液循环泵，每台循环泵对应一层雾化喷淋层。

当只有一台机组运行时或负荷较小时，可以停运1-2层喷淋层，此时系统仍保持较高的液气比，从而可达到所需的脱硫效果。

吸收区上部装二级除雾器，除雾器出口烟气中的游离水份不超过75mg/Nm3。

吸收SO2后的浆液进入循环氧化区，在循环氧化区中，亚硫酸钙被鼓入的空气氧化成石膏晶体。

同时，由吸收剂制备系统向吸收氧化系统供给新鲜的石灰石浆液，用于补充被消耗掉的石灰石，使吸收浆液保持一定的pH值。

氨法、石灰石法脱硫技术经济比较黄艳昆发布时间：2021-09-10T08:39:44.178Z 来源：《中国科技人才》2021年第17期作者：黄艳昆[导读] 燃煤电站所采用的脱硫工艺多种多样，如石灰石-石膏法、海水法、氨法等山东电力建设第三工程有限公司山东省青岛市 2661001、说明燃煤电站所采用的脱硫工艺多种多样，如石灰石-石膏法、海水法、氨法等。

现针对常规的石灰石-石膏法与氨法脱硫技术与经济性方面进行对比。

2、依托项目及排放基准说明工程概况：项目建设规模为1×300t/h高温高压燃气锅炉，配套1台55MW直接空冷抽汽凝汽式汽轮发电机组。

机组日运行小时数按24小时，年运行小时数按8000小时计。

项目采用界区外经预处理的荒煤气作为燃气锅炉的燃料，根据荒煤气的组成，通过采用低氮燃烧技术，烟气采用SCR脱硝技术、布袋除尘及、氨法脱硫技术，烟气污染物排放浓度控制在：NOx 含量低于50mg/Nm3；SOx 含量低于35mg/Nm3；粉尘含量低于5mg/Nm3。

废水均为零排放；物料价格均取自技经专业提供的新疆哈密当地价格，部分无法提供的，取自网上查询及厂家提供信息。

依托国电龙源提供的湿法方案和江南环保的氨法方案对技术方案、设备材料费用及运行费用进行比选分析。

3、脱硫烟气参数（设计工况）进入脱硫系统的主要烟气条件如下：1）单塔处理烟气量325410Nm3/h（标况、干基、3%氧）； 2）烟气SO2浓度：580 mg/Nm3（标况、干基、3%氧）； 3）烟气含水率：15%（标态、湿基、实际氧）；4）烟气含氧量：2.42%（标态、湿基，由已知烟气参数计算得出）； 5）烟气温度：138℃；6）原烟气尘含量：≤10mg/Nm3（标态、干基、3%氧）； 7）设计工况下，脱硫后出口净烟气SO2浓度：＜35mg/Nm3（标态、干基、3%氧）；脱硫效率：≥93.8%； 8）设计工况下，脱硫出口净烟气尘浓度：≤5mg/Nm3（标态、干基、3%氧，当入口尘含量≤10mg/Nm3时）； 9）设计工况下，氨逃逸≤3mg/Nm3（标态、干基、3%氧），氨回收率≥99%； 10）脱硫塔本体阻力≤1500Pa4、技术对比4.1石灰石－石膏湿法脱硫石灰石-石膏湿法脱硫的主要原理为：原烟气从吸收塔中下侧进入吸收塔，与喷淋层喷出的石灰石浆液逆向接触，进行化学反应，通过鼓入氧化空气，对落入吸收塔浆池的反应物再进行氧化反应，使吸收塔浆池内的亚硫酸钙充分转化为硫酸钙，得到脱硫副产品二水石膏。

氨法脱硫工艺与石灰石-石膏法工艺比较二氧化硫及酸雨污染，是从能源、资源和环境三个重要方面同时制约我国国民经济可持续发展的瓶颈。

“十五环境规划全面落空”（去年两会温总理语），“十一五”成败与否，今年极为关键。

燃煤电厂脱硫问题，首次出现在今年的总理政府工作报告中，足见其对于突破发展瓶颈，实现“十一五”规划至关重要。

燃煤电厂脱硫方法多种多样，因烟气脱硫技术具有较高的脱硫效率，国际上已在燃煤电厂中得到普遍应用。

烟气脱硫技术按吸收剂的不同分氨法脱硫和钙法脱硫；已在实践中成熟可靠的烟气脱硫技术主要包括湿式石灰石——石膏法、湿式氨——硫铵法等。

结合中国国情和两种方法的综合效益比较，目前氨法是更适合中国，更适宜推广应用的脱硫方法：1.脱硫效率1.1石灰石-石膏法的脱硫效率一般在90%左右，要想达到很高的脱硫效率，必须控制钙硫比例（Ca/S=1.0～1.3），同时受烟气流速及气流分布情况的影响较大，因此不易控制。

