优点:
脱硫效率世界顶尖,稳定可靠。
技术最成熟,应用最广泛。
副产物石膏可资源化利用,产生经济效益。
缺点:
初始投资高,系统复杂,占地面积大。
耗水量巨大,并产生需要处理的废水。
设备易腐蚀、结垢,维护工作量大。
烟气需再热,否则会产生“白烟”和腐蚀烟囱。
优点:
投资较低,系统简单紧凑,占地面积小。
耗水量极少,无废水产生。
烟气温度高,无“白烟”问题,系统腐蚀小。
活性焦法等具备多污染物协同控制潜力。
缺点:
脱硫效率通常低于湿法,难以达到最严格的超低排放。
吸收剂消耗量大,钙硫比高,导致运行物耗成本可能上升。
副产物价值低,处置困难。
吸收剂喷射系统可能堵塞,对操作控制要求高。
结论:选择哪种技术,没有绝对的“最好”,只有“最合适”。必须根据文章开头提到的排放标准、烟气条件、场地、水资源、预算和副产物处置等具体因素进行综合技术经济比较后决定。对于主流大型电厂,湿法是绝对主力;对于特定中小型工业和特殊地域,干法/半干法则显示出强大的竞争力。
]]>| 对比维度 | 湿法脱硫 | 干法脱硫 |
| 基本原理 | 利用碱液(石灰石/石膏浆液)与烟气中的SO?在吸收塔内进行气液传质反应,生成亚硫酸钙,再强制氧化为石膏。 | 将干粉状吸收剂(如消石灰)直接喷入烟气中,或让烟气通过装有吸收剂的床层,进行气固反应生成干态副产物。 |
| 技术代表 | 石灰石-石膏湿法、氨法、海水法 | 喷雾干燥法、循环流化床法、NID法、活性焦/炭吸附法 |
| 脱硫效率 | 非常高(>95%~99%以上),可稳定达到超低排放标准。 | 中等(80%~95%),在条件优化下可达较高水平,但通常难以稳定超过湿法。 |
| 吸收剂 | 石灰石粉、生石灰、氨水 | 生石灰制备的消石灰粉、小苏打、活性焦/炭 |
| 副产物 | 湿态: 石膏,可资源化利用(如做建材)。 | 干态: 混合物,成分复杂,通常难以高价值利用,多用于填埋或筑路。 |
| 系统复杂性 | 复杂 | 相对简单 |
| 投资与运行成本 | 投资高:设备庞大,需要防腐,系统复杂。 运行成本高:电耗(循环泵、氧化风机)、水耗、物耗都较高。 |
投资较低:系统简单,无需防腐和水循环系统。 运行成本:电耗较低,但吸收剂消耗量更大,钙硫比高。 |
| 占地面积 | 大(吸收塔、浆液池、石膏脱水楼等体积庞大) | 小(设备紧凑,尤其适合改造项目) |
| 能耗 | 高(由于有大量的浆液循环泵和风机) | 较低(无需浆液循环,系统阻力相对?。?/td> |
| 出水/耗水 | 耗水量巨大,且有废水产生,需要配套废水处理系统。 | 基本不耗水或耗水量极少,无废水产生。 |
| 对烟气温度影响 | 烟气温度会大幅降低至~50℃,成为“湿饱和烟气”,需要安装GGH(烟气再热器)?或烟塔合一技术来提升排烟温度,防止“白烟”和腐蚀烟囱。 | 烟气温度降低有限,出口烟气温度仍在70℃以上,属于“干烟气”,无需烟气再热,无“白烟”问题。 |
| 协同治理能力 | 对SO?、汞等有一定协同脱除率。 | 活性焦/炭法具有一体化脱除SOx、NOx、二噁英、重金属等多种污染物的独特能力。 |
| 系统阻力 | 较大 | 较小 |
]]>
湿法脱硫:使用液态吸收剂(如石灰石浆液)在湿态下与烟气中的SO?反应。其核心设备是吸收塔,烟气与浆液在塔内逆流接触。
干法脱硫:使用干态的吸收剂(如消石灰粉)或催化剂,在干态下与SO?反应。反应产物也是干态的。其核心设备通常是反应器或喷射系统。
大型燃煤电厂:这是湿法的传统优势领域,对效率和可靠性要求极高,且有副产物石膏资源化利用的条件。
排放标准极其严格(如要求SO? < 35 mg/m3):湿法是实现超低排放最可靠、最成熟的技术。
处理烟气量大:规模越大,湿法的规模效应越明显,单位投资和运行成本相对下降。
水资源丰富,且有石膏销售市场或可靠的废水处理能力。
中小型工业锅炉/炉窑:场地有限,投资预算低,干法系统简单紧凑的优势明显。
水资源匮乏地区:干法几乎不耗水,是唯一的选择。
场地受限的改造项目:在现有电厂/工厂中加装脱硫设施,干法占地面积小的特点至关重要。
