燃煤電廠煙氣脫硫技術漫談

薛曉文

[摘 要]：含硫氣體作為燃煤電廠排放的尾氣中的主要污染物，其對環境的影響及破壞是非常嚴重的，因此在將燃煤電廠的尾氣排放到大氣之前很有必要對其進行處理，從而消除或降低尾氣中含硫氣體的含量，讓其達到某個安全值再進行排放。鑒于煤是我國最主要的燃料，煙氣脫硫技術在我國已經有了長足的發展。本文將對煙氣脫硫技術進行概述，然后進一步剖析海水脫硫過程。

[關鍵詞]：燃煤電廠 煙氣脫硫

一、煙氣脫硫技術概述

近年來，我國二氧化硫氣體的污染越來越嚴重，這在很多城市都能得以體現，很多地區都會出現嚴重的霧霾天氣，室外能見度很低，這種嚴重的空氣污染現象和二氧化硫的排放有著密切關系。二氧化硫如果未經處理直接排放到空氣中很有可能形成酸雨，酸雨對于建筑、農作物還有人體的腐蝕和侵害是嚴重而直接的，因此，燃煤電廠做好二氧化硫的處理是很有必要的。在所有的排放源中，燃煤電廠的二氧化硫排放量無疑是最大的，在我國，燃煤電廠越來越多，有的企業有良好的道德標準及環境意識，會按照相關規定對于相應氣體進行處理，然而，仍然存在著大量企業社會責任感及環境意識都很低下，將燃煤尾氣未達標就肆意排放到空氣中，這種行為是應當明令禁止的。

世界范圍內針對電廠燃煤尾氣的處理主要有三個途徑，一種是燃燒前脫硫，一種是燃燒中脫硫，還有一種是燃燒后脫硫，也就是常說的煙氣脫硫，這種方式也是應用最普遍的，并且在技術上很成熟，成本也最低。煙氣脫硫的工藝技術也有很多種，最常用的則是濕法煙氣脫硫中的海水煙氣脫硫，這種方法技術成熟、工藝簡單，并且系統運行可靠、脫硫效率也很高，同時，它還具備投資運行費用低的特點，因此十分受到親睞。海水脫硫法是利用海水中天然含有的大量可溶性鹽，尤其是其中的氯化物和硫酸鹽，同時，海水中溶有大量的弱酸陰離子，例如：HCO3-、CO32-、H2BO3-及H2PO4-、SiO4-等，這些離子的存在使得海水呈現出一定的“堿度”，海水的PH值通常在8.0-8.2之間，這是一個很好的吸收酸性氣體的環境，因此，海水天然就具備吸收二氧化硫的性質，是非常好的尾氣處理試劑。海水吸收二氧化硫的化學反應可概括如下：

SO2 + H2O = 2H+ + SO32-

2 SO32- + O2 = 2SO42-

HCO3- + H+ = CO2 + H2O

二、海水脫硫過程剖析

1.吸收塔塔體

吸收塔多為填料塔，是整個吸收反應發生的裝置，比較典型的濕法煙氣脫硫吸收塔通常由噴淋空塔、填料塔、鼓泡塔、液柱塔各部分構成。吸收塔內部通常由隔板隔開，這讓塔內氣體和試劑能夠有更充分的時間反應。首先，氣體會從塔底的入口處進入塔體然后向上流，從塔頂的噴淋空塔中會有含有海水的霧狀漿液由上向下噴出，煙氣和漿液在塔體內逆流接觸，這充分增大了氣體和漿液的接觸時間和接觸面積，讓反應更徹底。處理后的氣體在到達塔頂后會繼續向下流動，直至其流到塔底然后從與入口水平位置的煙氣出口處排至除霧器中。在吸收塔中，氣體上流的速度大概為4.0 m/s，但下流煙氣速度可達到10 m/s，這是為了讓上流過程中氣體和漿液有更充分的反應，從而達到處理效果，下流過程中速度變快是為了盡快將處理后的氣體排出以增加需要處理的氣體的反應空間。

