燃煤電廠煙氣脫硫除塵技術研究

張曉鵬

摘 要： 改革開放以來，我國工業得到迅速發展，一方面促進了我國經濟的發展，另一方面工業廢棄物的排放加重了城鎮環境的污染，如，硫化物、氮化物、碳化物等，如不進行有效處理，將對生態環境及生命健康造成嚴重危害。近年來，燃煤電廠借鑒國外煙氣脫硫除塵技術的應用，總結出適合國內燃煤電廠應用的煙氣脫硫除塵技術，主要包括濕法煙氣脫硫除塵技術、干法及半干法煙氣脫硫除塵技術，能夠有效地將二氧化硫吸收，達到良好的除塵效果。

關鍵詞：燃煤電廠 煙氣脫硫除塵技術 原理 應用

中圖分類號：X701.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）07-0294-01

前言

燃煤電廠供電原理是將煤炭燃燒產生的熱能轉化為電能，煤炭的燃燒會產生大量的煙氣，煙氣的主要成分為二氧化硫，如不進行處理吸收，排放到空氣中會造成嚴重的空氣污染，對人身體健康構成威脅。燃煤電廠煙氣脫硫除塵技術的有效應用能夠將煙氣中的二氧化硫與堿性物質發生化學反應生成鹽類物質，從而降低環境污染。本文將對煙氣脫硫除塵技術的工作原理進行簡單介紹，并對多種煙氣脫硫除塵技術的具體應用進行分析，以提供參考。

一、煙氣脫硫除塵技術原理

據調查統計，2004年我國燃煤電廠約消耗煤炭8.4億噸，煙氣排放量約為1100萬噸，煙氣的主要成分為二氧化硫。依據國外先進的煙氣脫硫除塵技術的有效應用，目前燃煤電廠最有效的除塵方法就是對煤炭燃燒后產生的煙氣進行脫硫，煙氣中二氧化硫是一種酸性物質，煙氣脫硫除塵技術的應用原理就是將二氧化硫與堿性脫硫劑混合發生中和反應，生成鹽類物質，從而降低二氧化硫的排放，避免大氣污染[1]。該技術能夠最大程度地吸收二氧化硫，根據脫硫劑的干濕狀態，可分為濕法煙氣脫硫除塵技術和干法、半干法煙氣脫硫除塵技術。

二、煙氣脫硫除塵技術的具體應用

1.濕法煙氣脫硫除塵技術

濕法煙氣脫硫除塵技術是指能夠與二氧化硫發生中和反應，達到吸收二氧化硫作用的脫硫劑為液態形式。包括石灰石漿液煙氣脫硫技術、氨水溶液煙氣脫硫技術、海水煙氣脫硫技術。濕法煙氣脫硫除塵技術具有較高的原料利用率，原料成本低，吸收效果顯著，是應用比較廣泛的一種煙氣脫硫除塵技術。但在使用該技術進行煙氣脫硫時，應對其脫硫產生的廢棄物進行有效處理，以避免產生二次污染。除此之外，也要定期對脫硫設備進行養護，以避免物質之間的化學反應對設備的腐蝕，影響設備使用壽命。

2.石灰石漿液煙氣脫硫技術

石灰石漿液煙氣脫硫除塵技術是以石灰石粉末與水混合形成的漿液為主要脫硫劑，將石灰石以噴淋的方式接觸煙氣，同時向設備中引入空氣，石灰石漿液與煙氣中的二氧化硫充分反應生成亞硫酸鈣（CaSO3），亞硫酸鈣又與空氣中的氧氣接觸被氧化生成硫酸鈣（CaSO4），最終的脫硫廢產物即為硫酸鈣，不揮發有害物質，不會對空氣造成污染，從而達到煙氣脫硫除塵的目的[2]。由于石灰石在我國比較容易獲取，成本較低，性質穩定，且該技術的對石灰石的利用率較高，因此，在煙氣脫硫除塵技術中被得到廣泛應用。

3.氨水煙氣脫硫技術

氨水煙氣脫硫技術的脫硫原理與石灰石漿液煙氣脫硫技術相似，以氨氣與水的混合溶液—氨水作為脫硫劑，氨水與煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸銨（（NH4）2SO3），亞硫酸銨再與空氣中的氧氣接觸被氧化生成硫酸銨（（NH4）2SO4），最終生成的硫酸銨即為脫硫產物，而硫酸銨又是制成農業肥料的重要成分，可將脫硫副產物進行二次利用，提高了氨水的利用率。氨水煙氣脫硫除塵技術與石灰石漿液煙氣脫硫除塵技術相比，在反應速率上更快，脫硫設備造價低。除此之外，還也可應用于工業脫硝技術中，應用后無廢水、廢渣產生。