处理含硫量较低的烟气,或排放标准相对宽松的场景。
需要协同脱除多种污染物,且选择活性焦/炭工艺。
对“白色烟羽”(白烟)有严格控制的地区:干法排烟温度高,基本不产生视觉上的“白烟”。
极高的脱硫效率:?脱硫效率稳定在95%以上,甚至可达99%,能够轻松满足全球最严格的环保排放标准。
技术成熟,运行可靠:?经过数十年发展,技术体系完整,设备可靠性高,可用率可达98%以上,能与主机组长期同步运行。
吸收剂来源广泛,价格低廉:?石灰石是地球上最普遍的矿物之一,获取容易,成本低。
对煤种适应性强:?无论是高硫煤还是低硫煤,都能通过调整系统参数(如液气比、浆液pH值)实现高效脱硫。
副产物具有一定商业价值:?产生的石膏纯度较高,可用于生产建材(如纸面石膏板、水泥缓凝剂),实现“变废为宝”,部分抵消运行成本。
处理烟气量大:?非常适合百万千瓦级别的特大型发电机组。

一套完整的石灰石-石膏湿法脱硫系统通常由以下几个核心子系统组成:
烟气系统:
组成:?进口/出口挡板门、旁路挡板门(现已较少使用)、增压风机(用于克服FGD系统阻力)。
功能:?引导烟气进入脱硫系统,并在系统故障时保障主机安全。
吸收塔系统:?这是整个FGD的“心脏”。
喷淋层:?多层喷嘴将石灰石浆液雾化成无数细小液滴,极大增加气液接触面积。
除雾器:?位于吸收塔顶部,用于分离烟气夹带的浆液液滴,保证净烟气湿度达标。
搅拌器:?位于塔釜,防止浆液沉淀结垢。
氧化空气管:?向浆池中鼓入空气,强制进行氧化反应。
浆液制备与供应系统:
组成:?石灰石粉仓、球磨机(或直接外购粉制浆)、浆液箱、泵等。
功能:?将石灰石粉与水混合,制备成规定浓度的吸收剂浆液。
石膏脱水系统:
组成:?石膏旋流器(一级脱水)、真空皮带脱水机(二级脱水)。
功能:?从吸收塔排出的石膏浆液经过两级脱水后,形成含水率低于10%的石膏副产品,便于运输和综合利用。
废水处理系统:
功能:?由于系统中氯离子等有害物质会不断富集,必须定期排放一定量的废水,经过中和、絮凝、沉淀等处理后达标排放。
公用系统:
工艺水/工业水系统、压缩空气系统等。
]]>| 分类 | 原理 | 常用技术 | 特点与适用场景 |
|---|---|---|---|
| 湿法脱硫 | 采用碱性吸收剂的水溶液或浆液,在湿状态下与烟气中的SO?反应。 | 石灰石-石膏法 | 技术霸主。脱硫效率高(>95%)、技术成熟、应用最广。缺点:投资运行成本高、系统复杂、有废水产生、烟气需要再加热防止“白烟”。主要用于大型电站锅炉。 |
| 氨法脱硫 | 用氨水作为吸收剂,副产品为硫酸铵(可作化肥)。脱硫效率高,无废水,但氨易逃逸,对设备防腐要求高,适用于有稳定氨源的企业。 | ||
| 半干法脱硫 | 将吸收剂浆液喷入反应塔,与烟气接触过程中,水分被蒸发,最终产物为干态粉末。 | 循环流化床脱硫 喷雾干燥法 |
脱硫效率较高(80%-90%),系统简单,无废水,投资和运行成本介于湿法和干法之间。广泛用于中小型锅炉、垃圾焚烧炉和环保要求较高的工业锅炉。 |
| 干法脱硫 | 采用干态吸收剂粉末或颗粒,在干状态下与SO?反应。 | 炉内喷钙 管道喷射法 活性炭/焦吸附法 |
系统简单、投资低、无废水、占地小。但脱硫效率相对较低(60%-80%),吸收剂利用率低。多用于老旧机组改造、中小型工业锅炉或作为预脱硫?;钚蕴糠苫厥樟蜃试?,但成本高。 |
这是目前世界上技术最成熟、应用最广泛的脱硫技术。它对燃烧后产生的烟气进行净化。根据脱硫产物的干湿状态,可分为湿法、干法和半干法。
炉内喷钙:
将石灰石或消石灰直接喷入窑炉的高温区。石灰石在高温下分解成CaO,再与SO?反应。
优点:系统最简单。
缺点:反应条件苛刻,效率较低(40%-60%),通常作为初步脱硫。
尾部烟气干法/半干法脱硫:
这是在窑炉出口、除尘器之前的烟道上实施的脱硫系统,是当前的主流技术。上述工艺流程描述的就是这种技术。
根据反应器的形式,可分为喷雾干燥法?和循环流化床法。
SDA:利用旋转雾化器将石灰浆液雾化成极细的液滴,与烟气接触后水分迅速蒸发,形成干粉副产品。它介于干法和湿法之间,但副产品是干态的。
