火電廠脫硫節(jié)能降耗技術(shù)的改進

郝曉軍 史育仕

摘要：火電廠是我國燃煤發(fā)電生產(chǎn)中的重要組成部分，為推動我國經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻，但其脫硫效率和脫硫過程中的節(jié)能效果不僅關(guān)系到國家的環(huán)境保護問題，同時也會對企業(yè)自身的長遠(yuǎn)發(fā)展帶來影響。因此，對火電廠脫硫過程中的節(jié)能問題加以關(guān)注，具有非常重要的意義。本文分析了當(dāng)前我國火電廠脫硫節(jié)能降耗技術(shù)更新和更新的主要措施。

關(guān)鍵詞：火電廠；脫硫節(jié)能；技術(shù)改進

我國煤炭資源豐富，而且絕大多數(shù)的煤炭都被用于火電廠發(fā)電。空氣污染物之一的二氧化硫是煤炭在燃燒過程中的伴生物。而環(huán)境問題是近幾年中國工業(yè)發(fā)展面臨的大難題，為此，火電廠企業(yè)為了全社會的福祉著想，也為了響應(yīng)國家的號召，必將在脫硫降耗的道路上有一番行動，盡量降低污染氣體二氧化硫的排放。

一、火電廠SO2污染概況

空氣中過多的二氧化硫會加劇酸雨的破壞力，這也是我國現(xiàn)階段面臨的嚴(yán)重問題。酸雨使植被破壞，水生生物種群變少，還會嚴(yán)重降低農(nóng)用土地的土壤質(zhì)量，使得農(nóng)產(chǎn)品大幅度減產(chǎn)，對人類生存的環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅。更重要的是，二氧化硫造成的酸雨對我們的身體也有不良的影響，比如脆弱的眼角膜和呼吸道黏膜，當(dāng)空氣中的二氧化硫濃度達到某一個值時，就會刺激到人的眼角膜和呼吸道，易誘發(fā)紅眼病和呼吸道感染，嚴(yán)重還將導(dǎo)致支氣管炎。由于火電廠排放的污染物二氧化硫是氣體，它的傳播幾乎不受地域的限制，這樣就導(dǎo)致我國幾乎超過一半的地區(qū)都面臨著嚴(yán)重的二氧化硫污染問題，而且很難治理。已經(jīng)發(fā)生的問題我們可能無法挽救，但是我們要學(xué)會從根本上解決問題，讓火電廠在以后的生產(chǎn)過程中盡可能少地排放二氧化硫。

二、火電廠二氧化硫污染現(xiàn)狀及存在的問題

由于火電廠在我國電力供應(yīng)中所占比例超過50%，因此，火電廠排放的二氧化硫也進一步加劇了酸雨的破壞力，導(dǎo)致我國超過半數(shù)的國土面積面臨著嚴(yán)重的硫化物污染問題，帶來短時間內(nèi)無法恢復(fù)的自然生態(tài)環(huán)境失衡，所以，從根本上減少二氧化硫排放，是降低大氣、水、土壤污染，以及保護生態(tài)種群多樣化的有效措施。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國火電廠的脫硫減排技術(shù)取得了巨大的進步，常用的脫硫技術(shù)如煙氣循環(huán)流化床、半干法、海水脫硫法和石灰石-石膏脫硫法等都有比較明顯的脫硫效果。而且，隨著各種節(jié)能生產(chǎn)工序的開發(fā)和引進，脫硫效率得到了大力提升。但是，脫硫的過程中也必然會帶來能源損耗，因此，為進一步提高脫硫效率，減少能源消耗，火電廠應(yīng)當(dāng)在當(dāng)前的技術(shù)基礎(chǔ)上做出進一步改善和提高，一方面降低二氧化硫的排放，另一方面則要將脫硫過程中造成的能源消耗降到最低。

在中國自70年代以來的煙氣脫硫設(shè)備從國外引進，但到目前為止，只有不到 1%的裝機容量和一些中小型燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫。

（1）脫硫成本和產(chǎn)物出路問題。由煙氣脫硫裝置，介紹了目前主要的問題是工廠建設(shè)和運營成本高，另一方面，當(dāng)前主要的煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用，在國內(nèi)和國外，無論是進口“石灰石-石膏法”，“旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法”，或簡單的國內(nèi)脫硫除塵一體化技術(shù)，因為產(chǎn)品沒有出路的問題。

（2）煙氣脫硫技術(shù)在國外本地化是一個重要的方式促進煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展，但不是唯一的方式，煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展在中國取得快速進步。提倡以濕式石灰石-石膏法為主的煙氣脫硫技術(shù)，通過引進國外制造業(yè)本地化的煙氣脫硫裝置，減少了煙氣脫硫裝置建設(shè)投資，降低脫硫成本。

