淺談火電廠煙氣脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

【摘 要】本文首先講述了煙氣脫硫方法的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性，分析了我國(guó)煙氣脫硫的歷史及現(xiàn)狀，指出我國(guó)應(yīng)該選擇干法煙氣脫硫工藝作為發(fā)展的主要方向。接著針對(duì)干法煙氣脫硫方法介紹了其在國(guó)內(nèi)外的工藝和應(yīng)用情況，最后對(duì)我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展提出幾點(diǎn)建議。

【關(guān)鍵詞】煙氣脫硫；二氧化硫；火電廠；干法脫硫

0 前言

隨著火電行業(yè)的快速發(fā)展，電廠排放的含硫煙氣越來(lái)越多，因此如何減少SO2污染物的排放，消除其對(duì)對(duì)大氣環(huán)境的威脅成為當(dāng)前人們所關(guān)注的重要問(wèn)題。

目前，煙氣脫硫是最為有效的手段之一。煙氣脫硫通常有兩類方法：一是，根據(jù)脫硫過(guò)程中生成物的處置分為拋棄法和回收法；二是，根據(jù)脫硫劑的形態(tài)分為干法和濕法。

拋棄法在技術(shù)上比較成熟，經(jīng)濟(jì)上也容易被接受。干法主要有活性炭法、金屬氧化物法、碳酸鹽法等。其是利用固體吸附劑或催化劑脫除煙氣中的SO2；濕法則是采用水或堿性吸收液或觸媒離子的溶液吸收煙氣中的SO2。濕法脫硫效率高，反應(yīng)速度也快，但生成物是液體或泥漿，處理較為復(fù)雜，而且煙氣在吸收過(guò)程中溫度降低較多，不利于高煙囪擴(kuò)散與稀釋。[3]且投資高、占地大、運(yùn)行費(fèi)用高，我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)能力難以承受。干法脫硫凈化后煙氣溫度降低很少，由煙囪排入大氣時(shí)利于擴(kuò)散，生成物容易處理，干法脫硫具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資省、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但目前此方法脫硫效率較低，吸收劑利用率低， 限制了此種方法的應(yīng)用，所以國(guó)內(nèi)外對(duì)干法脫硫的研究成為熱點(diǎn)。

1 我國(guó)煙氣脫硫現(xiàn)狀

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)燃煤電廠基本都配套建設(shè)了煙氣脫硫裝置，90%以上的機(jī)組都采用了石灰石-石膏法脫硫工藝。這種單一的濕法脫硫工藝化引起了脫硫副產(chǎn)物石膏大量產(chǎn)生，部分電廠脫硫石膏銷路不暢出現(xiàn)了大量堆積污染環(huán)境的問(wèn)題。同時(shí)脫硫廢水大量產(chǎn)生，廢水處理成本較高，使得脫硫經(jīng)濟(jì)效益并不理想。

隨著環(huán)保要求越來(lái)越高，許多電廠面臨脫硫工藝的改造，而技改場(chǎng)地受到限制，因此開(kāi)發(fā)符合我國(guó)國(guó)情的煙氣脫硫工藝具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

2 干法煙氣脫硫技術(shù)

2.1 噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)

噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)的概況

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法脫硫技術(shù)是20世紀(jì)80年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新興脫硫工藝。在美國(guó)，它已有16套設(shè)備投入運(yùn)行，在燃用西部煤地區(qū)，有逐漸取代濕式煙氣脫硫的趨勢(shì)。目前世界上裝有這種脫硫裝置是發(fā)電機(jī)組總?cè)萘恳殉^(guò)15000MW，已投入正常運(yùn)行的超過(guò)6000MW，單機(jī)容量超過(guò)500MW，但這些裝置主要用于燃用這低硫煤的電廠煙氣脫硫。近年來(lái)，正在進(jìn)行高硫煤的旋轉(zhuǎn)噴霧煙氣脫硫研究工作。

噴霧干燥法FDG系統(tǒng)主要由以下5部分組成：①吸收塔系統(tǒng)；②除塵系統(tǒng)；③霧化器及料漿制備系統(tǒng)；④干燥處理及輸送；⑤系統(tǒng)的運(yùn)行控制。

2.2 干法噴鈣類脫硫技術(shù)

干法噴鈣類脫硫工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，脫硫費(fèi)用低，Ca/S在2以上時(shí)，以石灰石和消石灰作吸收劑，脫硫率可達(dá)40%和60%。爐內(nèi)噴鈣工藝特別適用于老鍋爐的改造，但脫硫率不高，滿足不了歐洲及美國(guó)對(duì)新建鍋爐的排放要求，因而在這些國(guó)家，該工藝不用于新建鍋爐。

典型的爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫工藝主要有LIFAC、LIMB、LIDS三種。

2.3 循環(huán)流化床干法煙氣脫硫技術(shù)

國(guó)外排煙循環(huán)流化床脫硫（CFB-FDG）技術(shù)是20世紀(jì)80年代后期由德國(guó)Lurgi公司研究開(kāi)發(fā)的。該公司是世界上第一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐的開(kāi)發(fā)者，現(xiàn)又把循環(huán)流化床技術(shù)印染煙氣脫硫領(lǐng)域，取得了良好的效果。目前該技術(shù)的200MW干法循環(huán)流化床煙氣凈化系統(tǒng)已投入使用。德國(guó)的Wulff公司開(kāi)發(fā)的氣體懸浮吸收技術(shù)也得到了應(yīng)用。

