基于環(huán)保視角下脫硫技術的提升和改善研究

文_張帥 崔長英 河北華電石家莊裕華熱電有限公司

大氣污染中主要的污染物質(zhì)是二氧化硫和氮氧化物，其中二氧化硫也是形成酸雨的主要原因，而這些物質(zhì)大都是來源于火電廠運行所產(chǎn)生的煙氣中。隨著當前節(jié)能環(huán)保發(fā)展理念的不斷推行，電廠企業(yè)順應時代發(fā)展要求，努力做好煙氣脫硫處理工作，結(jié)合高效的工藝技術和設備，提升煙氣脫硫質(zhì)量效果，為改善大氣環(huán)境作出貢獻。

1 電廠煙氣特征及脫硫要點分析

電廠生產(chǎn)和運行過程中，會排放大量的煙氣，其中污染物種類繁多，成分及其復雜，主要包括SO2、CO2、CO以及NOx等，這些污染物質(zhì)一旦擴散到空氣中，不僅會造成嚴重的大氣污染，還會給周圍生態(tài)環(huán)境造成威脅，同時給周圍居民身體健康造成影響。為了降低煙氣排放對大氣環(huán)境造成的影響，電廠通常需要結(jié)合脫硫技術工藝，對煙氣進行處理，從而滿足環(huán)保生產(chǎn)的要求。

在實際運用脫硫技術時，通過脫硫處理后，SO2排放量及濃度必修要符合國家相關排放標準；由于脫硫工藝技術種類繁多，適用條件、脫硫效果以及環(huán)保性都存在差異，實際中需要結(jié)合具體指標和要求進行工藝選擇；在開展電廠煙氣脫硫中，要在確保處理效果基礎上，盡可能降低水資源等能源的消耗，在降低生產(chǎn)投資成本的同時滿足節(jié)能環(huán)保的運行要求；為了避免給環(huán)境造成二次污染，煙氣脫硫處理后產(chǎn)生的廢水和副產(chǎn)物，需要實現(xiàn)回收再利用。

2 常見的幾種電廠煙氣脫硫技術工藝

2.1 石灰石-石膏脫硫工藝

該技術作為一項主要的煙氣脫硫工藝，原理是在煙道排放末端安置脫硫系統(tǒng)，系統(tǒng)中通過制備石灰石材充當洗滌劑，有效消除煙氣排放中SO2污染物。該工藝包括石灰石制備系統(tǒng)、煙氣吸收系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)及廢水處理系統(tǒng)等。工藝運行中，石灰石會與煙氣中的SO2發(fā)生化學反應生成亞硫酸鈣（CaSO3），起到吸收SO2的作用效果，接著反應產(chǎn)生的CaSO3又會與體系中的SO2發(fā)生氧化反應，最終生成石膏，對煙氣起到凈化的效果。相對比其它工藝，石灰石-石膏脫硫技術運行原理簡單，費用較低，工藝技術比較成熟，實際的煙氣脫硫效果比較穩(wěn)定可靠，而且運行效率較高，一般可以達到95%左右。

2.2 海水脫硫工藝

該技術在當前電廠煙氣脫硫中運用比較普遍，實際的脫硫效果也比較顯著。海水脫硫?qū)嶋H上就是運用海水中的堿性成分，通過弱堿性與SO2的酸性發(fā)生中和反應，達到消除污染物目的，最終滿足相應排放規(guī)范。

海水脫硫工藝主要包括煙氣吸收系統(tǒng)、海水供應系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、恢復系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等，具體流程如圖1所示。該工藝中主要的SO2吸收劑是海水，所以在資源節(jié)約方面發(fā)揮巨大的優(yōu)勢，脫硫運行效率方面相對比石灰石-石膏脫硫要小一些，通常在90%左右，但該工藝運行中不會產(chǎn)生副產(chǎn)物，不會給環(huán)境造成二次污染。

圖1 海水脫硫系統(tǒng)流程

2.3 活性焦炭吸附工藝

該工藝是一種新型的煙氣脫硫技術，原理是利用活性焦炭強大的吸附作用，對煙氣系統(tǒng)中的二氧化硫物質(zhì)進行吸附，達到煙硫分離的實質(zhì)性效果，脫硫率高達98%左右。在實際運用過程中，為了更好的提升該技術的脫硫效果，一般會先在煙氣系統(tǒng)中加入一定量的催化劑，讓二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩幔绱丝梢院芎玫靥嵘钚越固课叫ЧＳ捎谖匠鰜淼牧蛩嵛镔|(zhì)仍然存在環(huán)境污染的隱患，所以需要開展進一步處理和優(yōu)化，即通過高溫加熱的方式，起到二次凈化效果。

3 基于環(huán)保視角下脫硫技術的提升和改善

3.1 脫硫技術提升

3.1.1 注重節(jié)能減排理念的運用

目前有很多電廠煙氣脫硫項目中缺乏核心工藝技術，相應配套的基礎設施不全，難以確保煙氣脫硫質(zhì)量效果，給環(huán)境造成嚴重的影響。為了改善這一現(xiàn)狀，提升脫硫裝置和系統(tǒng)的運行效率，相關人員需要結(jié)合鍋爐排煙量、含硫量等參數(shù)，合理對脫硫工藝和裝置進行優(yōu)化設計，提升脫硫效果、避免資源過多浪費。