CFB-FGD:在反应塔内,烟气与大量循环的脱硫剂颗粒形成流化床状态,剧烈湍流,混合极好,脱硫效率高(可达95%以上),钙硫比低。
对于窑炉而言,干法/半干法脱硫是一种非常实用且经济的选择。它通过在烟气中喷入消石灰粉并辅以精确的增湿活化,在干燥状态下高效地去除SO?。尽管其绝对脱硫效率可能略低于湿法,但其无废水、系统简单、投资运行成本低的核心优势,使其在水泥、石灰、钢铁、陶瓷等行业的窑炉烟气治理中占据了主导地位。在选择时,需要根据具体的排放标准、场地条件、投资预算和运行成本进行综合权衡。
]]>脱硫剂制备与储存系统:
外购的粉状消石灰储存在仓罐中。
通过定量给料机和输送设备,将消石灰送入后续系统。
反应系统:
喷射系统:利用罗茨风机提供的压缩空气,通过专用的喷枪将消石灰粉末均匀、高速地喷射到烟道或反应器中。
反应器/增湿塔:这是核心反应场所。在这里,喷入的消石灰与烟气充分混合。同时,通过高压水泵和双流体喷嘴,向反应器中喷入精细雾化的水珠,对烟气进行“增湿降温活化”。
除尘系统:
反应后的烟气携带大量固态副产物和未反应的脱硫剂,进入袋式除尘器。
在除尘器滤袋表面,未反应的脱硫剂会形成一层“滤饼”,可以继续与穿透的SO?反应,实现“二次脱硫”,进一步提高脱硫效率。
灰循环与排放系统:
为了节约脱硫剂,从除尘器收集下来的部分灰渣可以通过循环输送系统,再次送回反应器入口进行再利用。
剩余的副产物作为固体废物排出,外运处理。
优势:
系统简单,占地小:特别适合现有窑炉的环保改造,对场地要求不高。
投资和运行成本低:相对于湿法脱硫,设备和土建投资都较小,运行维护简单。
无废水排放:整个过程是干态的,避免了废水处理难题。
对窑况适应性强:启??焖伲苁视σぢ汉傻谋浠?。
副产品为干态:易于处理和运输,在水泥厂中有时可与原料一并处理。
挑战与局限性:
脱硫效率相对有限:常规干法脱硫效率通常在80%-90%左右,难以达到湿法(>98%)的水平。但对于许多排放标准不是极端严格的窑炉来说已经足够。
脱硫剂消耗量大:由于气固反应效率问题,钙硫比(Ca/S)通常较高(1.5以上),导致消石灰消耗量较大。
对操作要求高:喷水量和喷粉量的控制非常关键。水少了,反应效率低;水多了,可能导致物料粘壁、堵塞,甚至腐蚀设备。
副产物价值低:产生的亚硫酸钙和硫酸钙混合物利用价值不高,通常作为固废填埋。
]]>
下面我将详细阐述干法脱硫的主要好处:
系统简单,投资成本低:
干法脱硫工艺无需复杂的浆液制备和输送系统,也没有吸收塔和喷淋层。设备结构相对简单,因此初期建设投资通常低于湿法脱硫。
运行费用较低:
无需对浆液进行加热,能耗较低。
不需要处理大量的工艺水,节约了水资源费和水处理成本。
设备简单,维护和检修的工作量和成本也相对较低。
占地面积小:
由于省去了庞大的制浆系统和吸收塔,干法脱硫系统的设备紧凑,占地面积小,这对于场地受限的工厂改造项目尤其具有吸引力。
无废水产生:
这是干法脱硫最显著的优势之一。整个过程是干态的,不产生任何需要后续处理的脱硫废水,避免了复杂的废水处理系统和相应的运行成本及环境风险。
无“白烟”现象:
湿法脱硫后的烟气饱和含水,排出后?;嵝纬沙こさ摹把逃稹保ㄋ壮啤鞍籽獭保跋焓泳豕鄹?。干法脱硫后的烟气温度较高,含水量低,基本不会产生“白烟”问题。
产物处理相对简单:
反应后的副产物是干态的粉状物(主要是CaSO?、CaSO?和未反应的吸收剂),可以直接用现有的除尘器(如布袋除尘器)收集。这些干灰便于运输和综合利用,例如作为建筑材料添加剂或用于筑路。
操作简单,启停方便:
系统启动和停机非常迅速,可以很好地适应锅炉负荷的变化,特别适合间歇性运行的工况。
腐蚀性问题小:
设备和烟道内处于干态环境,避免了湿法脱硫中常见的低温腐蚀和结垢问题,对设备的材质要求较低,使用寿命更长。
特别适合缺水地区:在水资源匮乏的地区,干法脱硫无需消耗大量工艺水,优势极为明显。
适合中小型锅炉:对于处理气量不大、SO?浓度不高的烟气(如工业锅炉、烧结机、垃圾焚烧炉等),干法脱硫在技术和经济上都是非常理想的选择。
易于改造:对现有工厂进行脱硫改造时,因其占地小、系统简单,更容易集成到原有系统中。