淺談電廠煙氣脫硫裝置的技術(shù)發(fā)展

于成龍

摘 要：近年來(lái)，酸雨天氣頻現(xiàn)，環(huán)境污染問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)峻，燃煤發(fā)電廠排放的煙氣含有的SO2是形成酸雨等災(zāi)害天氣的主要因素。目前電力工業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，而電力行業(yè)是用煤大戶，煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化硫氣體，對(duì)環(huán)境造成污染。鑒于此，在介紹常見煙氣脫硫裝置技術(shù)種類的基礎(chǔ)上，對(duì)石灰石濕法煙氣脫硫的技術(shù)原理進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：煙氣脫硫裝置;吸收塔;噴淋;石灰石漿液

0引言

石灰石—石膏法脫硫工藝是世界上應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，目前燃煤火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。該方法具有燃料適用范圍廣、脫硫效率高、吸收劑利用率高、副產(chǎn)品石膏純度高等優(yōu)點(diǎn)。為了保證達(dá)到最佳的脫硫效果，本文通過(guò)對(duì)燃煤火電廠濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的研究，針對(duì)影響脫硫效率的主要因素進(jìn)行了分析，強(qiáng)調(diào)了在系統(tǒng)運(yùn)行中如何確定好各項(xiàng)主要影響因素的范圍，進(jìn)而提高脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1常見煙氣脫硫裝置的技術(shù)種類

煙氣脫硫裝置是在燃煤機(jī)組煤粉燃燒后對(duì)尾氣進(jìn)行凈化的裝置，按照脫硫方式和產(chǎn)物的處理形式，將脫硫分為干法、半干法和濕法三類。常見的煙氣脫硫方法有海水脫硫、石灰石濕法脫硫、噴霧干燥煙氣脫硫等，目前應(yīng)用最廣、技術(shù)最成熟的脫硫工藝是石灰石濕法脫硫。噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)是利用噴霧干燥原理，在吸收劑噴入吸收塔以后，一方面與煙氣中的二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生固體灰渣;另一方面煙氣將余熱傳遞給吸收劑使之不斷干燥，在塔內(nèi)發(fā)生脫硫反應(yīng)后形成的廢渣為固體粉塵狀態(tài)。海水煙氣脫硫是利用海水的天然堿性，吸收煙氣中二氧化硫的一種脫硫工藝。海水吸收煙氣中氣態(tài)二氧化硫生成亞硫酸，經(jīng)氧化后生成硫酸，最終生成硫酸鹽。石灰石濕法脫硫裝置是采用石灰石漿液吸收煙氣中的二氧化硫，生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣經(jīng)過(guò)氧化生成硫酸鈣。由于硫酸鈣的溶解度小，最后從溶液中析出石膏。

2煙氣脫硫工藝概述

大多數(shù)的發(fā)電企業(yè)都在設(shè)備中建設(shè)起了煙氣脫硫處理工藝，并將其作為核心內(nèi)容。作為世界公認(rèn)的商業(yè)化脫硫方法，煙氣脫硫技術(shù)是控制二氧化硫污染和酸雨形成的重要方式之一，也是保護(hù)環(huán)境的重要措施。從目前的技術(shù)應(yīng)用來(lái)看，主要是通過(guò)吸收的方法來(lái)除去煙氣中含有的二氧化硫，并將吸收的二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化合物，從而達(dá)到控制排放量的目的。下面依次介紹目前主要的煙氣脫硫工藝：（1）干法脫硫技術(shù)。所謂的干法脫硫技術(shù)，就是在一種干燥的狀態(tài)下來(lái)吸收二氧化硫。這種方法無(wú)污水排放、對(duì)設(shè)備的腐蝕程度較低、在進(jìn)行煙氣處理時(shí)，溫度變化較小。但是脫硫程度較低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、所需設(shè)備太大，因此，在應(yīng)用中存在一些問(wèn)題。（2）濕法脫硫技術(shù)。所謂的濕法脫硫技術(shù)，指的是一些具有吸收二氧化硫的溶液，在濕潤(rùn)狀態(tài)下吸收二氧化硫，此種方法對(duì)二氧化硫的吸收量大、反應(yīng)周期短，但又存在著設(shè)備腐蝕性較強(qiáng)，維護(hù)成本較高，并且有廢水排放等問(wèn)題。（3）半干法脫硫技術(shù)。所謂的半干法脫硫技術(shù)，是處于干法和濕法脫硫之間的一種特殊的技術(shù)，是脫硫劑在濕潤(rùn)狀態(tài)下吸收二氧化硫，干燥狀態(tài)下又回到脫硫劑的一種處理工藝。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是脫硫程度高、反應(yīng)周期短，而且在脫硫過(guò)程中溫度變化較小，不會(huì)產(chǎn)生污水。