3.1.2 強化脫硫工藝質(zhì)量

電廠在運用石灰石-石膏脫硫工藝時，通常會出現(xiàn)脫硫效率降低，效果不佳的情況，主要原因在于煙氣排放中存在HCl物質(zhì)，其活性通常比較大，能夠與石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)中的CaCO3發(fā)生化學反應形成易溶于水的CaCl2物質(zhì)，此時體系中Ca2+濃度不斷增加，一方面導致CaCO3溶解速率受到限制，最終降低了煙氣脫硫質(zhì)量，另一方面體系中酸性物質(zhì)不斷被消耗，相應的pH值不斷增大，使得脫硫系統(tǒng)中生成的石膏質(zhì)量難以得到保障。為了消除上述影響，提升脫硫系統(tǒng)運行效果和質(zhì)量，需要將體系中pH值控制在4.8～5.2范圍內(nèi)，才可以有效確保石膏生成的質(zhì)量，消除體系中存在的不利因素，最終提升脫硫效果。

3.1.3 優(yōu)化脫硫系統(tǒng)運行

雖然當下很多電廠十分重視煙氣脫硫工作，但實際中卻存在很多盲目運行問題，一方面為了提升脫硫效率和質(zhì)量，在系統(tǒng)中加入過多量的脫硫劑；另一方面為降低成本投入，脫硫不達標的煙氣仍然排放到大氣環(huán)境中，造成嚴重的環(huán)境污染。因此，當前電廠方面需要重視脫硫系統(tǒng)運行的優(yōu)化和改良，不僅要在濕法脫硫系統(tǒng)運行中要確保脫硫后的煙氣排放符合標準規(guī)范，還需要盡可能地降低運行中對資源和能耗的消耗。

3.2 節(jié)能環(huán)保改善

3.2.1 鍋爐節(jié)能環(huán)保

首先，降低鍋爐燃煤消耗。通過開展燃燒試驗的方式，對鍋爐風煤比例進行合理調(diào)整和優(yōu)化，確保最佳的過剩空氣系數(shù)，從而降低煤炭資源的消耗量。其次，合理降低鍋爐的電耗。在運行前對鍋爐裝置運行狀態(tài)進行檢測，確保裝置穩(wěn)定性符合要求后，再進行裝置啟動，避免系統(tǒng)超負荷運行。實際運行中如果發(fā)現(xiàn)鍋爐超負荷運行，需要對工作運行數(shù)據(jù)信息做好及時記錄，然后停機處理，防止造成嚴重的事故。

3.2.2 降低電廠噪音污染

電廠煙氣脫硫運行中，設備運轉(zhuǎn)會不可避免的出現(xiàn)較大噪音，一方面給人員開展作業(yè)造成困擾，另一方面也給周圍居民正常生活和工作產(chǎn)生影響。為了消除和降低噪音污染，電廠煙氣脫硫運行中需要在系統(tǒng)中增設隔聲罩、消音設備和降震裝置等，避免系統(tǒng)運行出現(xiàn)較大的噪聲污染，確保煙氣脫硫高效運行。

3.2.3 廢水和廢氣處理

電廠脫硫系統(tǒng)運行中會產(chǎn)生廢水，廢水的隨意排放也會造成生態(tài)環(huán)境的污染，不符合環(huán)保生產(chǎn)理念，所以在實際運行中要做好廢水處理工作，結(jié)合物理吸附、化學消除以及生物降解等手段，將脫硫后產(chǎn)生的廢水集中進行處理，實現(xiàn)水資源回收再利用，提升水資源利用效率，同時避免其對環(huán)境造成的污染。此外，電廠煙塵排放中，除了二氧化硫物質(zhì)外，還存在鉛、鉻等物質(zhì)，這些污染物進入大氣不僅污染環(huán)境，而且一旦接觸到人體，會對皮膚、呼吸系統(tǒng)造成影響。因此，在傳統(tǒng)的脫硫系統(tǒng)基礎上，還要增設除塵和過濾裝置，加強對鉛、鉻等污染物的過濾消除，為提升大氣環(huán)境質(zhì)量提供必要保障。

4 結(jié)語

綜上所述，環(huán)保生產(chǎn)理念的不斷深入，給我國電廠生產(chǎn)和運行提出了更高的要求。電廠運行中產(chǎn)生的煙氣，存在大量的污染物質(zhì)，其中危害最大的就是SO2，給大氣環(huán)境造成影響的同時，也會引發(fā)酸雨的形成，所以電廠煙氣脫硫運行十分關鍵。當前電廠煙氣脫硫技術較多，各自原理、效果和適用條件等都存在差異，電廠方面需要結(jié)合自身實際污染情況，選擇最為合理的脫硫工藝技術，讓煙氣排放符合相關標準，并在電廠脫硫運行中融入節(jié)能環(huán)保理念，在確保脫硫效果的同時避免對資源和能源的過度浪費，從而推動電廠的綠色可持續(xù)發(fā)展。