1.2氨法采用液氨、废氨水作脱硫剂，极易与烟气中的SO2反应，受烟气流速的影响较小，不论烟气中SO2的浓度高低，均可达到很高的脱硫效率（95%以上）。

2.结垢问题2.1石灰石-石膏法很容易结垢，其结垢机理为：2.1.1石膏终产物超过了悬浮液的吸收极限，石膏就会以晶体的形式开始沉积，当相对饱和浓度达到一定值时，石膏晶体将在悬浮液中已有的石膏晶体表面进行生长，当饱和度达到更高值时，就会形成晶核，同时，晶体也会在其它各种物体表面上生长，导致吸收塔内壁、管道结垢。

2.1.2吸收液pH值的剧烈变化，低pH值时，亚硫酸盐溶解度急剧上升，硫酸盐溶解度略有下降，会有石膏在很短时间内大量产生并析出，产生硬垢。

而高pH值亚硫酸盐溶解度降低，会引起亚硫酸盐析出，产生软垢。

在碱性pH值时运行会产生碳酸钙硬垢。

2.2氨法采用液氨或废氨水作脱硫剂，生成的副产物硫酸铵易溶于水，通过pH值控制就可以调整硫酸铵颗粒的结晶大小，系统不易结垢。

工艺｜氨法脱硫工艺的那些事~氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺，该工艺过程一般分成三大步骤：硫吸收、中间产品处理、副产品制造；根据过程和副产物的不同，又可分为氨-硫铵肥法、氨-磷铵肥法、氨-酸法、氨-亚硫酸铵法等；氨法脱硫对煤中硫含量的适应性广，低、中、高硫含量的煤种脱硫均能适应，特别适合于中高硫煤的脱硫。

采用石灰石/石膏法时，煤的含硫量越高，石灰石用量就越大，费用也就越高；而采用氨法时，特别是采用废氨水作为脱硫吸收剂时，由于脱硫副产物的价值较高，煤中含硫量越高，脱硫副产物硫酸铵的产量越大，也就越经济。

工艺流程氨法脱硫工艺主要由脱硫洗涤系统、浓缩系统、烟气系统、氨贮存系统、硫酸铵生产系统（若非氨-硫铵法则是于其工艺相对应的副产物制造系统）、电气自动控制系统等组成。

锅炉排出的烟气通过引风机增压后进入FGD系统，引风机用来克服整个FGD系统的压降。

烟道上设有挡板系统，以便于FGD系统正常运行或旁路运行，不考虑增设脱硫增压风机。

烟气通过引风机后，进入脱硫塔。

吸收塔分为三个区域：分别为吸收区、浆池区和除雾区，烟气向上通过脱硫塔，从脱硫塔内喷淋管组喷出的悬浮液滴向下降落，烟气与氨/硫酸铵浆液液滴逆流接触，发生传质与吸收反应，以脱除烟气中的SO2、SO3。

脱硫后的烟气经除雾器去除烟气中夹带的液滴后，从顶部离开脱硫塔，通过原烟道进入烟囱排放。

脱硫塔下部浆池中的氨/硫酸铵浆液由循环泵循环送至浆液喷雾系统的喷嘴，产生细小的液滴沿脱硫塔横截面均匀向下喷淋。

SO2和SO3与浆液中的氨反应，生成亚硫酸铵和硫酸铵。

在脱硫塔浆池中鼓入空气，将生成的亚硫酸铵氧化成硫酸铵，由于充分利用了烟气中的热量，使得脱硫塔中的水蒸气过饱和而析出硫酸铵结晶，硫酸铵浆液经过旋流器的脱水提浓厚再进入离心机进一步脱水，最后经干燥后得到硫酸铵产品。