3新型處理方法

3.1多功能脫硫塔全方位保證高脫硫效率

（1）采用多功能綜合型脫硫塔，將濃縮、脫硫塔采用獨(dú)特的“多級(jí)脫硫凈化設(shè)計(jì)”，確保總脫硫效率達(dá)96%以上。“多級(jí)脫硫凈化設(shè)計(jì)”即煙氣在脫硫塔內(nèi)逐級(jí)脫硫，每級(jí)脫硫均采用多層噴淋設(shè)計(jì)（保證噴淋覆蓋率達(dá)200%），循環(huán)脫硫液經(jīng)高效噴嘴霧化，在高度疊加的噴淋區(qū)對(duì)煙氣中的SO2等酸性氣進(jìn)行吸收。（2）脫硫塔內(nèi)環(huán)境“逐級(jí)”控制。脫硫塔內(nèi)循環(huán)脫硫液的密度逐級(jí)降低，逐級(jí)脫硫，以保證較高的脫硫效率，并最終清洗掉殘余的SO2、NH3、亞硫酸銨氣溶膠，減少霧沫夾帶現(xiàn)象，盡可能避免氨逃逸。（3）脫硫塔內(nèi)設(shè)置獨(dú)特的噴淋設(shè)施。設(shè)計(jì)中，加大了脫硫塔內(nèi)循環(huán)脫硫液的噴淋密度，而非單純地增大循環(huán)量和液氣比，避免循環(huán)泵選型過(guò)大造成電耗過(guò)高;保證塔內(nèi)噴淋層噴淋覆蓋率達(dá)200%，使煙氣在脫硫塔內(nèi)與脫硫液充分接觸（無(wú)死角），保證SO2能與脫硫循環(huán)液完全接觸并反應(yīng)。

3.2生物處理法

生物處理法是一種高效、低成本和環(huán)境友好型的水處理方法。與常規(guī)污水不同，盡管脫硫廢水中的COD不高，但形成COD的污染物不是有機(jī)物，而是還原態(tài)的無(wú)機(jī)物。因此，脫硫廢水的可生化性差，使得脫硫廢水COD去除成為廢水零排放的難題。目前，脫硫廢水生物處理方法大部分處于理論研究階段，主要方法有以下幾種：1）活性污泥法。以活性污泥為主體的污水生物處理方法，利用污水中的微生物對(duì)污染物進(jìn)行降解和去除，通過(guò)在污水中設(shè)置曝氣裝置，使得污水中溶解氧保持一定濃度，并使微生物懸浮于水中，經(jīng)過(guò)微生物降解和二沉池沉淀對(duì)污水進(jìn)行處理。2）厭氧處理法。盡管高鹽脫硫廢水對(duì)厭氧生物存在抑制作用，但是可以通過(guò)馴化或者利用拮抗作用減弱鹽的毒害，因此厭氧處理法仍然可以用于處理高鹽廢水。3）人工濕地法。利用濕地中植物、土壤、微生物等介質(zhì)，通過(guò)物理、化學(xué)和生物作用對(duì)廢水進(jìn)行處理和凈化。人工濕地法是一種很有前景的脫硫廢水處理措施，可以有效去除脫硫廢水中Hg、Se和As等金屬，主要通過(guò)轉(zhuǎn)化污染物的化學(xué)形態(tài)進(jìn)而降低污染物的移動(dòng)性和生物可利用性。植物修復(fù)和植物萃取是人工濕地法去除污染物的重要途徑：植物修復(fù)是一種利用各種植物及其相關(guān)微生物群落去除土壤和水中污染物的處理技術(shù);植物萃取是利用植物的根從土壤和水中吸收污染物，進(jìn)而將污染物轉(zhuǎn)移和集中到植物的芽或葉等可收割部分的過(guò)程。人工濕地法的優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單，維護(hù)費(fèi)用低，出水水質(zhì)較好;缺點(diǎn)是占地面積大，對(duì)周圍環(huán)境影響很難估量。

3.3脫硫廢水處理系統(tǒng)

最常用的脫硫廢水的處理方法為氫氧化物沉淀法，氫氧化物沉淀法中最常用的沉淀藥品為石灰和氫氧化鈉。廢水首先通過(guò)中和箱與溶液中OH-發(fā)生中和反應(yīng)，使廢水中大部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來(lái)，然后加入助凝劑使沉淀顆粒長(zhǎng)大進(jìn)一步沉降，在澄清器中澄清水溢流到氧化箱，最后到清水箱回收，澄清器底部污泥被輸送到壓濾機(jī)，脫水后運(yùn)至灰場(chǎng)。脫硫廢水處理系統(tǒng)中的廢水引自真空皮帶脫水機(jī)濾餅沖洗水前氣液分離器，廢水處理后達(dá)到《火電廠石灰石—石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》（DL/T997—2006）標(biāo)準(zhǔn)。一套完整的脫硫廢水處理系統(tǒng)應(yīng)包括廢水緩沖箱、中和箱、沉降箱、絮凝箱、澄清器、氧化箱、清水箱及其附屬輸送泵，還有加藥系統(tǒng)、污泥脫水裝置。脫硫廢水系統(tǒng)所采用的管道材質(zhì)為鋼襯膠，加藥管道可采用UPVC管道，室外采用PP材質(zhì)管道。

4結(jié)語(yǔ)

總之，石灰石濕法脫硫具有吸收劑來(lái)源豐富、脫硫效率高、適用于高/中/低硫煤種等優(yōu)點(diǎn)，在燃煤發(fā)電廠得到了廣泛應(yīng)用。

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