火力發電廠中高效低成本脫硫技術的研究與實踐

［關鍵詞］火力發電廠；煙氣脫硫；高效低成本技術

［中圖分類號］TM75 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）11–0097–03

然后迅速蒸發掉滴中的水份，形成干粉狀的產品。這一過程不僅可以去除SO₂，同時煙氣溫度也會降低，對后續的除塵作業有一定的幫助。隨煙氣進入后續的袋式除塵器或靜電除塵器，生成的亞硫酸鈣或硫酸鈣將這些固體微粒從煙氣中通過物理方式分離出來。半干法脫硫技術比傳統的濕法脫硫減少了水的消耗，使處理廢水的復雜度降低；脫硫效率和吸收劑利用率均比干法脫硫有所提高。

2.4各類脫硫技術的比較與適用范圍

各類脫硫技術的比較見表1。不同的脫硫技術各有優勢和局限性，選擇合適的脫硫方法需要綜合考慮項目的具體條件，如煙氣排放量、污染物種類、投資預算等因素。

3新型高效低成本脫硫技術的開發

3.1技術路線與創新點

開發新型高效低成本脫硫技術，旨在通過技術創新，在降低成本的同時，克服現有脫硫技術的局限性，實現脫硫效率更高。技術路線主要包括以下幾個方面。

（1）優化吸收劑、開發新型吸收劑、降低脫硫成本、提高吸收劑的活性和利用率。如通過表面改性技術提高吸收劑的比表面積，吸收劑的吸收量就會增加；配合多種吸收劑的優點，制作復合吸收劑使脫硫效果得到加強。

（2）改進工藝流程，優化工藝流程，降低能耗，減少副產品的產生。如應用逆流觸點技術，使反應效率提高，吸收劑量下降；改進烘干分離工藝，提高副產物循環利用率。

（3）創新反應器設計，以提高反應率、提高脫硫效率為目標，設計高效反應器。如增加氣固接觸面積、提高傳質效率的流化床反應器的使用；為保證充分脫硫，采用多級串聯反應器，延長反應時間。

（4）副產物資源化利用，為減少廢棄物排放探索副產物資源化途徑。如建筑材料制造中使用脫硫副產品，在降低廢料處理成本的同時提高產品附加值。

（5）自動化、智能化控制，通過引入先進的自動化、智能化控制系統，提高系統運行的穩定性、可靠性，實現脫硫過程的精確控制。

3.2脫硫劑的選擇與優化

為了提高脫硫效率并降低成本，通過材料科學的方法合成具有高吸附能力和選擇性的新型脫硫劑。如利用納米材料的高比表面積特性，開發納米級的脫硫劑，以提高脫硫效率。對傳統脫硫劑進行表面改性，提高其活性和穩定性。如通過負載催化劑或使用化學修飾的方法改變脫硫劑的表面性質，以增強其對SO2的吸附能力。結合不同脫硫劑的優點，開發復合脫硫劑。如將鈣基材料與鎂基材料復合使用，不僅可以提高脫硫效率，還可以減少副產品的生成。研究脫硫劑的再生技術，延長使用壽命，降低運行成本。如開發高溫熱解再生技術，使脫硫劑在經過一段時間的使用后能夠恢復其初始性能。

3.3反應器設計與工藝流程

反應器的設計需要考慮流體動力學特性、傳質效率和運行條件等因素，以滿足脫硫技術和應用場景的不同。通過對流場的模擬分析，改善物料分布均勻性和接觸面積，從而提高脫硫效率，優化反應器的內部結構，如增加混合元件或采用特殊形狀的攪拌器。對反應器內的溫度、壓力、氣體流量等參數進行精細調控，在避免能源消耗增加的同時，確保脫硫劑達到節能、高效的目的，從而達到最佳的工作狀態。通過逐級提高脫硫劑濃度或調整反應條件，逐步去除煙氣中的SO2，設計多級串聯或并聯脫硫反應器，在保證脫硫效果的同時，也便于根據實際情況對工藝過程進行靈活調整。對脫硫過程中產生的副產品，如制備石膏作為建筑材料等，在工藝流程中加入副產物回收單元，資源化利用，既減少了廢棄物處理費用，又提高了整體工藝的經濟效益。開發智能控制系統，以大數據分析、機器學習算法為基礎，對反應器內的各種指標變化進行實時監控，并對過程參數進行自動調整，以保證脫硫過程的穩定高效。

3.4脫硫副產物的處理與利用

脫硫副產物的處理與利用需要將脫硫過程中產生的副產物如亞硫酸鈣或硫酸鈣轉化為建筑材料，如石膏板和水泥添加劑等，減少廢棄物排放，增加產品的附加值。探索副產物在其他工業領域的應用潛力，如作為肥料原料或用于土壤改良，拓寬副產物的利用途徑。開發高效的副產物回收技術，如通過熱解或化學處理方法將副產物轉化為可再利用的原料，降低處理成本。

4高效低成本脫硫技術的工業應用

4.1工業試驗與示范工程

某火力發電廠進行了新型高效低成本脫硫技術在工業上的示范試驗項目。工程通過改進脫硫劑的配方來增強對SO₂的吸附能力，并優化反應器設計以改善脫硫劑與煙氣的接觸效率，提高使脫硫效果。同時，工程還引入智能化控制系統來實現對脫硫過程的精確控制，保證脫硫劑的最佳工作狀態。整個試驗過程中對脫硫劑性能反應器狀態及脫硫效率等關鍵指標進行密切監控，以評估這一技術的實際運用效果。

4.2運行數據與經濟分析

運行數據與經濟分析見表2。從表2可看出，通過優化脫硫劑配方和反應器設計，脫硫效率改善比例達到了11.8% ；脫硫劑消耗量減少了20.8% ；能耗節省了20% ；運行成本降低了25%。

5結束語

高效低成本脫硫技術不僅可以令火力發電廠的SO₂排放得到控制，還對保護環境和人類健康起到很大的作用，而且具有較好的經濟效益和社會效益，是可行的脫硫技術方案。針對技術實施過程中可能遇到的挑戰，通過技術創新和優化策略，成功地解決了脫硫劑選擇、優化反應器設計與工藝流程優化、副產物資源化利用等諸多問題。為適應不同工況條件，未來，還將就該技術在不同領域的推廣應用進行進一步的探索和嘗試，為我國的環境治理作出更大貢獻。