燃煤電廠的脫硫技術

王義 劉維超 項營

摘 要：隨著當前各國經濟的不斷發展，地球上的資源越來越短缺，而環境的污染問題卻越來越嚴重。污染問題最為嚴重的就是燃煤電廠所排放的廢氣，如果不采用先進的技術進行處理，就很容易會導致對生態環境的極大破壞。本文就燃煤電廠的脫硫技術進行分析。

關鍵詞：燃煤電廠;脫硫;技術

引言

燃煤電廠的廢氣排放也已經成為我國環境污染的最大源頭。目前，我國正抓緊研究廢氣的脫硫技術來減少廢氣的排放，以減少燃煤電廠在造福人類的同時對環境的污染。

一、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

與歐美等發達國家相比，我國燃煤電廠的脫硫技術起步較晚，基礎也較為薄弱，主要是通過對國外相關技術的引進和改造發展而來的。這一方面促使了我國燃煤脫硫技術和工藝的發展，但同時也造成了我國的脫硫技術缺乏一定的自主創新性。對于燃煤電廠而言，其脫硫過程主要涵蓋以下三個階段：燃燒前的脫硫、燃燒中的脫硫以及燃燒后的脫硫。對于燃燒前脫硫來說，通常是指采用一定的技術措施來對煤炭進行脫硫處理，其脫硫效果將對后續的工作質量產生重要影響。目前采用較為廣泛的燃燒前脫硫技術主要有化學法、物理法和微生物法。對于燃燒中脫硫來說，主要是通過應用流化床燃燒脫硫法來實現的。這一階段的脫硫技術在整個脫硫工藝中也占據著重要的地位。至于燃燒后脫硫則主要是指對燃燒后的排放煙氣進行處理，待煙氣中的SO2成分被有效降低后再進行排放。此階段常用的脫硫方法包括干法、半干法和濕法等。對于我國的燃煤電廠來說，絕大多數采用的都是石灰石-石膏濕法，這種方法不僅脫硫效率較高，而且應用成本也相對較低。此外，對于一些靠近沿海的燃煤電廠，在實際生產過程中還采用了海水脫硫法。與其他脫硫工藝相比，海水脫硫法充分利用了海水的堿性來實現了對SO2的吸收，具有脫硫效果好、成本低等方面的優勢，缺點是受到地域限制，分布在內陸的燃煤電廠通常無法進行應用。

二、石灰石石膏法煙氣脫硫工藝

2.1工藝原理

石灰石——石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術，日本、德國、美國的火力發電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成二水石膏。

2.2工藝流程

采用石灰石石膏法煙氣脫硫工藝進行脫硫過程中，煙氣經氣氣換熱氣裝置的溫度降到100℃以后，進入脫硫塔。這時，煙氣在脫硫塔的噴霧區吸收并產生氧化反應，在這一過程中發生冷卻，通過夾帶的液態漿體將其和煙氣進行分離，最終落入到脫硫塔的循環池內。塔內循環噴出的脫硫劑漿液將煙氣中的二氧化硫吸收，這時的煙氣溫度一般為55℃，利用脫硫塔頂部水平布置兩級除霧器，將煙氣中帶有的水務去掉，當經氣氣換熱器裝置的溫度升到90攝氏度之后，煙氣將從煙囪排向大氣。

2.3濕式脫硫工藝的主要系統

（1）煙氣系統。將鍋爐中的煙氣從和煙囪相連接的煙道中引出后，經氣氣換熱器裝置的溫度降低，利用增壓風機將系統產生的風壓損失進行補充，然后進入脫硫吸收塔系統。脫硫煙氣系統可根據系統設計的需要設置帶密封風的電動擋板門。

（2）吸收劑破碎或儲存和漿液制備系統。采用石灰石塊制漿的系統，可采用濕式磨機進行制漿，配置成合格脫硫劑漿液。采用石灰石粉制漿的系統，通過運輸石灰石粉的密閉罐車上的氣力輸送裝置將石灰石粉輸送到石灰石粉倉內，再將石灰石送到吸收劑漿液箱內，將其和工藝水進行攪拌，攪拌的濃度根據具體情況而定，通常情況下在25%-30%范圍內。

（3）石膏脫水系統。利用石膏排出泵將脫硫系統內一定濃度的循環漿液排出，輸送至石膏脫水系統內進行脫水。根據脫硫工藝設計的需要設置脫水系統，可分為一級脫水系統和二級脫水系統。一級脫水系統一般為旋流器，利用離心力進行漿液的旋流濃縮;二級脫水系統一般為真空皮帶脫水機，利用負壓去除掉石膏中多余的游離水。脫水石膏所含水分一般保持在10%以下。脫水機中使用的過濾液一部分對吸收劑漿液進行制備，將另外一部分返還到吸收塔內。

（4）吸收塔系統。當前使用的噴淋塔比較多，不管是采用何種技術，均要保證低壓力損失，并且使風機電耗被降低，保證吸收塔內沒有污垢和阻塞物，這樣做使其達到經濟合理的狀態。對塔中噴淋組件的距離進行設置，要結合噴液滴的噴射軌跡確定。

三、回流式循環流化床煙氣脫硫工藝

回流式循環流化床煙氣脫硫技術具有的裝置投資節省，占地面積不大，具有簡單的工藝流程，并且不會產生工業廢水。這一技術下的裝置還可以鈣硫比較低的情況下實現脫硫率和煙氣脫硫發相近的效果。根據用戶需求以及排放的要求可以使脫硫率達到80%-98%。結合機組容量的大小和排放物控制所達到的要求，這項技術的實施可以選擇例如消石灰、生石灰或者焦炭等作為吸收劑。

回流式循環流化床技術所具備最大的特色是具備極高的污染物去除率，并且其具備較低的消耗。這主要是對循環流化床內部反應條件而實現，加強氣固接觸，固體物的接觸時間較長，因此對反應表面進行不斷更新。

四、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，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。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：SO42-+COD→HS-+HCO3-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：

HS-+1/2O2→S0（s）+OH 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清液回到洗滌塔中，利用其吸收煙氣中硫氧化物。

五、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;（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。（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。（3）灰色綜合評價法。利用系統分析方法，對脫硫工藝進行半定性半定量的評價。

結語：對于我國的燃煤電廠而言，脫硫工作面臨的形勢依然十分嚴峻，存在各種問題急需解決。燃煤電廠只有從自身的實際情況出發，堅持適用、合理以及經濟等原則，不斷對脫硫工藝進行改進和創新，才能真正確保脫硫工作的質量和效率得到全面提升。

參考文獻：

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