供暖锅炉烟气湿法脱硫工艺的比较与分析
近几年北京率先实行集中供暖，供暖锅炉相对于电站锅炉有它自身的运行特点。根据其运行特点，应该选取合适的锅炉烟气脱硫工艺。
就供暖锅炉烟气脱硫而言，应用较为成熟的烟气脱硫技术有多种，较常用的就有：氧化镁法、石灰法、钠钙双碱法等工艺，这些脱硫工艺都有其独特的优点，为了更好的掌握各种脱硫工艺的特点，能够熟练应用这些工艺，本文就石灰法、氧化镁法这两种常见的脱硫工艺做简单的分析比较。
1 两种工艺的比较
1.1 石灰法脱硫工艺
概述及原理：
用石灰作为脱硫剂，和水发生水合反应，生成Ca(OH)2，与烟气中的SO2进行酸碱中和反应生成CaSO3或CaSO4的一种成熟的湿式脱硫工艺。
特点：
⑴该工艺较成熟，运行可靠，应用比较广泛，市场占有率高，应用历史较长。
⑵脱硫剂储量丰富，价格低廉，生成的脱硫产物十分稳定，易于处理及利用。
2.2 氧化镁脱硫工艺
概述及原理：
氧化镁属难溶碱性氧化物，脱硫机理与氧化钙的脱硫机理相似，利用氧化镁的浆液作为脱硫剂对烟气进行
洗涤脱硫，其反应生成亚硫酸镁和硫酸镁。
特点：
⑴装置小型化，配套设备少，建设费用低。
⑵氧化镁活性高，液气比明显比石灰法小，耗电少。
⑶安全性能好，可靠性高。运行时，吸收液在pH值中性附近，只要控制吸收液pH值，并防止亚盐过饱和，就能做到基本无腐蚀、无结构堵塞。
⑷我国氧化镁资源丰富，该法在我国有发展前途。
2 在供暖锅炉上适应性
2.1投资
《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》中有如下规定，见表1
表1 脱硫装置主要技术指标
| 序号 | 脱硫方法 | 液气比 | 钙硫比 |
| 1 | 石灰法 | ＞5 | ＜1.10 |
| 2 | 氧化镁 | ＞2 | ＜1.05 |
由表1可以看出氧化镁法的浆液循环泵流量是石灰法的40%，所以浆液循环泵的投资比石灰法小。
由于氧化镁的分子量、钙硫比都比石灰法的小，因此氧化镁法脱硫工艺的系统比石灰法规模小，设备占地面积小。
氧化镁法在pH接近中性时运行，对设备的防腐等级不是很严格，而石灰法在低pH值下运行迫使设备的防腐处理及设备材质的选择更加严格。
氧化镁法较石灰法脱硫配套的设备较少，例如，氧化镁法的除雾器前后一般情况下就没有必要设置冲洗装置，在供暖结束后对除雾器进行清洗即可，即使设置了冲洗装置，其冲洗次数也大大减少。而石灰法由于易结垢，在除雾器前后必须设置除雾器冲洗装置，而且石灰法必须设置曝气系统，否则生成的CaSO3· H2O将会严重堵塞管道及设备，而在氧化镁法脱硫中可以不设曝气系统。
针对供暖中心的建设资金有限的实际情况，占地面积小，建设费用低的氧化镁法脱硫应该是建设方应该优先选用的工艺。
2.2 运行费用
决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂的消耗费用和水、电的消耗费用。
氧化镁法的用量约是石灰法的60%，虽然氧化镁的价格比氧化钙的价格高一些，但石灰法在脱硫剂费用上没有节省很多。而在水、电等动力消耗方面，氧化镁法的节能性却更加明显。循环水量氧化镁法是石灰法的40%，这就大大减低了循环泵的耗电量，而循环泵又是整个脱硫系统功率最大的设备。
具体数据分析详见表3
2.3 安全运行方面
供暖锅炉负荷变化大，这对脱硫设备的安全运行影响较大，尤其测控仪器仪表设备，氧化镁法配套的设备较少；而石灰法为了保证设备的安全稳定运行，配套了较齐全的测控设备。氧化镁法整个系统的事故率及维修率远远低于石灰法。
运行中石灰法对pH值的控制十分严格，而锅炉实际运行人员的运行经验有限，设备结垢和管路堵塞现象经常发生，设备腐蚀现象也比较严重。镁法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行，同时镁法pH值控制在6.5~7.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也较容易解决。总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。
供暖锅炉的运行具有时段性，且锅炉间经常倒换运行，氧化镁法在锅炉在短期停运后可将排空、冲洗的步骤省去，短时间停运后再次启动脱硫附属设备，形成的物理垢很快被水流冲开，基本上不会对设备造成损坏。而石灰法脱硫系统中，操作人员必须对停运的设备管路立即进行排空、冲洗操作，否则很容易在管道及设备上结成硬垢，再次启动设备时对设备造成损坏。
相比较氧化镁法的操作比较简单，故障率和维修率低。这种运行方式是符合供热厂的实际情况的。
氧化镁法和石灰法脱硫工艺比较见表2
表2 工艺比较
| 脱硫工艺项目 | 石灰法 | 氧化镁法 |
| 脱硫效率％ | 90~98 | 90~98 |
| 吸收剂 | CaO | MgO |
| 可靠性 | 高 | 高 |
| 结垢 | 易结垢 | 不结垢 |
| 堵塞 | 堵塞 | 不堵塞 |
| 占地面积 | 大 | 小 |
| 运行费用 | 高 | 低 |
| 投资 | 大 | 小 |
3 实例
以单台70MW供暖锅炉为例，对两种工艺循环系统的运行成本进行简单的比较，烟气量为250000m3/h（工况），初始SO2浓度为2000mg/Nm3，达标浓度为400mg/Nm3，运行时间3600h/年。
相关费用：石灰价格200元/吨（纯度≥75%），氧化镁价格500元/吨（纯度≥85%），水费4.6元/吨，电费0.77元/度。对表分析见表3
表3 运行费用分析表
| 项目单位 | 单位 | 石灰法数值 | 氧化镁法数值 | |
| 脱硫剂 | 年耗量 | 吨/年 | 1166.4 | 702 |
| 年费用 | 万元/年 | 23.3 | 35.1 | |
| 电量 | 年耗量 | 度/年 | 792000 | 324000 |
| 年费用 | 万元/年 | 61.0 | 24.9 | |
| 水量 | 年耗量 | m3/年 | 10980 | 10944 |
| 年费用 | 万元/年 | 5.1 | 5.0 | |
| 合计 | 万元/年 | 89.4 | 65.0 | |
4 结论
从投资、运行费用和运行稳定性上比较看氧化镁法明显比石灰法优越，虽然全世界范围氧化镁资源不普遍，但是，对于我国氧化镁资源丰富，在发展和实施镁法脱硫方面我国具有得天独厚的优越条件，在供暖工业锅炉脱硫行业应当成为符合我国国情的实用技术。
参考文献：
[1]王中原,王俩,宋宝华.氧化镁湿法烟气脱硫废水处理技术探讨[J].中国环保产业, 2010, (03)
[2]程继增,王成华.氨法烟气脱硫技术的应用[J].小氮肥, 2010, (10)
[3]计建华.湿法烟气脱硫技术及应用方案[J].内蒙古科技与经济, 2010, (05)
收稿日期：2011-05-22
作者简介：苗灿（1983-），女，设计员，助理工程师，研究方向：锅炉烟气脱硫治理。
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