反应过程烟气中的SO2从烟气主体进入吸收液的过程是物理吸收和化学反应的过程，通过这个过程，使SO2从气相进入液相而被捕获。

氨法工艺与石灰石—石膏工艺非常类似,它们一样把脱硫剂喷入烟气中,同样采用强制氧化工艺生成有用的副产品,但回收的效果不一样, 如在一定的条件下,氨法脱硫是一种很有前景的工艺方法. (A) 氨法工艺的初期投资. 1. 仅管氨法工艺类似石灰石—石膏工艺,但生成副产品的要求不一样, 石灰石以半干半湿的石膏(常用真空皮带脱水机来处理), 而氨法脱硫如直接以商品形式出现, 制成干燥的,顆粒狀尿素一样, 它的干燥设备就复杂得多,这使它的初级投资上升. 2. 因为氨水是一种极易挥发的化合物, 所以对储罐, 输送管道会有更高的密封要求, 这也使成本提高. 当然尚包括其它一些技术关键. 综上所述, 氨法系统与石灰石—石膏系统相比, 氨法大约要贵30%--50%左右.(B) 氨法与石灰石—石膏法的操作成本. 不言而喻, 大自然给我们留下来的石灰石是最便宜的成本, 你只要去挖出来就可以了, 就美国而言, 大约$15/吨. 而用(液)氨, 大约$150-200/吨. (C) 回收副产品. 石灰石—石膏法: 就美国市场而言,约$0-$2/吨(98年價). 氨法: 就美国而言, 约$85-150/吨. (D) 实际回收率. 石灰石—石膏法: 1吨石灰石?產生出1.8吨石膏, 即$15?$0-$3.6, 结果亏本$11.4-$15/吨石灰石原料. 氨法: 1吨氨?3.9吨硫酸铵, 即$175(平均值)?3.9 x $117.5, 赚$280. (E) 就中国市场而言(一實際的2x300MW燃煤電廠,煤中含硫1.5%) (1) 成本消耗: 石灰石-石膏法: 人民币30元/吨(電廠當地石灰石价格) 氨法: 人民币300元/吨(28%浓度价) (2) 副产品价: 石灰石-石膏法: 人民币0-40元/吨, 人民币20元/吨(平均价格) 氨法: 人民币800元/吨(硫酸銨) 回收率: 石灰石-石膏法: 1吨石灰石?1.8吨石膏氨法: 1吨氨?3.9吨硫酸铵(一噸28%氨水產生出1.1噸) (3) 回收价值: 石灰石-石膏法: 人民币0-36元/吨石灰石, 至少亏人民币30元/吨,或只賺6元/噸.问题:系统难以保持水平衡，存在废水排放问题，副产品回收率低；脱硫剂消耗量大，运行成本高，烟气排放时夹带大量游离氨；循环吸收液中的硫酸铵浓度很低，需要大量的外供蒸汽，强行蒸发浓缩结晶，流程复杂、投资高、能耗大；设备腐蚀严重、自动化操作水平低下，装置不能连续运行等。

脱硫脱硝使用的工艺方法和原理脱硫脱硝是工业生产过程中常用的空气污染治理方法之一，其目的是减少废气中的二氧化硫和氮氧化物的排放。

本文将介绍脱硫脱硝使用的工艺方法和原理。

一、脱硫工艺方法和原理脱硫工艺主要包括湿法脱硫和干法脱硫两种方法。

1. 湿法脱硫湿法脱硫是指将含有二氧化硫的废气通过吸收剂进行处理，使二氧化硫与吸收剂发生反应生成硫酸盐，从而达到脱硫的目的。

常用的湿法脱硫方法有石灰石石膏法、氨法和碱液吸收法等。

（1）石灰石石膏法石灰石石膏法是利用石灰石和水合钙石膏作为吸收剂，与二氧化硫发生反应生成硫酸钙。

其原理是在吸收剂中加入一定量的水，形成氢氧化钙和二氧化硫的反应产物，进而生成硫酸钙。

脱硫反应的化学方程式为：CaCO3 + H2O + SO2 → CaSO4·2H2O（2）氨法氨法是利用氨与二氧化硫发生反应生成硫酸铵，从而实现脱硫的目的。

氨法脱硫工艺中，废气通过喷淋装置与氨水进行接触，二氧化硫与氨水中的氨发生反应生成硫酸铵。

脱硫反应的化学方程式为：2NH3 + SO2 + H2O → (NH4)2SO3（3）碱液吸收法碱液吸收法是利用氢氧化钠或氢氧化钙作为吸收剂，将二氧化硫吸收生成硫代硫酸盐。

脱硫反应的化学方程式为：2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O2. 干法脱硫干法脱硫是指将含有二氧化硫的废气通过固体吸附剂或催化剂进行处理，使二氧化硫与吸附剂或催化剂发生反应生成硫酸盐或硝酸盐，从而实现脱硫的目的。

干法脱硫方法主要有活性炭吸附法和催化剂脱硝法等。

（1）活性炭吸附法活性炭吸附法是将废气通过活性炭床层，利用活性炭对二氧化硫的吸附作用，将其从废气中去除。

活性炭具有高比表面积和孔隙结构，能够吸附废气中的二氧化硫，达到脱硫的效果。

（2）催化剂脱硝法催化剂脱硝法是利用催化剂催化氨与氮氧化物反应生成氮和水，从而实现脱硝的目的。

常用的催化剂有铜铁催化剂和钒钨催化剂等。

催化剂脱硝反应的化学方程式为：4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O二、总结脱硫脱硝是减少工业废气中二氧化硫和氮氧化物排放的重要方法。