華能邯峰電廠2×660MW機(jī)組，甘肅金川熱電廠2×150MW，山西榆社電廠2×300MW機(jī)組等采用循環(huán)流化床干法脫硫工藝，即CFB-FGD工藝，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保與經(jīng)濟(jì)的雙收益，為我國(guó)燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫采用干法脫硫技術(shù)提供了個(gè)很好的范例。

2.4 荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)

荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(shù)（CDSI）是每個(gè)阿蘭柯環(huán)境公司開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)脫硫技術(shù)。在美國(guó)，CDSI技術(shù)已應(yīng)用于112MW發(fā)電機(jī)組及瀝青窯爐的煙氣脫硫等工程項(xiàng)目。CDSI系統(tǒng)自1993年介紹到中國(guó)以來(lái)，已在德州熱電廠及杭州鋼鐵廠自備熱電廠上安裝了兩套CDSI裝置，第一套已于1995年下半年投入運(yùn)行，第二套在1996年底投入運(yùn)行。

2.5 干式催化脫硫方法

在催化劑作用下，可將SO2或H2S進(jìn)行凈化。催化氧化過(guò)程，可在煙氣和煙氣和催化劑接觸表面直接進(jìn)行，其副產(chǎn)品為硫酸。催化還原法則將SO2還原為H2S，再用克勞斯法回收硫。

2.6 其他干法和半干法脫硫技術(shù)

1）ABB公司的NID技術(shù)

2）粉煤灰干式煙氣脫硫工藝

3）堿性鋁酸鹽法

4）熔融鹽吸收法脫硫技術(shù)

5）氧化銅法

3 我國(guó)脫硫技術(shù)發(fā)展的發(fā)展方向

3.1 將國(guó)外引進(jìn)是發(fā)展我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)的重要途徑，但不是唯一選擇，應(yīng)避免重復(fù)引進(jìn)和盲目照搬的誤區(qū)

國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家成功應(yīng)用煙氣脫硫技術(shù)解決了二氧化硫污染的問(wèn)題，但不能否認(rèn)的是，這些脫硫技術(shù)是依賴高投入和高消耗才得以實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算國(guó)產(chǎn)化，對(duì)我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)說(shuō)，其投資和運(yùn)行費(fèi)用仍然很高，在我國(guó)這個(gè)有待發(fā)展的發(fā)展中國(guó)家的行不通的，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)狀況決定了我們不能照搬發(fā)達(dá)國(guó)家的治理模式。另外，發(fā)達(dá)國(guó)家選擇的脫硫技術(shù)也是依照本國(guó)的國(guó)情，如日本和德國(guó)采用“石灰石—石膏法”脫硫成功，是因?yàn)檫@兩個(gè)國(guó)家缺乏天然石膏資源，他們將副產(chǎn)石膏作為重要的石膏資源，解決了煙氣脫硫石膏的出路問(wèn)題，同時(shí)降低了脫硫成本。因此也應(yīng)根據(jù)我國(guó)具體國(guó)情開(kāi)發(fā)、選擇適當(dāng)?shù)拿摿蚣夹g(shù)。

3.2 在充分借鑒國(guó)外煙氣脫硫經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、符合中國(guó)國(guó)情的煙氣脫硫技術(shù)

通過(guò)學(xué)習(xí)、消化國(guó)外的先進(jìn)煙氣脫硫技術(shù)，探索中國(guó)自己的煙氣脫硫道路，必將涉及到觀念創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新，機(jī)制創(chuàng)新等多方面的問(wèn)題。從20世紀(jì)70年代第一批煙氣脫硫技術(shù)引進(jìn)以來(lái)，許多人已經(jīng)為我國(guó)的煙氣脫硫道路付出了艱辛的勞動(dòng)，也積累了許多寶貴的建議、經(jīng)驗(yàn)、成果和教訓(xùn)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真總結(jié)和思考，必將有利于加快開(kāi)發(fā)具有自主的、符合我國(guó)國(guó)情的煙氣脫硫技術(shù)。

3.3 經(jīng)濟(jì)化、資源化、綜合化、多元化是我國(guó)煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展的重要方向，也是采用高技術(shù)取代與改造傳統(tǒng)煙氣脫硫技術(shù)的必然選擇

中國(guó)可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的脫硫經(jīng)驗(yàn)及先進(jìn)的脫硫技術(shù)，進(jìn)行脫硫工程技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究和聯(lián)合攻關(guān)，盡快開(kāi)發(fā)出符合我國(guó)國(guó)情的脫硫技術(shù)；同時(shí)政府應(yīng)配套必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，以推進(jìn)我國(guó)的脫硫技術(shù)進(jìn)步和脫硫事業(yè)發(fā)展。只有這樣，并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不懈的不斷努力，才能有效控制我國(guó)二氧化硫污染。

有研究發(fā)現(xiàn)，改性高嶺土能夠用作煙氣脫硫劑。我國(guó)學(xué)者使用茂名高嶺土研究了一種新型催化劑，它能夠有效脫出煙氣中的SO2，而又避免了脫硫廢水的處理的問(wèn)題。

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[責(zé)任編輯：丁艷]