火電廠脫硫存在問題及工藝選擇方法探討

摘 要：脫硫工藝的選擇是火電廠脫硫工程的關鍵，針對目前火電廠脫硫技術存在問題，文章從技術角度提出應重點考慮的選擇原則、技術指標和選擇方法。對電廠的脫硫工程建設時，根據工程具體的建設要求和條件，科學合理地選擇切合實際的脫硫工藝具有指導價值。

關鍵詞：電廠 脫硫 技術原則 指標 方法

中圖分類號：X7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0128-01

隨著我國經濟的飛速發展，煤電消耗急劇增大，火電廠煙氣排放總量增加。電廠排放的SO2約占全國總排放量的三分之一。在中國能源的生產與消費結構中，煤炭一直占主導地位，這種格局在比較長的一段時間內不會改變，大氣中的廢氣主要來源于燃料產生的煙氣，我國電廠煙氣脫硫技術開始于70年代，但是到目前為止還沒有完全國產化的火電廠脫硫裝置產業，現階段因電廠發電導致的SO2排放占全國67%，由此可見，電廠脫硫工程仍是我國SO2控制的首要工作。

1 火電廠脫硫技術

1.1 燃燒前的脫硫

燃燒的前脫硫主要是指對煤的脫硫。主要有化學法、微生物法和物理法三種脫硫方法。目前應用最普遍的是物理法的重力分選法；該方法利用密度特性，將煤破碎以后在水中經旋流器后與精煤分離，可脫除80%的硫份和60%的灰份。在燃燒前煤炭洗選控制方面，我國還遠遠落后于發達國家。

1.2 燃燒中的脫硫

燃燒中脫硫又稱爐內脫硫法，循環流化床脫硫技術是電廠普遍采用的方法。加入脫硫劑后低溫燃燒過程中，首先碳酸鈣分解，分解后的氧化鈣與的SO2產生化學反應，變成硫化鈣，對硫進行固化。

影響流化床脫硫率的因素有：鈣硫比、流化速度、過量空氣系數、脫硫劑類型和粒度等。此脫硫系統投資少、占地小、成本低，適合小型電廠。

2 火電廠脫硫存在問題

進入20世紀以后，隨著用電量需求增加，燃煤消耗大增，SO2排放量飆升。這種現象產生的主要原因是電廠脫硫項目建設滯后。對電廠機組引進脫硫項目，減少廢氣排放，已被國家環保部門提上日程，電廠對治理SO2也持積極的態度，但目前脫硫項目仍然存在以下問題。

2.1 缺少有效的技術推廣體系

我國沒有開發出自主知識產權的脫硫技術，技術開發力度不夠；對多種脫硫方式完成了實驗及示范工作，但沒有推廣，技術的推廣力度也不夠，科技轉化為生產力的兩個重要方面就是科技術推廣與技術開發，我國缺乏有效的技術推廣體系，技術不能轉化成生產力，不能形成科研與效益的良性循環。

2.2 缺少國產專用脫硫配套體系

由于國內沒有形成專用脫硫配套設備體系，目前脫硫關鍵設備還是靠從國外進口，無形中增加了脫硫投資費用，一般來說，啟動脫硫項目的20%的啟動資金要企業自籌。其余的80%大部分需要向銀行貸款，且貸款的本金和利息最后都要電廠承擔。降低了電廠投資積極性。

2.3 缺少固定脫硫場地

老機組改造項目存在場地限制問題。對老機組的脫硫改造，沒有預留改建場地，因此，多數廠家不得不退而求其次選擇脫硫工藝和裝置。老機組的改造需要增設場地拆遷費用，還要根據主機運行壽命，計算脫硫裝置的折舊年限，加速了計提資產折舊。

我國脫硫產業前期發展緩慢、近期發展迅猛，涌現出一大批脫硫環保公司，進入脫硫市場。目前整個煙氣脫硫產業化存在的問題主要表現在：市場發展滯后于市場需求；引進脫硫技術沒有被完全掌握；關鍵設備需要進口，國產技術不夠過硬；脫硫工程設計缺乏系統性；脫硫公司技術水平良莠不齊；脫硫設備與機組同步投運率不高等。

3 脫硫工藝的選擇

3.1 選擇的主要技術原則

（1）本著可持續發展原則，提出合理可行的控制目標，包括脫硫效率、排放濃度和排放量大小。

（2）結合機組的現狀，考慮機組新舊程度、機組容量、燃煤硫分等，考慮當地的資源條件、脫硫建設條件，提出技術上可行、經濟上合理、操作上可控且有一定延伸性的脫硫工藝。

（3）脫硫工程實施后，在允許時間和投資范圍內，能實現經濟效益目標。

（4）脫硫工程實施后，不造成二次污染或盡可能將污染降至最少。

3.2 選擇工藝時應考慮的主要指標

在進行脫硫技術選擇時，應重點考慮的技術指標主要有一下幾個。

3.2.1 脫硫效率

脫硫效率是表征脫硫系統脫硫能力的指標。電廠安裝脫硫系統的目的是脫除煙氣中的硫。因此脫硫系統必須有足夠高的脫硫效率。

3.2.2 鈣硫比

鈣硫比是用來表示達到一定脫硫效率時鈣基吸收劑的過量程度。一般來說，鈣硫比與脫硫效率成正比。

3.2.3 吸收劑的利用率

吸收劑的利用率是脫硫效率與鈣硫比之比。達到一定脫硫效率所需的鈣硫比越低，鈣的利用率越高。

3.2.4 吸收劑的可獲得性和易處理性

主流脫硫工藝，主要以鈣基化合物作為脫硫吸收劑。石灰石價廉易得、有很好的可獲得性和易處理性，應優先使用石灰石作為吸收劑的工藝，且必須考慮其純度即CaCO3的含量和活性。

3.2.5 脫硫副產品的處置和可利用性

脫硫副產品是吸收劑與硫反應之后的產物，副產品應具有以下特性：性能穩定，對環境不產生二次污染；最好是固體粉末狀態；能作為其它行業的原料，實現可資源化。

3.2.6 對機組運行的適應性

電廠的機組可能作為調峰機組，與其配套的脫硫裝置必須能適應經常起停的特性。脫硫裝置必須對燃煤變化有較好的適應性。干法脫硫工藝的負荷跟蹤特性好，適用于調峰機組。半干法脫硫工藝和干法較適用于中、低硫煤。

3.3 脫硫工藝的選擇方法

有了脫硫工藝的技術原則及參考指標，工藝選擇方法也是非常重要的。由于不同的脫硫工藝投資、運行費用、可靠性方面有很大的差異，脫硫工藝的選擇一直是煙氣脫硫技術研究的難點。目前主要在用的脫硫工藝優選方法有專家會議法、特爾菲法、模糊評價法、層次分析法較、灰色綜合評價法、熵權評價法。

4 結語

隨著環保要求的日益嚴格，火電廠脫硫勢在必行。對國外各種脫硫技術加以消化吸收，根據脫硫技術原則，參照工藝指標，根據脫硫工藝選擇方法選擇合適的工藝，加速國產化進程，是脫硫技術在我國電廠建設和改造中得以廣泛應用的關鍵。

參考文獻

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