火電廠脫硫方式選擇的探討

馬艷霞

（山西省環(huán)境科學(xué)研究院，山西 太原 030027）

火電廠脫硫方式選擇的探討

馬艷霞

（山西省環(huán)境科學(xué)研究院，山西 太原 030027）

文章論述了目前國(guó)內(nèi)外火電廠采用的脫硫方式，以及對(duì)適用我國(guó)現(xiàn)行SO2排放標(biāo)準(zhǔn)的脫硫技術(shù)選擇進(jìn)行了探討。

火電廠；脫硫；濕式石灰石/石膏法；氨法脫硫

1 國(guó)內(nèi)外主要脫硫技術(shù)簡(jiǎn)述

目前國(guó)內(nèi)外脫硫技術(shù)已有多種，而應(yīng)用較為廣泛的脫硫技術(shù)主要有：濕式石灰石/石膏法、氨法脫硫、煙氣循環(huán)流化床法（包括NID法）、旋轉(zhuǎn)噴霧半干法、爐內(nèi)噴鈣－尾部加濕活化法等。

1.1 濕式石灰石/石膏法

該法是目前世界上技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最廣的脫硫工藝。該法脫硫劑利用充分，脫硫效率可達(dá)90%以上，脫硫劑來(lái)源豐富，副產(chǎn)品石膏利用前景較好。不足之處是系統(tǒng)較復(fù)雜，占地面積大，初投資及廠用電較高，脫硫廢水需進(jìn)行處理。

工藝特點(diǎn)：采用石灰石漿液作為脫硫劑，經(jīng)吸收、氧化和除霧等處理，形成副產(chǎn)品石膏。脫硫石膏經(jīng)脫水后可綜合利用。

1.2 氨法脫硫

2009年9月18日，由中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)組織召開，國(guó)家發(fā)展改革委環(huán)資司、國(guó)家環(huán)保部科技司等主管部門及五大電力集團(tuán)參加的江南氨法脫硫技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)評(píng)議會(huì)在廣西南寧召開。與會(huì)專家經(jīng)考察認(rèn)為，氨法脫硫技術(shù)是一項(xiàng)真正可實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色脫硫工藝，尤其適宜于燃煤含硫量高的電廠鍋爐和工業(yè)爐窯煙氣脫硫新建及改造項(xiàng)目。

工藝特點(diǎn)：氨法煙氣脫硫技術(shù)是以液氨或氨水作為原料，與煙氣中的SO2發(fā)生酸堿反應(yīng)，最終生成副產(chǎn)物硫酸銨，脫硫效率大于90 %。

1.3 煙氣循環(huán)流化床干法脫硫

該技術(shù)是20世紀(jì)80年代后期由德國(guó)魯奇公司研究開發(fā)的。

工藝特點(diǎn)：石灰粉經(jīng)過(guò)石灰干消化器消化后進(jìn)入兩級(jí)串聯(lián)旋風(fēng)筒，消石灰倉(cāng)中消石灰以干態(tài)的形式從倉(cāng)室以一定的控制速度送入吸收塔。在塔內(nèi)與經(jīng)過(guò)預(yù)除塵后的煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行脫硫，脫硫效率達(dá)85 %以上。

1.4 NID干法脫硫技術(shù)

NID技術(shù)是原理為石灰粉經(jīng)過(guò)石灰消化器消化后進(jìn)入反應(yīng)器，與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaSO3和CaSO4，煙氣中的SO2被脫除，用于中小型容量機(jī)組，脫硫效率可達(dá)80 %。

1.5 簡(jiǎn)易濕式石灰石/石膏法

簡(jiǎn)易濕式石灰石/石膏法脫硫裝置的基本原理與濕法基本相同，但裝置的容量相應(yīng)減小，并取消煙氣加熱裝置（GGH）。該裝置總的煙氣脫硫率可達(dá)70%。

1.6 旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫技術(shù)

旋轉(zhuǎn)噴霧半干法工藝是采用石灰粉制漿作為脫硫劑，石灰經(jīng)消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔內(nèi)的霧化裝置，在吸收塔內(nèi)，被霧化成細(xì)小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaSO3和CaSO4，煙氣中的SO2被脫除。脫硫劑利用率低，脫硫效率一般在70%左右。

1.7 爐內(nèi)噴鈣-尾部加濕活化法脫硫技術(shù)

該工藝以石灰石粉為吸收劑，石灰石粉由氣力噴入爐膛850～1 150 ℃溫度區(qū)，石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與煙氣中的SO2反應(yīng)，生成CaSO3。在尾部增濕活化反應(yīng)器內(nèi)，增濕水以霧狀噴入，與未反應(yīng)的氧化鈣接觸，生成氫氧化鈣進(jìn)而與煙氣中的SO2反應(yīng)，脫硫效率一般達(dá)75 %左右。

2 脫硫技術(shù)比選

（1）爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝適用于對(duì)脫硫效率要求不高的中小機(jī)組脫硫。

