锅炉烟气脱硫技术探究

【摘 要】进入“十二五”后，环保形势的变化对燃煤锅炉的大气污染防治、特别是SO2总量减排提出了更高要求。本文对现阶段燃煤锅炉的脱硫技术及效率影响因素进行 分析、归纳，建议燃煤锅炉的SO2减排工作首先选用氧化镁法脱硫工艺。在燃煤锅炉的SO2减排方面，提出相关建议。

【关键词】SO2 脱硫 技术分析 煤炭燃烧

《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出，“十二五”期间，国家对化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物4种主要污染物实施排放总量控制。对供暖企业而言，对燃煤锅炉烟气进行脱硫是减排二氧化硫的重要途径。目前，我国在用燃煤工业锅炉二氧化硫排放量占全国排放总量的36.7%，燃煤锅炉污染物排放远超煤电。因此，探讨燃煤锅炉最佳可行的脱硫技术显得尤为迫切[1]。

1 SO2控制技术及应用分析

目前，世界上烟气脱硫工艺有上百种，但具有实用价值的工艺仅十几种。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法3种。湿法脱硫工艺应用广泛，占世界总量的85.0%，其中氧化镁法技术成熟，尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说，具有投资少，占地面积小，运行费用低等优点，非常适合我国的国情[2]。

1.1 石灰石-石膏法

采用石灰石或石灰作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液，当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏。

石膏法的主要优点是：适用的煤种范围广、脱硫效率高（有的装置Ca/S=1时，脱硫效率大于90%）、吸收剂利用率高（可大于90%）、设备运转率高（可达90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的烟气脱硫工艺）、脱硫剂―石灰石来源丰富且廉价。但是石灰石/石膏法的缺点也是比较明显的：初期投资费用太高、运行费用高、占地面积大、系统管理操作复杂、磨损腐蚀现象较为严重、副产物―石膏很难处理（由于销路问题只能堆放）、废水较难处理。

1.2 氧化镁法

氧化镁法脱硫的主要原理：在洗涤中采用含有MgO的浆液作脱硫剂，MgO被转变为亚硫酸镁（MgSO3） 和硫酸镁（MgSO4），然后将硫从溶液中脱除。氧化镁法脱硫工艺有如下特点：

（1）原料来源充足。在我国氧化镁的储量十分可观，目前已探明的氧化镁储藏量约为160亿吨，占全世界的80%左右。因此氧化镁完全能够作为脱硫剂应用于电厂的脱硫系统中去。

（2）脱硫效率高。在化学反应活性方面氧化镁要远远大于钙基脱硫剂，并且由于氧化镁的分子量较碳酸钙和氧化钙都比较小。因此其它条件相同的情况下氧化镁的脱硫效率要高于钙法的脱硫效率。一般情况下氧化镁的脱硫效率可达到95-98%以上。

（3）投资费用少。由于氧化镁作为脱硫本身有其独特的优越性，因此在吸收塔的结构设计、循环浆液量的大小、系统的整体规模、设备的功率都可以相应较小，这样一来，整个脱硫系统的投资费用可以降低20%以上。

（4）运行费用低。决定脱硫系统运行费用的主要因素是脱硫剂的消耗费用和水电汽的消耗费用。氧化镁的价格比氧化钙的价格高一些，但是脱除同样的SO2氧化镁的用量是碳酸钙的40%；水电汽等动力消耗方面，液气比是一个十分重要的因素，它直接关系到整个系统的脱硫效率以及系统的运行费用。对石灰石石膏系统而言，液气比一般都在15L/m3以上，而氧化镁在7 L/m3以下，这样氧化镁法脱硫工艺就能节省很大一部分费用。同时氧化镁法副产物的出售又能抵消很大一部分费用。

（5）运行可靠。镁法脱硫相对于钙法的最大优势是系统不会发生设备结垢堵塞问题，能保证整个脱硫系统能够安全有效的运行，同时镁法PH值控制在6.0-6.5之间，在这种条件下设备腐蚀问题也得到了一定程度的解决。总的来说，镁法脱硫在实际工程中的安全性能拥有非常有力的保证。

1.3 双碱法

双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。

双碱法的主要优点是：适用的煤种范围广、脱硫效率高（脱硫效率大于90%）、液气比小、运行成本较低、可脱硫除尘一体化、适应范围广。但是石灰石/石膏法的缺点也是比较明显的：初期投资费用较高、运行费用一般、占地面积较大。

2 结语

通过对脱硫除尘工艺的对比分析，石灰石-石膏法虽然工艺非常成熟，但投资大，占地面积大，不适合中、小锅炉。相比之下，氧化镁法具有投资少、占地面积小、运行费用低等优点，因此，建议选用氧化镁法脱硫工艺。大气污染治理是一项长期性的工作，在减少企业对环境影响的同时，又能降低企业的生产成本，才会实现环境保护和企业发展的双赢。

参考文献：

[1] 国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》.2011.

[2] 《SO2的生成机理及治理》.中国百科网.