4.海水煙氣脫硫技術

海水煙氣脫硫除塵技術也是濕法煙氣脫硫除塵技術中的有效方法之一，該技術以海水作為脫硫劑。海水中含有一定的堿性物質，且含水量較高，該技術比較適用于距離海水較近的燃煤電廠，以提供足量的海水資源，降低煙氣排入海水的成本。其原理為：二氧化硫氣體融入海水中，生成亞硫酸鹽，再將溶液引入曝氣池，同時向曝氣池內引入空氣，亞硫酸鹽中的亞硫酸根（SO32-）被空氣氧化成硫酸根（SO42-），生成硫酸鹽溶液[3]。此中技術無需特制脫硫劑，直接以海水作為脫硫原料，應用成本非常低，且脫硫副產物可直接排入海中，避免水的污染，該技術適用于建立在海邊的燃煤電廠。

5.干法、半干法煙氣脫硫除塵技術

干法、半干法煙氣脫硫除塵技術是指應用該技術后，最終的脫硫副產物為干態或半干態形式。包括旋轉噴霧器噴霧干燥脫硫技術、爐內噴鈣加濕脫硫技術、流化床循環脫硫技術以電子束輻照脫硫技術。

6.旋轉噴霧器噴霧干燥脫硫技術

旋轉噴霧器噴霧干燥脫硫技術是半干法脫硫技術的一種，該項脫硫技術由美國和丹麥聯合研發出來的，與濕法脫硫除塵技術相比，其應用的設備比較簡單，應用成本低，逐漸被應用到國內的燃煤電廠煙氣脫硫除塵技術中，并得到了不斷的創新，使其應用更加廣泛。我國山東濰坊電廠對該項技術進行了有效應用，并受到了良好的效果，為山東濰坊電廠脫硫除塵工作節約了成本，據調查統計，應用該項脫硫除塵技術后，山東濰坊電廠2013年度煙氣排放量同比降低了34.5%。該項技術的脫硫原理為：將脫硫劑利用旋轉噴霧器進行霧化，與吸收塔內的二氧化硫發生反應，由于該化學反應是吸熱反應，能夠吸收反應物及生成物中的熱量，使水分蒸發，形成半干態形式的脫硫副產物。該技術以石灰石作為脫硫劑，石灰石經旋轉噴霧氣霧化后可形成粒徑績效的霧化顆粒，能夠充分地與煙氣中的二氧化硫反應，且反應迅速，能夠吸收大量的熱量，提高脫硫效率。

7.爐內噴鈣加濕脫硫技術

爐內噴鈣加濕脫硫技術是在傳統的爐內噴鈣技術的基礎上研發出的一種干態煙氣脫硫除塵技術。傳統的爐內噴鈣脫硫技術的除塵效率約為15%～20%，爐內噴鈣加濕脫硫技術是在除塵裝置中加設一個加濕裝置，通過噴水加濕，有效的提高化學反應速率，使除塵效率達到60%～65%，該種脫硫技術設備利用率較高，設備造價低，但與濕法脫硫除塵技術相比，除塵率較低。我國長山熱電廠就對該項技術進行了應用，應用效果良好。

8.流化床循環脫硫脫硫技術

流化床循環脫硫脫硫技術是借助循環流化床的導熱和導質特性，將石灰石加入到循環流化床中，通過石灰石與二氧化硫的反應達到脫硫目的，再吸收二氧化硫的同時，循環流化床的導熱和導質性能可以同時除掉氯化氫和氟化氫等有害物質[4]。循環流化床的導熱性可對反應溫度進行循環控制，使反應在最佳的溫度下進行，提高原料利用率。該項技術工藝簡單，設備造價低，脫硫副產物為干態，無有害物質排出。我國井岡山電廠就引進了循環流化床，并將其應用到脫硫除塵技術中，收到了顯著效果。

9.濕式電除塵器

濕式電除塵器在燃煤電廠中得到廣泛的應用，改設備主要是用來處理微顆粒、微量粉塵等，可以有效去除含濕氣體重的酸霧、塵、氣溶膠、PM2.5、臭味、水滴等有害物質，是燃煤電廠煙氣脫硫除塵中較為理想的設備。

三、結語

總之，我國燃煤電廠分布較多，每年所需燃燒的煤炭量巨大，煤炭燃燒排放的大量煙氣及粉塵是造成空氣污染的主要原因之一，二氧化硫的排放導致酸雨的形成，對植物及建筑物的危害極大。因此，我國燃煤電廠應尋找有效的煙氣脫硫除塵技術，借鑒國外的先進煙氣脫硫除塵技術創新出適用于國內燃煤電廠的煙氣脫硫除塵技術，促進經濟與社會的可持續發展。

參考文獻

[1]李嬌.循環流化床鍋爐燃煤技術熱電廠生命周期評價[D]. 大連理工大學 2013

[2]曹辰雨，李貞，任建興，李芳芹，吳江.燃煤電廠除塵設備除塵性能的分析與比較[J]. 上海電力學院學報. 2013（04）

[3]許月陽，薛建明，管一明，王宏亮，劉濤.燃煤電廠應對新標準二氧化硫控制對策研究[J]. 中國電力. 2012（04）

[4]許建華.基于熵權未確知測度模型的煙氣脫硫技術綜合評價[J]. 華北電力大學學報（自然科學版）. 2015（03）