三、火電廠脫硫節(jié)能降耗的主要技術(shù)與改進

1.濕式石灰石（石灰）石膏法煙氣脫硫工藝

該工藝將石灰石或者石灰漿液作為洗滌劑，于吸收塔中洗滌煙氣，以此祛除煙氣中的二氧化硫。這種技術(shù)的工藝流程一般為：首先，使經(jīng)過除過粉塵的煙氣由下往上進入吸收塔，同時令石灰石或石灰的漿液由上往下進行噴灑，使之與煙氣中的二氧化硫充分接觸發(fā)生反應(yīng)，生成沉淀物落入沉淀池；最后，經(jīng)過處理的干凈的煙氣排入大氣。值得注意的是，此方法中形成的沉淀物是含水亞硫酸鈣，極易結(jié)垢，并且這些副產(chǎn)品很難被再次收集利用。目前我國采取強制氧化的方法使亞硫酸鈣完全氧化生成石膏，使得脫硫的副產(chǎn)品可以被再次利用，具體方法就是在吸收塔下面的循環(huán)氧化槽中鼓入空氣。這種工藝技術(shù)比較成熟，脫硫效率很高，也是運用得最為廣泛的工藝，世界上約百分之九十的火電廠都采用此種方式進行脫硫。但是火電廠要想運用這種工藝，其就需要在前期投入較高的資金，還必須規(guī)劃較大的脫硫過程供地面積。

2.旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法（SDA）

這種方法的說話，原理是將石灰當(dāng)成硫化劑來形成煙氣的脫硫目的，這種方法在使用之前首先要消化石灰石，同時將其轉(zhuǎn)化為石灰槳。其次，與此同時，需要借助快速離心噴霧機將石灰變成細(xì)小的噴霧，然后與空氣當(dāng)中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成固定的物質(zhì)，最后被除塵器進行收集處理，相比較來說，這種方法使用起來比較成熟，而且脫硫的效率很高，最主要的是操作流程簡單，需要的操作范圍也比較小，在具體的操作過程當(dāng)中，也不會產(chǎn)生二次污染。

3.爐內(nèi)噴鈣與尾部增濕活化（LIFAC）

該工藝要在燃煤鍋爐里合適的溫度區(qū)域噴灑粉狀石灰石，同時在鍋爐后面的煙道里設(shè)置活化反應(yīng)器，然后在反應(yīng)器的入口處噴水，使水在反應(yīng)器中徹底變成水蒸氣，進而使得煙氣中的氧化鈣與水發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣可以用于脫硫，生成亞硫酸鈣，最終生成硫酸鈣。爐內(nèi)噴鈣與尾部增濕活化法的脫硫率不如上面兩種工藝，但是其工藝系統(tǒng)簡單，所需投資也不多，非常適合老機組進行改造投入使用。

4.電子束照射法

該技術(shù)主要是使用高能量的電子束照射煙氣，刺激煙氣中的水、氮氣和氧氣等分子生成具有強氧化性的自由基，使之與煙氣中的二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)繼而生成硫酸等酸性物質(zhì)，然后再噴入氨使之和酸性物質(zhì)發(fā)生接觸，并進一步生成較為穩(wěn)定的硝酸銨以及硫酸銨固體顆粒，用除塵器吸收顆粒并收集，用作混合化肥生產(chǎn)原料。這種方法不僅可以脫硫，更可以脫硝，使用程序比較簡單，而且其生成物經(jīng)過化學(xué)處理后可用作農(nóng)業(yè)種植。但是缺點是前期資金投入較高，對電能的消耗也比較大，用氨水做吸收劑，也需要一筆較大的成本投入，因此，這種方法推廣程度相對不高。

5.回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫

這種技術(shù)一般來說是像石灰粉，已及時將液作為吸收劑，主要的操作方法首先是從底部開始對沒有經(jīng)過處理的煙氣使其倒流吸收到回收塔中，在回來的過程當(dāng)中進行加速處理，形成流化床，灰粉末產(chǎn)生摩擦，形成流化床。然后降低其反應(yīng)溫度，使得二氧化硫與煙體中的顆粒物發(fā)生反應(yīng)，最后實現(xiàn)分離，以此來凈化煙氣，最后將潔凈的煙氣排放到空氣當(dāng)中，這種方法的效果比較明顯，而且工藝相對比較簡單，在回流式循環(huán)流化床脫硫技術(shù)當(dāng)中是一種比較常用的選擇方式。

四、結(jié)束語

總之，在經(jīng)濟快速發(fā)展和全球化飛快推進的今天，我國的經(jīng)濟發(fā)展、國家建設(shè)需要更多的能源，電力的消耗增多也是難以避免的。而經(jīng)濟的發(fā)展也帶來了環(huán)境的壓力，如何保持經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的同步發(fā)展是當(dāng)前火電廠需要考慮的首要問題之一，其中，技術(shù)的改進、科技的發(fā)展是降低火電廠硫化物污染的重要途徑，而企業(yè)在改進技術(shù)的過程中要綜合考慮脫硫效率和能源消耗，盡量降低成本，提高脫硫效率，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的雙贏。

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