脱硫工艺系统介绍脱硫工艺系统主要包括湿法脱硫和干法脱硫两种方式。

湿法脱硫是通过将燃烧废气与碱性洗涤液接触，使二氧化硫气体与洗涤液中的碱性成分发生化学反应，生成硫酸盐或硫酸，然后将副产品分离并处理。

干法脱硫则是通过与洗涤剂触摸或反应，将SOx转变为其它化合物，如硫酸盐、硫酸酯或硫氧化物。

湿法脱硫工艺系统主要包括石灰石-石膏法、海水脱硫法、氨法等。

石灰石-石膏法是最常用的湿法脱硫工艺，它基于石灰石与硫酸钙（石膏）的化学反应，将二氧化硫转化成硫酸钙。

这种工艺具有成熟的技术和低成本的优点，但也存在对原料石灰石和产生的废水的处理问题。

海水脱硫法是利用海水作为洗涤剂，通过海水与新鲜空气中的二氧化硫反应，形成硫酸盐，从而达到脱硫目的。

然而，这种方法的脱硫效率较低且处理海水带来的问题较多，逐渐被其他方法取代。

氨法是通过将二氧化硫与氨气反应，生成硫酸铵或硫酸铵颗粒，实现脱硫。

这种方法具有高脱硫效率和较低的产生废物量，但也存在对氨气的需求和氨气泄漏的问题。

干法脱硫工艺系统主要包括活性炭吸附法、半干法法和电除尘法等。

活性炭吸附法是通过将煤烟气中的硫化物与活性炭颗粒物接触，利用活性炭大表面积和卓越的吸附性能将硫化物从烟气中吸附出来。

这种工艺具有简单的操作和较低的能耗，但活性炭的再生和废弃物的处理仍然是一个问题。

半干法法是将干法和湿法工艺相结合，通过在干燥的空气中使用洗涤液进行脱硫，然后在干燥的空气中蒸发和回收洗涤液。

电除尘法是利用静电力和电场力收集烟气中的固体浮尘，可以同时去除部分二氧化硫。

总的来说，脱硫工艺系统是一种广泛应用于燃煤发电厂和其他工业过程中的设备和系统，旨在减少硫化物的排放。

不同的工艺系统有各自的优缺点，具体选择应根据实际情况、法规要求和经济可行性进行综合考虑。

石灰石/石膏法和氨法比较一、概述工业锅炉脱硫方法多种多样，有已在火电厂、工业锅炉中得到普遗应用的石灰石/石膏法烟气脱硫技术,也有国内刚刚兴起氨法脱硫技术。

现已本工程脱硫项目为例,从方案可行、技术可靠、经济可比的原则进行论证。

二、技术方案介绍1.石灰石/石膏法工艺流程石灰石/石膏法烟气脱硫技术是一种发展最成熟、在全球范围内广泛应用(市场占有率90%)的烟气脱硫技术。

该工艺以石灰石浆液作为吸收剂，通过石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行洗涤, 发生反应，去除烟气中的SO2，反应产生的亚硫酸钙通过强制氧化生成含2 个结晶水的硫酸钙（石膏），脱硫后的烟气从烟囱排放。

脱硫装置工艺系统主要包括：烟气系统、SO2 吸收系统、石灰石破碎及浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水及废水处理系统。

主要设备包括：烟气挡板门、吸收塔、氧化风机、循环浆泵、真空皮带脱水机等。

2.湿式氨/硫铵法工艺流程氨法脱硫技术，除用氨水作洗涤剂以外，其运行方式与石灰石/石膏法相似。

从引风机来的烟气，进入脱硫塔浓缩结晶段，经过洗涤、降温、增湿后进入上部吸收段；在吸收段，烟气经氨水吸收液循环吸收SO2 生成亚硫酸铵；脱硫后的烟气经除雾，使烟气中水雾小于75 mg/m3，净化、除雾后的烟气经热空气及烟气加热器升温至75℃左右送入烟囱排放。

吸收剂氨与吸收液混合后进入吸收塔。

吸收烟气中SO2形成的亚硫酸铵在吸收塔底部被鼓入的空气氧化成硫酸铵溶液，硫酸铵在塔内结晶，含固浆液经过滤离心机分离得到固体硫酸铵，固体硫酸铵进入干燥器干燥后，进入料仓和包装机，即可得到商品硫酸铵。

母液回塔。

氨法脱硫系统包括脱硫装置和硫酸铵后续处理装置。

其中：脱硫装置的主要设备有吸收塔、烟道、挡板门、循环泵、氧化风机、氨水槽及氨水泵、工艺水箱及水泵，附属管道、阀门及控制仪表等。

硫酸铵处理装置的主要设备有旋流器、离心机、干燥机、包装机、附属的管道、阀门及控制仪表等。

三、方案技术比较1、方案比较的原则方案技术比较按照处理烟气量40万Nm3/h，燃料含硫量1％，烟气SO2含量1600mg/Nm3，脱硫效率90％，机组年运行6800 h计算。