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氧化镁法与石灰石-石膏法湿法烟气脱硫技术及工艺比较脱
硫车间孔令彪

氧化镁法与石灰石-石膏法湿法烟气脱硫

技术及工艺比较

烟气脱硫技术是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式,是火力发电厂

控制酸雨和二氧化硫的主要技术手段。目前世界上所拥有的烟气脱硫技术(FGD)有

上百种之多。根据脱硫产物的存在的状态可划分为湿法、半干法和干法三类工艺。

这些工艺主要包括:1)湿法脱硫技术,共占全世界FGD装置总量的85%左右,其中石

灰-石膏法约占26.7%,其它湿法脱硫技术约占48.3%;2)半干法脱硫技术,主要包括

喷雾干燥脱硫技术、炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫技术等,约占全世界FGD装置总

量的近10%;3)干法脱硫技术,包括烟气循环流化床脱硫技术、等离子体脱硫技术

等。

下面我们从两种常见的湿法脱硫的脱硫剂性质、化学反应机理、技术特点进行

比较:

1氧化镁法与石灰石-石膏法脱硫工艺的脱硫剂性质比较氧化镁法脱硫工艺选

用轻烧镁(MgO)为脱硫剂,而石灰石-石膏法采用石灰石粉(CaCO3)为脱硫剂,两种脱

硫剂在物理、化学性质上存在较大差异。

1.1物理性质

氧化镁(MgO)俗称苦土,相对分子量为41,为白色无定型粉末、无味、无毒。MgO

对水呈一定的惰性,特别是高温煅烧后的MgO难溶于水,易溶于酸和氨盐溶液中,在

水中溶解度因二氧化碳的存在而增大。

MgO是菱镁矿石中的主要成分,菱镁矿加热至640?以上时,开始分解成氧化镁和

二氧化碳,在700，1000?煅烧时,二氧化碳没有完全逸出,成为一种粉末状物质,称
为轻烧镁。烟气脱硫所用的氧化镁即为轻烧镁,轻烧镁极易溶于水并发生化学反

应。

石灰石粉(CaCO3)相对分子量为100,为白色晶体或白色粉末、无味。相对密度

为2.71(25?),在空气中稳定,几乎难溶于水(溶解度?0.015kg/m3)、不溶于醇。

镁离子的溶解碱性比钙离子高10，15倍,因此镁法脱硫工艺系统不易发生设备

结垢堵塞问题。

1.2化学性质

MgO是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性,暴露在空气中,容易吸收水分和二氧

化碳,极易与酸、铵盐发生化学反应。而SO2是碱性氧化物,具有酸性氧化物的通

性,MgO与SO2极易发生化学反应,形成硫酸盐。

Mg(OH)2+SO2+5H2O?MgSO3〃6H2O

而CaCO3是一种碳酸盐,加热至1098K左右开始分解成氧化钙

碳酸钙难溶于水,但易溶于酸,生成盐和二氧化碳。和二氧化碳,

CaCO3+SO2+H2O?CaSO3+CO2?+H2O

MgO与SO2化学反应活性比CaCO3与SO2化学反应活性要强得多,反应速率要

快。

2氧化镁法与石灰石-石膏法脱硫工艺的技术特点比较

2.1氧化镁脱硫工艺技术特点

2.1.1主要优点

1)技术相对成熟。氧化镁脱硫技术是一种成熟度仅次于钙法的

脱硫工艺,氧化镁脱硫工艺在世界各地都有非常多的应用业绩,目前在我国部分

地区已经较多应用的业绩。
2)原料来源充足。在我国氧化镁的储量十分可观,目前已探明的氧化镁储藏量

约为160亿吨,占全世界的80%左右。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂

的脱硫系统中去。

3)脱硫效率高。在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂,并且氧化

镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都小。一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95，98%

以上,而石灰石-石膏法的脱硫效率仅达到90，95%左右。

4)投资费用少。由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性,因此在吸收塔的

结构设计、循环浆液量的大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小,这

样一来,整个脱硫系统的投资费用可以降低20%以上。

5)运行费用低。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、汽的消耗费用。对石灰石-石膏法液气比一般都在15L/m3以上,氧化镁在5

L/m3以下,产生的循环浆液比、能耗量、循环泵的容量比均为3:1,这样氧化镁法脱

硫工艺就能节省很大一部分费用。

6)运行可靠。硫酸镁的溶解度较高,脱硫塔内是溶液水循环,不产生沉渣,所以

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;同时镁法pH值

控制在6.0，6.5之间,设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。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。

7)综合效益高。由于镁法脱硫的反应产物是亚硫酸镁和硫酸镁,

综合利用价值很高。一方面我们可以进行强制氧化全部生成硫酸镁,然后再经

过浓缩、提纯生成七水硫酸镁进行出售,另一方面也可以直接煅烧生成纯度较高二

氧化硫气体来制硫酸。

8)副产物利用前景广阔。硫酸被称为“化学工业之母”,二氧化硫是生产