石灰石 vs 石灰 vs 熟石灰：烟气脱硫剂选谁？

烟气脱硫（FGD）是控制燃煤电厂、钢铁厂等工业源二氧化硫（SO?）排放的关键技术。在众多脱硫剂中，钙基脱硫剂（石灰石、石灰、熟石灰）因其来源广泛、经济性高，占据了主导地位。然而，这三种“白色粉末”在性能、成本和适用性上存在显著差异。

 

核心工艺简述

三种脱硫剂的脱硫核心都是利用其中的钙（Ca）与烟气中的SO?反应生成稳定的硫酸盐（主要是石膏）。但它们的化学形态和反应路径不同：

1. 

石灰石 (CaCO?)：需粉碎制成浆液。主要反应：
CaCO? + SO? + 1/2O? → CaSO? (石膏)
涉及溶解、吸收、氧化、结晶等复杂步骤，是目前应用最广的湿法（石灰石-石膏法）基础。

生石灰 (CaO)：需先加水“消化”成熟石灰：
CaO + H?O → Ca(OH)? + 热量
生成的熟石灰再与SO?反应。该过程放热剧烈，需专门消化设备。

熟石灰 (Ca(OH)?)：可直接使用（湿法或半干法）。反应相对直接：
Ca(OH)? + SO? → CaSO? + H?O (后续可氧化为石膏)

关键性能与优缺点硬核对比

指标	石灰石 (CaCO?)	生石灰 (CaO)	熟石灰 (Ca(OH)?)
脱硫效率	90%-95% (湿法)	85%-90% (通常需消化后使用)	90%-98% (湿法/半干法，比表面积大，活性高)
最佳液气比 (L/G)	>10 L/m? (较高)	6-8 L/m? (中等)	5-7 L/m? (较低，效率优势体现)
运行pH范围	5.0-5.8 (较窄，平衡溶解与结垢)	5.0-6.2	5.0-6.5 (较宽)
原料成本	最低 (约80元/吨)	中等 (约300元/吨)	最高 (约450元/吨)
系统投资	高 (需大型浆液制备、循环系统)	中等 (需消化设备)	中等 (省去消化设备，但半干法需喷雾干燥塔)
运行成本	中等 (电耗高，主要来自循环泵)	较高 (消化能耗、原料成本)	较高 (原料成本最高)
主要优点	原料易得、成本最低；技术最成熟稳定；副产品石膏可资源化	反应活性高于石灰石；单位用量脱硫效率较好	活性最高，脱硫效率高；省去现场消化步骤；适用于半干法(简化水处理)
主要缺点	易结垢（维护成本高）；需较高液气比和停留时间；系统庞大复杂	需复杂消化系统（控制难度大，有安全风险）；原料成本较高	易吸湿结块（储存运输要求高）；原料成本最高；半干法效率通常略低于湿法
典型适用场景	大型燃煤电厂 (追求稳定运行和资源化)	特定工艺路线或替代方案	中小型锅炉/烧结机 (场地有限，追求效率与简化操作)；半干法应用

效率影响因素模型

脱硫效率（η）受多因素影响，可用经验模型表示：
η = K × (L/G)^α × (pH)^β × τ^γ
其中：

L/G：液气比（决定性因素，影响气液接触面积）

pH：浆液酸碱度（影响SO?溶解度和反应速率）

τ：烟气在反应区停留时间（保证反应充分）

K, α, β, γ：经验常数和指数

结论：适用为王，没有绝对赢家

大型电厂首选石灰石：虽然投资和运行有挑战（如结垢），但其原料成本最低、技术最成熟、规模效应显著，且石膏副产品价值能部分抵消成本。

中小设施青睐熟石灰：其高活性和可简化流程（尤其在半干法中）的优势明显，即使原料成本高，综合投资和运行在中小规模可能更具竞争力。省去现场消化是关键。

生石灰角色特定：主要在已有消化设施或特定工艺中应用，其直接使用场景相对较少。

附：FGD脱硫系统循环浆液泵设计计算书