關于燃煤電廠脫硫技術及脫硫工藝選擇探討

李萍 李曉鵬

（山東智和信能源科技有限公司 山東濟南 250000）

關于燃煤電廠脫硫技術及脫硫工藝選擇探討

李萍 李曉鵬

（山東智和信能源科技有限公司 山東濟南 250000）

煙氣脫硫技術具有成本低、處理能力高、效率高的優點，被廣泛應用于燃煤電廠、燃煤電廠通過煙氣脫硫技術的應用控制二氧化硫的排放量。煙氣脫硫技術有多種類型，不同的煙氣脫硫技術具有不同的特點，燃煤電廠應結合企業的實際生產和經營，選擇合適的煙氣脫硫技術，最大限度地控制二氧化硫的排放，提高燃煤電廠的經濟效益、環境效益和社會效益。

燃煤電廠；脫硫技術；工藝選擇

1 燃煤電廠煙氣脫硫技術的一般情況

1.1 國外電廠煙氣脫硫技術的發展概述

在21世紀初期階段，燃煤電廠煙氣脫硫技術產生。人們花費了將近20年的時間對這一技術進行研究。一些工業發達的國家內，燃煤電廠煙氣脫硫技術裝置的應用發展速度較快，例如，部分西歐國家以及美國等，均投入了大量的人力、物理和財力進行燃煤電廠煙氣脫硫技術的研究和開發，并形成了自身獨有的特點。

1.2 國內電廠煙氣脫硫技術的發展現狀

當下，我國對這項技術的投資還難以達到發達國家的水平，此外，我國對這項技術的研究始終處于摸索階段，對二氧化硫的治理方面起步太晚，所以，部分國內的燃氣電廠在實施煙氣脫硫過程中，其裝置只能對很小的煙氣量進行處理，技術不夠成熟，大多數電廠實施煙氣脫硫時也是實驗形式，或者將國外技術進行引進。

2 燃煤電廠煙氣脫硫工作原理

據環保部門的資料顯示，2014年我國燃煤電廠的二氧化硫排放量超過1500萬t，煤炭消耗量約9.3億t。當前，燃煤電廠排放二氧化硫主要分為三個階段：燃燒前、燃燒中和燃燒后，而燃燒后階段的脫硫是燃煤電廠控制二氧化硫排放量最有效的方式，這種脫硫技術在國外很多發達國家應用也比較廣泛。燃煤電廠煙氣脫硫工作原理主要是利用堿性物質和酸性物質發生中和反應，二氧化硫是酸性物質，和堿性物質發生化學反應后生成硫酸鹽或者亞硫酸鹽，以此從煙氣中脫除二氧化硫。

3 燃煤電廠煙氣脫硫技術分析

3.1 濕法煙氣脫硫技術

（1）石灰石-石膏法。石灰石-石膏法工藝是世界上應用最廣泛的一種脫離技術，在日本、美國等國家火力電廠煙氣脫硫裝置約90％采取該工藝。其原理是利用二氧化硫與碳酸鈣及氧氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣飽和析出，濃縮、脫水后排放到指定地點，通過循環泵反復循環使吸收劑利用效很高，脫硫率可大于95％。主要特點，技術普及率高市場占有率95％，運行可靠技術成熟度高；脫硫效率好超過95％，鈣硫比較低可到1.02～1.03；機組負荷變化適用范圍廣，可滿足機組15～100％負荷變化范圍內穩定運行，建議用于大中型新建或改造機組；副產品純度高，可生產高純度石膏，進一步降低脫硫成本；對煤含硫率要求低1～3％含硫率都能夠適應，實用性較強。

（2）海水洗滌法。即海水堿度來對煙氣進行脫硫處理，處理時將煙氣通入到吸收塔內部，利用大量海水進行噴流洗滌，除去煙氣中含有的SO2，最后對凈化處理后的煙氣進行除霧、升溫由煙囪排出。