（2）煙氣循環(huán)流化床法（包括NID法）由于其能滿足90 %以上的脫硫效率，其技術(shù)成熟，脫硫劑石灰或石灰石可就近取材，但是目前在國(guó)內(nèi)大容量機(jī)組上應(yīng)用較少。

（3）旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫方案既需要性能較高的石灰，又由于煙氣系統(tǒng)調(diào)整復(fù)雜，存在吸收塔結(jié)垢，價(jià)格比其他干法高且脫硫效率與其他干法相當(dāng)，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能差。

（4）簡(jiǎn)易濕式爐內(nèi)噴鈣法的最大特點(diǎn)就是省去了投資較高的GGH，經(jīng)濟(jì)性好，但從嚴(yán)格的脫硫要求下，該方法不宜采用。

（5）石灰石－石膏濕法脫硫工藝具有在大型發(fā)電機(jī)組上應(yīng)用的業(yè)績(jī)，可以滿足脫硫率的要求。

（6）氨法脫硫工藝最大特點(diǎn)就是脫硫效率高，在國(guó)內(nèi)外大型發(fā)電機(jī)組上均有成功運(yùn)行實(shí)例，相較于爐內(nèi)噴鈣法脫硫工藝占地小，且有氨源保障、脫硫產(chǎn)物可作為商品利用。

經(jīng)分析，本文認(rèn)為石灰石－石膏濕法及氨法脫硫較適用于我國(guó)200 MW以上火電機(jī)組。當(dāng)有穩(wěn)定的氨源供應(yīng)單位時(shí)首選氨法脫硫，若有穩(wěn)定石灰石供應(yīng)單位選用石灰石/石膏法。

3 應(yīng)用實(shí)例

（1）石灰石/石膏濕法：該法目前在美國(guó)、德國(guó)和日本應(yīng)用廣泛。在國(guó)內(nèi)已有珞璜電廠一、二期300 MW機(jī)組、北京一熱、重慶電廠等使用，應(yīng)用較為成熟。

（1）氨法脫硫：氨法脫硫系統(tǒng)在德國(guó)的一些電廠已得到應(yīng)用；目前在國(guó)內(nèi)也有運(yùn)行實(shí)例：廣西水利電力建設(shè)集團(tuán)田東電廠2×13.5萬(wàn)kW機(jī)組、揚(yáng)子石化熱電廠脫硫工程等。由于氨法脫硫在電廠應(yīng)用相對(duì)較晚，本文重點(diǎn)介紹氨法脫硫在廣西水電集團(tuán)田東電廠2×135 MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫工程的運(yùn)行實(shí)例。

設(shè)計(jì)參數(shù)：煙氣量：2×550 957 Nm3/h。運(yùn)行指標(biāo)：2009年8月7日～8月14日整套系統(tǒng)進(jìn)行168 h滿負(fù)荷試運(yùn)行。試運(yùn)行過(guò)程中，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良，脫硫效率達(dá)96 %以上，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)見表1。由表可見，各項(xiàng)性能參數(shù)完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。脫硫效率超過(guò)設(shè)計(jì)值，氨逃逸濃度低于設(shè)計(jì)值，表明了該氨法煙氣脫硫技術(shù)在大型火電廠特別是高硫煤燃煤煙氣治理中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。氨法煙氣脫硫的同時(shí)還取得了30%的脫硝率，這也為我國(guó)氮氧化物的治理提供了新的思路。此外，系統(tǒng)能耗較低，電耗僅占發(fā)電量的0.57 %，體現(xiàn)了氨法煙氣脫硫技術(shù)高效節(jié)能的特點(diǎn)。

表1 田東電廠脫硫系統(tǒng)試運(yùn)行考核主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

副產(chǎn)品硫酸銨質(zhì)量：該電廠副產(chǎn)硫銨質(zhì)量完全達(dá)到了GB535合格品標(biāo)準(zhǔn)，完全可作為優(yōu)質(zhì)農(nóng)用肥使用，甚至可以作工業(yè)級(jí)硫銨使用。

Thermal Power Plant Desulfurization Method Chooses to Discuss

Ma Yanxia

The article discusses the current thermal power plant at home and abroad the desulfurization way, and to apply our current SO2emission standard selection of desulfurization technology.

Thermal power plant;Desulphurization;Wet limestone/Gypsum method;Ammonia desulfurization

TM621

A

1000－8136（2012）06－0048－02

燃煤火電廠是煙塵、二氧化硫和氮氧化物等大氣污染物排放的主要來(lái)源。近年來(lái)國(guó)家相繼出臺(tái)了各項(xiàng)法律法規(guī)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，控制燃煤火電廠大氣污染物的排放。

燃煤電廠二氧化硫控制是電廠排污控制的關(guān)鍵之一，根據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223－2011），2015年 1月1日起新建鍋爐SO2排放執(zhí)行100 mg/m3、現(xiàn)有鍋爐SO2排放執(zhí)行200 mg/m3，火電廠必須逐步改進(jìn)脫硫技術(shù)或降低燃煤含硫量。本文主要針對(duì)火電廠采用脫硫的方式進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。

（編輯：王昕敏）