2.氣體分布

煙氣在進入吸收塔前會先經過引風機將其引入脫硫系統，在進行脫硫前會先進入預冷卻器，在預冷卻器中煙氣會被冷卻，使其溫度不超過100攝氏度。冷卻后的煙氣會從下端開始依次進入脫硫吸收塔和除霧器，煙氣在脫硫后溫度大約為40攝氏度并且不會再被加熱，處理后的煙氣才能經過煙囪排放到大氣中。二氧化硫主要是在吸收塔中被反應掉，吸收塔內的海水噴流通常會設置為雙層噴淋，分別分布在吸收塔的上半部分和下半部分，這使得二氧化硫在吸收塔內能夠有二次反應機會，從而讓氣體在塔內能夠充分被消耗掉。反應后的氣體在到達塔頂后會向下流動一直流到塔底，然后再從出口處排出。此外，在吸收塔的上部通常會安裝除霧器，這是為了能夠除去煙氣中攜帶的水汽。

3.液體分布

脫硫海水會經過脫硫海水升壓泵被壓到吸收塔，鑒于吸收塔中設置了雙層噴淋，因此海水會被升壓泵分別送到兩個噴淋入口，脫硫后的海水會通過地下暗溝排入準備好的氧化槽中。在氧化槽中會對吸收了二氧化硫的海水進行定向處理，處理裝置和污水處理的裝置很類似，一般分為混合池、曝氣池和排水池。海水在吸收塔中和二氧化硫定向反應后產生的含硫海水會在這里進行處理，含硫海水在混合池中會和海水混合，然后進入曝氣池。在曝氣池中通過風機不斷引入空氣，使得污水中的氧氣溶解量達到飽和，在氧氣的作用下能夠將污水中的亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，并且使海水中重碳酸根離子和氫離子中和并釋放出二氧化碳。這個過程讓污水中的有害物質得以去除，達到排放標準的海水會進入排水池再排入大海。

4.填料

通常吸收塔中的填料多為固態物質，尤其是在使用石灰石處理燃煤電廠的尾氣時，然而，海水脫硫的過程中最主要的填料就是海水了，這是一種天然的成本低的處理試劑，并且整個裝置運行穩定，處理成本也很低。在使用海水作為填料時通常對于燃煤電廠的地域有要求，海水處理法一般使用于地處沿海地區的電廠，這樣的電廠在海水的獲取和處理后的海水排除的過程都很方便，這樣才能讓整個方法行之有效。如果是內陸地區在獲取海水時存在很大難度及成本，海水處理法也就顯得不那么經濟實用了。

結 語：海水脫硫是非常實用的燃煤電廠脫硫技術，它成本投入低，整個系統運行穩定，操作簡單，被越來越多的燃煤電廠使用。電廠對于排放的尾氣很有必要做脫硫處理，否則肆意排放到空氣中不僅對于大氣會造成污染，對于農作物及建筑也會帶來侵蝕，也會給人體構成損傷。海水脫硫法是十分值得推崇的脫硫技術，尤其是在沿海地區的燃煤電廠，在原料試劑的獲取和處理后海水的排放上都有很大優勢，并且能夠對含硫煙氣進行較為徹底的處理。在處理過程中應當對反應過程有良好的設計，這樣才能讓整個反應更徹底，排放到空氣中的尾氣污染物質更少，從而保護自然環境。

參考文獻：

[1].劉翠玲，汪林，我國燃煤電廠脫硫工藝的分析和探討[A]；中國環境保護優秀論文集（2005）（下冊）[C]；2005年.

[2].王海兵，田光和，李軍，關于我國電力工業煙氣脫硫的現狀及脫硫工藝的探討[A]；第十二屆中國電除塵學術會議論文集[C]；2007年.