燃煤電廠的脫硫探討

摘 要：我國燃煤電廠排放的二氧化硫占全國二氧化硫總排放量的很大比例，大氣是人類賴以生存的基本環境要素，它給人類制造出了一個適宜的生活環境，抵擋大量的紫外線照射到地球，保護人類和生物生存的基本條件。但隨著人類社會的不斷發展，生活水平的不斷提高，大氣的質量卻每況愈下。尤其是大量的燃料的燃燒、工藝廢氣和汽車尾氣的排放已使大氣環境不堪重負，其中的污染物以二氧化硫和氮氧化物為主。 酸雨是由于工業高度發展而出現的副產物，由于人類生存發展需要大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，燃燒后產生的硫氧化物以及氮氧化物在大氣中經過復雜的化學反應后，形成硫酸或硝酸氣溶膠，在大氣層被云或雨或雪或霧捕抓吸收，降落到地面時稱為酸雨。我國的脫硫技術發展的比較緩慢因此酸雨主要原因是大量燃燒含硫量高的煤而形成的。本文將就一些燃煤脫硫的關鍵技術進行探討，并對我國的現狀進行分析。

關鍵詞：燃煤；電廠；脫硫；污染；防治；

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-12-00-02

一、燃煤電廠脫硫方式概述

（一）燃燒前脫硫技術

以前燃燒前脫硫是采用物理、化學或生物方法將煤中硫脫除，工藝投資大、成本高，尚未積極推廣應用。近幾年隨科學技術發展，人們提出要從源頭控制二氧化硫，主要方法是洗煤和集成煤氣聯合循環技術（IGCC）。

高硫煤禁止開采，中硫礦必須詵選，這是從源頭解決脫硫問題，可有效控制二氧化硫。發達國家80%-90%的煤炭都經詵選，一方面脫掉煤中硫，另一方面提高資源利用，減少運輸量。為了控制二氧化硫，國家應全力支持煤礦建設詵煤廠，減少燃煤電廠對周圍環境的污染。

20世紀未開發的集成煤氣聯合循環技術，將煤氣化，然后煤氣燃燒推動燃氣透平進行發電。這種技術優點：熱效率高，煤中硫可脫掉98%，二氧化碳可以回收，產生固渣很少，同時技術上成熟，可以大規模生產。

多聯產煤綜合利用系統是一個獨創的熱力循環系統，它將煤的氣化爐和粉煤燃燒鍋爐聯合組成一套流化床循環系統，其鍋爐燃燒效率可達88%，并用蒸汽透平取代燃氣透平，是一項煤清潔生產工藝。

（二）燃燒中脫硫技術

燃燒中脫硫是指燃燒與脫硫同時進行。它除了脫硫減少二氧化硫排放，還能提高熱效率，降低燃料消耗，目前比較成熟有硫化床燃燒脫硫技術和爐內噴鈣技術。

流化床燃燒脫硫技術分循環流化床燃燒技術（CFBC）和增壓流化床燃燒技術（PFBC）。CFBC是將煤從吸附床加入燃燒室的床層，在常壓下從爐底鼓風成流化燃燒，增壓流化床原理與常壓流化床類似，只是燃燒室內壓力為8-15個大氣壓。爐內噴鈣技術工藝簡單、費用低，脫硫率高。我國流化床燃燒技術研究已取得較大進展，有待于國產化成熟后推廣應用。

（三）燃燒后脫硫技術

燃燒后脫硫技術是指對燃燒裝置排出的煙氣脫去二氧化硫的技術。這類方法很多，國際上一些發達國家積極開展煙氣脫硫新技術，該技術脫硫率高，運行可靠，便于工業化。隨著技術發展，脫硫裝置的費用不斷降低，工藝日益完善，占地減少，成為先進、高效、低價的脫硫技術。煙氣脫硫技術被廣泛應用。

