淺談燃煤電廠脫硫與環(huán)保

方媛媛

1 電力行業(yè)二氧化硫減排對環(huán)境保護(hù)的重要性

二氧化硫是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一，二氧化硫大量排放除造成空氣污染外，還形成了酸雨、細(xì)顆粒和能見度下降等區(qū)域性環(huán)境問題。然而，在可燃物總儲量中，固體燃料(主要是燃煤)約占93%，在我國則占到95.5%左右，2003年我國排放的二氧化硫為2 167萬t，2005年是2 549萬t。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)已受到政府和人民的密切關(guān)注，國務(wù)院、國家環(huán)境保護(hù)部多次下發(fā)環(huán)境保護(hù)治理文件，把環(huán)境保護(hù)作為基本國策來推進(jìn)。二氧化硫排放的約90%左右來自燃煤工業(yè)，而火力發(fā)電機(jī)組又是燃煤大戶，電力行業(yè)排放的二氧化硫約占全國的50%以上，所以，電力行業(yè)就成為二氧化硫減排的主戰(zhàn)場，其中，承擔(dān)二氧化硫削減任務(wù)的主要是20萬kW的大容量燃煤機(jī)組，因此，加快火電廠新建機(jī)組煙氣脫硫工程建設(shè)和老機(jī)組脫硫技術(shù)改造是十分艱巨的任務(wù)。

2 火電廠煙氣脫硫常用的方法及特點

以脫硫劑進(jìn)入脫硫系統(tǒng)的水溶狀態(tài)進(jìn)行分類，可以把煙氣脫硫技術(shù)分為干態(tài)(干法)、少量水溶狀態(tài)(半干法)、大量水溶狀態(tài)(濕法)三種。

1)干法脫硫技術(shù)是指應(yīng)用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來脫除煙氣中的二氧化硫，常用的方法有：爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化技術(shù)和循環(huán)流化床鍋爐。它的優(yōu)點是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴(kuò)散，不會產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小。

2)半干法脫硫技術(shù)是經(jīng)破碎石灰在消化池中，經(jīng)消化后與脫硫副產(chǎn)物和部分煤灰混合，制成混合漿液，經(jīng)漿液泵升壓旋轉(zhuǎn)噴霧器，經(jīng)霧化后在塔內(nèi)均勻分散，熱煙氣從塔頂切向進(jìn)入煙氣分配器，同時與霧滴順流而下，霧滴在蒸發(fā)干燥的同時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，吸收煙氣中的二氧化硫。常用的方法有旋轉(zhuǎn)噴霧法脫硫技術(shù)和煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)。它兼有干法和濕法的一些特點，既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的特點，又有干法無污水廢酸排除，脫硫后產(chǎn)物易于處理的好處。

3)濕法脫硫技術(shù)是指反應(yīng)劑在漿液狀態(tài)下進(jìn)行脫硫和脫硫產(chǎn)物的處理，它的的脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端，除塵器之后，脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點，所以，脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。常用的方法是石灰石—石膏濕法脫硫工藝，海水脫硫法。該技術(shù)的特點是反應(yīng)速度快，效率高，脫硫添加劑利用率高。如用石灰做脫硫劑時，當(dāng)鈣硫比為1時，即可達(dá)到90%的脫硫率，適合大型燃煤電站的煙氣脫硫，但是，濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題，初期投資大，運(yùn)行費用也較高。

綜合以上三種脫硫技術(shù)比較，可以看出：干法和半干法吸收劑的利用率遠(yuǎn)低于濕法工藝，對含硫分高的煤種適應(yīng)性差，干灰與脫硫產(chǎn)物無法分開利用等。目前，脫硫設(shè)備設(shè)計規(guī)程要求是大容量機(jī)組或設(shè)計煤種超過2%的機(jī)組優(yōu)選濕法工藝，脫硫效率要求90%以上，200 MW以下或剩余壽命低于10年的老機(jī)組，以及設(shè)計煤種含硫量低于2%的機(jī)組，推薦采用干式、半干式或其他費用相對經(jīng)濟(jì)的脫硫技術(shù)，脫硫效率要求僅為75%。

3 古交電廠脫硫技術(shù)的應(yīng)用

1)古交電廠一期2×300 MW機(jī)組煙氣脫硫裝置是基于回流式循環(huán)流化床半干法脫硫工藝，煙氣從鍋爐出來之后，通過ESP1進(jìn)行預(yù)除塵，ESP1的除塵效率為86%，然后通過兩條煙道從RCFB塔底部兩側(cè)進(jìn)入RCFB吸收塔。在塔擴(kuò)建端與再循環(huán)脫硫灰以及投加的消石灰一起，以湍動、環(huán)流的運(yùn)動方式流向吸收塔頂部。在塔內(nèi)部分脫硫灰回流(內(nèi)循環(huán))，在RCFB吸收塔中，通過霧化的水在RCFB內(nèi)蒸發(fā)調(diào)節(jié)溫度，調(diào)節(jié)脫硫塔中煙氣溫度在70°～80°，投機(jī)的消石灰與煙氣中的二氧化硫等酸性氣體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到煙氣脫硫的目的，反應(yīng)產(chǎn)物為干態(tài)。脫硫后的煙氣從RCFB吸收塔頂部排出后進(jìn)入ESP2后除塵，進(jìn)行二級除塵，除塵效率99.987 5%，控制煙氣排放濃度小于100 mg/Nm3，脫硫率在90%以上。一期工程自投產(chǎn)以來，運(yùn)行穩(wěn)定，各項指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求，為環(huán)保脫硫清潔生產(chǎn)作出了貢獻(xiàn)。

2)古交電廠二期工程2×600 MW機(jī)組脫硫采用的是石灰石—石膏濕法脫硫方式。它主要由吸收劑制備與供應(yīng)系統(tǒng)，二氧化硫吸收系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)等組成。其原理為：成品石灰石粉與水混合攪拌成吸收漿液，在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后，二氧化硫被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴后回到GGH進(jìn)行加熱，加熱后的凈煙氣溫度達(dá)到80°以上排入煙囪。本工藝的的特點為：脫硫吸收劑的利用率高，鈣硫比為1.03，脫硫效率高，大于95%，使用煤種廣，一般不受燃煤含硫量的限制，應(yīng)用范圍廣，適用機(jī)組最低穩(wěn)燃負(fù)荷30%BMCR工況和100%BMCR工況之間任何負(fù)荷工況下運(yùn)行。現(xiàn)在二期脫硫雖然還沒有投入正式運(yùn)行，正在調(diào)試階段，但是石灰石—石膏濕法脫硫工藝是目前世界上最成熟、應(yīng)用最多的工藝，已有運(yùn)行30多年的業(yè)績，占脫硫裝機(jī)容量的85%以上，脫硫效率可達(dá)95%左右，所以，二期脫硫工程的最終投產(chǎn)也是符合環(huán)保要求的。

4 結(jié)束語

近年來，為了保護(hù)環(huán)境，一些小容量的火電機(jī)組已相繼關(guān)停，大容量的火電機(jī)組也都采取了各種脫硫工藝，保證了二氧化硫的控制排放。

［1］ 國電太原第一熱電廠.300 MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組煙氣脫硫技術(shù)［M］.北京：中國電力出版社，2006：3－18.