3.2 爐內噴鈣后增濕活化法

處理第一階段，選擇石灰石粉作為吸收劑，利用壓縮空氣將其噴入到爐膛850～1150℃溫度區域，受熱分解后生成CaO與CO2，并且CaO可以與CO2反應生成亞硫酸鈣，最終被氧化成為CaSO4。此類反應需要在氣固兩相中完成，受傳質過程限制，反應速度緩慢，實際上吸收劑能夠利用效率十分有限。第二階段，選擇霧狀方式將增濕水噴入尾部增濕活化反映其內，使其與將內部未發生反應的CaO發生反應，最終生成Ca（OH）2，并與煙氣中硫發生二氧化硫反應。

3.3 煙氣循環硫化床法

此種方法選擇用干態消石灰粉為吸收劑，處理時將鍋爐排出未處理的煙氣通入到吸收塔內，在進入時需要通過吸收塔細部文丘里裝置，會與吸收劑粉末相互混合，兩者之間產生距離摩擦形成流化床。然后向其中噴入均勻水霧，來進行降溫，同時吸收劑會與煙氣內SO2反應生成CaSO3與CaSO4。脫硫處理后攜帶大量固體顆粒的煙氣會從吸收塔定排出，然后進入到除塵器進行處理，最終可以將固體顆粒分離出來，返回到吸收塔內重新利用。

3.4 脫硫新工藝——煙氣生物脫硫

（1）二氧化硫吸收

對二氧化硫進行洗滌主要是利用碳酸氫鈉沖溶液制作成洗滌液。對二氧化硫進行吸收時的方程為：SO2+Na++HCO3-→HSO3-+Na++CO2。

因為煙氣中含有氧元素，并且有由亞硫酸鹽氧化而成的硫酸鹽，其生成公式為：

在中溫條件下和常壓的條件下，硫酸鹽和亞硫酸鹽在反應器中使其還原為硫化物，最后使其氧化成具有一定價值的副產物單質硫。

（2）硫酸鹽還原

BioDeSOx在第一反應過程中屬于亞硫酸鹽和硫酸鹽的厭氧還原生成的硫化物。其反應公式為：

這一公式中的COD是硫酸鹽還原菌完成后，還原反應所需要的厭氧環境，其被稱為外加碳源，也就是“電子供體”。

（3）硫化反應的公式如下：

反應過程中的單質硫和堿同時產生反應。在硫酸還原反應過程中，利用再生氫氧根，進而產生二氧化碳，使碳酸氫鹽堿度量得到保障。

（4）最后，利用所形成的單質硫對淀粉進行分離，使含有再生堿液的上氫液回到洗滌塔中，利用其吸收煙氣中硫氧化物。

4 脫硫工藝選擇方法探討

脫硫工藝有很多種，對于具體的燃煤電廠而言，其在選擇脫硫工藝時除了需要參考相關的技術指標外，還必須懂得運用一些科學的選擇方法，以確保最終選擇的脫硫工藝具有良好的適用性。脫硫工藝的選擇方法主要包括以下幾種：

4.1 專家會議法

通過專家開會討論的方式來確定最佳的脫硫工藝方案。

4.2 層次分析法

將脫硫工藝的選擇因素進行分層，并根據實際情況對每種因素附加權重，以確保最終所選工藝方案的合理性和適用性。

4.3 灰色綜合評價

利用系統分析方法，對脫硫工藝進行半定性半定量的評價。

5 結束語

隨著國家對清潔能源的發力扶持發展，火電廠應提升自身硬件技術設施等方面來降低有害物質的排放同時實現經濟效益的提升，選擇適當的技術是實現效益的前提。本文結合四種廣泛應用的煙氣脫硫技術，為電廠煙氣脫硫技術的選擇提供參考依據。

[1]唐志軍.電廠煙氣脫硫脫硝技術的研究發展論述[J].資源節約與環保，2015（11）：22+25.

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1004-7344（2016）36-0244-01

2016-11-5