循環流化床鍋爐脫硫技術工藝路線選擇

滕東風

(同煤廣發化學工業有限公司，山西 大同 037000)

引 言

我國是產煤大國，并且也是用煤大國，有大量的火電廠和煤化工企業。煤炭燃燒不可避免產生環境污染，為了達到經濟發展與環保共同進步的目的，根據最新國家環保要求，必須采用與本地區實際情況相適宜的脫硫方法。目前工業應用較為成熟鍋爐脫硫工藝根據脫硫劑反應部位可分為爐內脫硫與爐外脫硫，爐內脫硫目前成熟的只有爐內噴鈣法。爐外脫硫技術可分為濕法、半干法、活性焦法。

1 各種脫硫方法技術脫硫原理及脫硫效率對比

1.1 爐內噴鈣

爐內噴鈣是將脫硫劑與燃料煤同時進入爐膛內燃燒，脫硫劑可以選擇石灰石或者生石灰，二者最終反應機理相同，均是CaO與SO2反應，爐內噴鈣法由于為氣固反應，反應較慢，為保證脫硫效率，需較高的鈣硫比，其鈣硫比一般為2.2～2.5，脫硫效率一般也不會超過80%。

1.2 濕法脫硫

濕法脫硫較為常用的為石灰石-石膏法與氨法。石灰石-石膏法采用將石灰石漿液噴入脫硫塔內與煙氣反應，反應產物為石膏。氨法是將20%濃度的氨水噴入脫硫塔內與煙氣反應，產物為亞硫酸氨和亞硫酸氫氨。濕法脫硫是目前應用最為廣泛的方法，脫硫效率可達95%以上。

1.3 半干法脫硫

半干法是將生石灰與水反應生成的氫氧化鈣噴入脫硫塔內與煙氣反應，產物為硫酸鈣與亞硫酸鈣，鈣硫比一般為1.3～1.5，脫硫效率90%以上。

1.4 活性焦法脫硫

活性焦法是采用活性焦的物理吸附功能將煙氣中的SO2進行物理吸附，再將活性焦升溫，將SO2解析出來，解析出來的高濃度SO2尾氣可以用堿液吸收，也可以制濃硫酸。其脫硫效率可穩定保證95%以上。

2 鍋爐脫硫工藝選擇側重點

根據國家最新環保要求，鍋爐煙氣排放SO2濃度要求為<35 mg/m3，所以只采用爐內噴鈣法由于脫硫效率低，一般不能達到國家標準，故需增建爐外脫硫裝置，爐內噴鈣可與爐外脫硫配合使用。

2.1 環保趨勢方面選擇

濕法是工業脫硫推廣最早的工藝，但面臨的最大問題是無法很好適應將來的環保趨勢。

1) 濕法對重金屬及二惡英脫除效率是很低的，此外還會有大量的三氧化硫排向大氣。最新的環保要求已經加入了對重金屬汞的脫除要求，下一步極有可能要加強對二惡英的排放要求，濕法工藝要滿足環保趨勢，必須再增加價格不菲的濕式電除塵器；

2) 目前國家許多地區已開始要求濕法煙羽脫白，必須要加GGH換熱器；

3) 濕法的廢水處理現在是一個難點，許多企業的原有污水處理系統無法接收脫硫廢水，目前通用辦法是增建蒸發塔，將脫硫廢水打入高溫煙氣蒸發處理，但污染物其實轉移到了煤粉灰當中，如果國家政策進一步嚴格規范要求，需新建處理系統難度大，投資及處理費用都很高。

半干法排煙溫度高，無煙羽；無廢水產生，并且可以有效脫除二惡英，是近幾年的主流脫硫工藝。主要問題是脫硫效率，一般可以穩定在93%，如果燃燒高硫煤種，可能需配合爐內脫硫。

活性焦法是可以完全滿足現行環保要求及將來環保趨勢的。但是活性焦法在釋放塔需要穩定熱源持續加熱，如有可燃廢氣比較可行，其余加熱方案運行費用非常高。所有目前活性焦法在冶金行業推廣較好。

2.2 投資費用及運行成本選擇

目前三種方法濕法投資費用最低，半干法是濕法投資的1.5倍，活性焦法是濕法投資的3倍。但是如果加設煙羽脫白、蒸發塔和濕式除塵器，濕法投資費用反而要略高于半干法。

在不考慮副產物經濟價值前提下，半干法比濕法石灰石-石膏法運行成本高30%，活性焦是石灰石-石法的1.5倍。濕法中的氨法適用于本廠或者附近有廢氨水的工廠，如果購買成品氨水，其運行費用是非常巨大的。

2.3 副產物經濟價值分析

濕法中石灰石-石膏法的副產物為石膏，可以做建材及水泥填料等。半干法產物為亞硫酸鈣與硫酸鈣混合的粉末，可以做水泥填料及空心磚，經濟價值不及石膏。活性焦法副產物為濃硫酸，經濟價值最高，但是由于其品質問題只能應用與工業硫酸。

3 總結

根據以上分析，企業應該將本單位實際情況與各種工藝優缺點相結合進行選型。如果煤種穩定于低硫煤，可以選擇半干法，相應可以配備爐內脫硫設備預防燃煤品種變化引起的排放超標問題，如果燃燒中硫煤種，應該選擇濕法保證排放，為了適宜環保要求可以加設濕式電除塵器等后處理設備。如果可以找到穩定熱源，并且有用酸的下游企業，可以選擇活性焦法。