石灰石濕法與循環(huán)流化床干法脫硫技術的比較分析

1、一、石灰石（石灰）/石膏濕法脫硫主要特點（1）脫硫效率高。石灰石（石灰）石膏濕法脫硫工藝脫硫率高達95%以上，脫硫后的煙氣不但二氧化硫濃度很低，而且煙氣含塵量也大大減少。大機組采用濕法脫硫工藝，二氧化硫脫除量大，有利于地區(qū)和電廠實行總量控制。（2）技術成熟，運行可靠性好。國外火電廠石灰石(石灰)/石膏濕法脫硫裝置投運率一般可達98%以上，由于其發(fā)展歷史長，技術成熟，運行經(jīng)驗多，因此不會因脫硫設備而影響鍋爐的正常運行。特別是新建的大機組采用濕法脫硫工藝，使用壽命長，可取得良好的投資效益。 (3)對煤種變化的適應性強。該工藝適用于任何含 硫量的煤種的煙氣脫硫，無論是含硫量大于3%的高硫煤，還是含硫

2、量低于1%的低硫煤，石灰石(石灰)/石膏濕法脫硫工藝都能適應。 (4)占地面積大，一次性建設投資相對較大。石灰石(石灰) /石膏濕法脫硫工藝比其它工藝的占地面積要大，所以現(xiàn)有電廠在沒有預留脫硫場地的情況下采用該工藝有一定的難度，其一次性建設投資比其它工藝也要高一些。 (5)吸收劑資源豐富，價格便宜。作為石灰石(石灰) /石膏濕法脫硫工藝吸收劑的石灰石，在我國分布很廣，資源豐富，許多地區(qū)石灰石品位也很好，碳酸鈣含量在90%以上，優(yōu)者可達95%以上。在脫硫工藝的各 種吸收劑中，石灰石價格最便宜，破碎磨細較簡單，鈣利用率較高。 (6)脫硫副產(chǎn)物便于綜合利用。石灰石(石灰) /石膏濕法脫硫工藝的脫硫副

3、產(chǎn)物為二水石膏。在日本、德國脫硫石膏年產(chǎn)量分別為250萬噸和350萬噸左右，基本上都能綜合利用，主要用途是用于生產(chǎn)建材 產(chǎn)品和水泥緩凝劑。脫硫副產(chǎn)物綜合利用，不僅可以增加電廠效益、降低運行費用，而且可以減少脫硫副產(chǎn)物處置費用，延長灰場使用年限。(7)技術進步快。近年來國外對石灰石(石灰) /石膏濕法工藝進行了深入的研究與不斷的改進，如吸收裝置由原來的冷卻、吸收、氧化三塔合為一塔，塔內(nèi)流速大幅度提高，噴嘴性能進一步改善等。通過技術進 步和創(chuàng)新，可望使該工藝占地面積較大、造價較高的問題逐步得到妥善解決。二、市場分析1、從第一套濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫機組投運至今，全世界目前在運的濕法脫硫機組已有

4、幾千套之多（超過30萬千瓦的脫硫機組全部采用濕法），其在業(yè)內(nèi) 的廣泛使用程度及市場認可度都占有壓倒性的優(yōu)勢。經(jīng)過幾十年的研究和優(yōu)化，原有的結垢、堵塞和磨損（濕法中普遍存在）等技術問題已成功解決。濕式石灰石/ 石膏法由于技術成熟度最高，一直以來就是優(yōu)先選擇的煙氣脫硫工藝。而循環(huán)流化床（干法）脫硫技術近幾年才剛剛起步，目前全世界投運的機組數(shù)不超過三十套， 超過20千瓦（相當于梅鋼燒結機規(guī)模）以上機組僅幾套，市場份額不及石灰石石膏濕法的1%。由于技術尚不成熟，市場認可度較低，國內(nèi)近二十家大型脫硫公 司僅山東三融和龍凈環(huán)保兩家引進該技術，目前國內(nèi)在運機組僅三套采用該技術（其中馬頭電廠和榆社電廠的運行時

5、間很短）。2、循環(huán)流化床干法脫硫技術在國內(nèi)外燒結煙氣脫硫領域沒有應用業(yè)績。國外僅有的報道是2005年由vai開發(fā)的meros®技術進行了 10萬m3/h煙氣量的半工業(yè)化試驗。國內(nèi)西安冶金建筑科技大學在鞍鋼的燒結機現(xiàn)場建立了1.5萬m3/h煙氣量的試驗裝置，研究歷時10年，但由于技術 上的先天不足且不能適應燒結煙氣的特點，已沒有工程應用的可能。縱觀國外燒結煙氣脫硫的研究，日本居領先地位。但日本乃至世界各國的燒結脫硫技術大都為石 灰石-石膏濕法，其次是活性炭法（投資和運行費用昂貴）。因此，所謂的干法脫硫工藝“是目前國內(nèi)外主流的鋼鐵廠燒結機煙氣脫硫工藝方案”是沒有根據(jù)且不符 合實際的。三、技