1、濕法脫硫技術

一些發達國家對發電廠煙氣脫硫大都用濕法脫硫 技術，濕法脫硫技術大部分用石灰-石膏法，、脫硫效率高；吸收劑利用率高；設備運轉效率高。新的一代濕式石灰-石膏法工藝有三大特點：①采用控制氧化法，即采用強化氧化和抑制氧化兩種手段來控制亞硫酸鹽的氧化率，可大大減少堵塞，結垢和腐蝕等問題。②提高煙氣流速，使煙氣流速提高到5.5-6.0m/s，比常規煙囪流速加快約一倍，這樣可增加脫硫過程的傳質速率，使全套工藝的設備，能耗和占地都比原來減少。③開拓新型的噴淋設備，新設計的噴嘴其有低壓降、高密度特性，由此可減少噴霧層數，降低吸收塔的高度，減少成本。

目前正在進一步開發簡化工藝系統新工藝，將煙氣流速提高到10m/s。并采用新型吸收塔體積小，占地少，更適合老機組改造。

2、海水煙氣脫硫技術

建在海邊的發電廠在處理煙氣中二氧化硫過程中常采用海水煙氣脫硫技術。此技術用海水作為吸收劑，由于海水的堿度能吸收二氧化硫，海水的堿度越高，吸收二氧化硫量就越多。吸收二氧化硫后海水經空氣曝氣處理，吸收液呈一定酸性，用pH8的海水中和后可直排入海中，對海域生態環境不造成二次污染。該工藝脫硫率高，易于操作，脫硫費用低，有實用性。

3、電子束煙氣脫硫技術

電子束煙氣脫硫技術是利用電子加速器產生的電子束幅照煙氣，在有氨存在條件下，將煙氣中二氧化硫和氮氧化物轉化為硫氨、硝氨，脫除率分別為90%和80%以上。此項工藝流程簡單，運行可靠，操作方便，無堵塞、腐蝕和泄漏等問題。它是一種不產生二次污染的新脫硫技術。

4、氨法脫硫：利用氨氣和氨水與二氧化硫和氮氧化物反應

氨法脫硫：利用氨氣和氨水與二氧化硫和氮氧化物反應，起到脫硫、脫硝的作用。也是先用水溶解SO2、NO、NO2，形成HSO3、HSO4、HNO3，然后與NH3及氨水發生化學反應：H2SO4+NH3=（NH4）2SO4，HNO+NH3=NH4NO3，SO2+H2O+1/2O2=（NH4）2SO4。H2SO3+NH3=（NH4）2SO3，（NH4）2SO3+H3O+SO2=2NH4HSO3，NH4HSO3+NH3=（NH4）2SO3

二、我國燃煤電廠脫硫存在的問題

我國從70年代開始引進國外煙氣脫硫成套裝置，但迄今為止，僅有不到1%裝機容量的火力電廠和少數中小型鍋爐實施煙氣脫硫。

（一）脫硫成本和產物出路問題

由國外引進的煙氣脫硫裝置，目前存在的主要問題是裝置建設和運行費用高，另一方面，國內外目前應用的主要煙氣脫硫技術，無論是國外引進的“石灰石—石膏法”、“旋轉噴霧干燥法”，還是國內的簡易脫硫除塵一體化技術，都存在因產物無出路的問題。

（二）將國外煙氣脫硫技術國產化是發展我國煙氣脫硫技術的重要途徑，但并不是唯一道路，我國在發展煙氣脫硫技術方面有了較快進展。提倡以“濕式石灰石—石膏法”為主引進國外煙氣脫硫技術并通過國產化制造煙氣脫硫裝置，降低煙氣脫硫裝置建設投資，減小脫硫成本的呼聲甚高。

三、結語

隨著經濟全球化不斷加劇，我國現代化建設中，燃煤電廠也需要越來越多的能耗，在環境保護變得尤為重要的現在，我們更需要更好的處理燃煤電廠的脫硫處理，這樣既降低了企業成本，對于推動我國電力事業可持續發展及環境保護都有重要的意義。

參考文獻：

[1]秦華軍，趙海紅，孫文松等.燃煤脫硫技術研究現狀[J].華北工學院學報，2003，24（6）：432-434.

[2]傅康，周俊虎，黃鎮宇等.燃煤脫硫技術的研究進展[J].鍋爐技術，2003，34（4）：72-76.

[3]姜彥立，周新華，郝宇等.國內外燃煤脫硫技術的研究進展[J].礦業快報，2007，26（1）：7-9，47.