6、術的優(yōu)劣比較循環(huán)流化床干法脫硫技術存在以下問題和不成熟因素，因此不適合在電廠和燒結煙氣脫硫上采用：1、脫硫灰渣無法利用，只能填埋或堆放。循環(huán)流化床干法的脫硫灰渣主要成分是飛灰、亞硫酸鈣、硫酸鈣、未完全反應完的石灰粉等。亞硫酸鈣不穩(wěn)定，遇酸、加 熱后會重新釋放出so2，造成二次污染。經(jīng)過流化床上百次的循環(huán)后，灰渣中富集有大量的重金屬、vocs等有毒物質(zhì)，應作為危險廢物來處理。隨著環(huán)保標準 的日益嚴格，灰渣即使填埋也必須先進行處理。與干法產(chǎn)物不能利用相反，濕法脫硫的產(chǎn)物為可銷售的石膏，而且銷路有保障，經(jīng)濟效益可觀。2、脫硫效率不高，難以在穩(wěn)定的脫硫效率下長期運行。循環(huán)流化床干法脫硫的效率在8092

7、%（濕法脫硫效率在9599%），要達到90%以上的脫硫效 率很困難，需對應很高的鈣硫比（一般ca/s在2.54，遠高于濕法的1.01.03），由此導致運行費用高、脫硫劑利用率低、副產(chǎn)物難以處理等一系 列問題。流化床流化態(tài)的不穩(wěn)定性、床內(nèi)噴水量的不可控性、煙氣溫度的波動性等因素造成該技術脫硫效率波動大，難以長期平穩(wěn)運行。電廠煙氣和梅鋼分公司燒結 煙氣的so2濃度高（10003000 mg/nm3），干法脫硫工藝的脫硫效率難以滿足100mg/nm3的排放要求。3、工藝水耗僅略低于濕法。干法脫硫工藝名為“干”法，但實際還是需向流化床內(nèi)噴入大量的工藝水，以保證脫硫后的煙溫略高于絕熱飽和溫度（濕法脫硫后

8、的煙溫）。因此干法的脫硫水耗僅略低于或與濕法相當。4、燒結煙氣參數(shù)波動劇烈，流化床內(nèi)噴水量難以精確控制，極易造成流化床的腐蝕和后續(xù)布袋除塵器的結垢堵塞。干法脫硫工藝需在流化床內(nèi)噴水，從而為脫硫反 應創(chuàng)造最佳的反應條件。但從燒結機的運行情況來看，燒結煙氣量、煙氣溫度和so2濃度一直在較大范圍波動，這是燒結煙氣與普通電廠煙氣的巨大差別。由此， 使得流化床內(nèi)噴水量很難精確調(diào)節(jié)：水量過少，則反應效率降低；水量過多，會導致流化床內(nèi)物料粘結和出口煙氣帶水，并造成后續(xù)布袋的腐蝕、結垢、堵塞以及脫 硫灰渣帶水等一系列問題，嚴重影響系統(tǒng)的正常運行。燒結煙氣的這種特殊性，恰恰是循環(huán)流化床不能適應的地方。5、脫硫灰

9、飛揚。干法產(chǎn)生的灰渣粒徑較細，如果處置不當會產(chǎn)生揚塵，造成二次污染（濕法產(chǎn)物為含濕量10%的石膏晶體，不存在二次揚塵的問題）。6、干法脫硫系統(tǒng)磨損嚴重。干的物料在流化床、旋風分離器、輸灰管道內(nèi)反復循環(huán)易造成設備的磨損（濕法工藝的物料為漿液，輸送過程中的磨損程度小于干法）。7、系統(tǒng)阻力大大高于濕法脫硫機組。干法脫硫為滿足20mg/m3的煙塵排放要求，必須采用布袋除塵器；加上塔體本身的阻力，系統(tǒng)總阻力損失在4200pa以上（遠高于濕法的3200pa），系統(tǒng)運行費用高于濕法相當。所謂的“干法的能耗為濕法的1/2是不符合實際的。8、占地面積與濕法相當。循環(huán)流化床干法技術為滿足煙塵排放的要求，必須加設布

10、袋除塵器，加上吸收劑制備所需的石灰消化廠房，總占地面積僅比濕法小510%左右。9、對脫硫劑的活性要求高。干法的脫硫劑原料為cao，需經(jīng)消化器反應后生成ca(oh)2才能使用。cao的活性、比表面積、粒徑分布、雜質(zhì)含量等參數(shù) 對脫硫反應的影響極大，只有滿足較嚴格要求的cao才能在循環(huán)流化床干法上使用。因此干法對脫硫劑來源的要求大大高于濕法。10、燒結煙氣成分復雜，對干法脫硫劑cao反應特性的影響有待研究。燒結煙氣與普通電廠煙氣不同，含有大量的fe、si、hf、hcl及氨氮等，這些成分對cao反應活性、對干法脫硫機理的影響，尚有待進一步研究。11、燒結煙塵粘性大，增加了布袋清灰的難度。對不銹鋼分公司3#燒結機煙氣檢測發(fā)現(xiàn)，燒結煙塵中亞微米級的煙塵多，煙塵粘度大大高于電廠煙氣。這種又細且粘的煙塵極易造成布袋除塵器的堵塞，清灰難度大，為干法脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來不確定因素。12、流化床控制因素多，對運行人員的要求高。循環(huán)流化床干法系統(tǒng)需精確控制床內(nèi)的噴水量、煙氣速度、固氣比、消石灰粉的給料量等參數(shù)；而燒結煙氣的劇烈 波動使以上控制難以做到精確、實時、