火电厂烟气脱硫工艺的选择

【摘要】众所周知，二氧化硫的危害是极其严重的，减少二氧化硫的主要工艺是烟气脱硫。本文对火电厂烟气脱硫做了探讨，主要从脱硫工艺选择的复杂性、主要烟气脱硫工艺、几种脱硫工艺的技术经济比较、脱硫工艺选择等方面入手，为火电厂脱硫工艺的选择提供依据。

【关键词】火电厂；烟气脱硫；工艺；选择

中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

二氧化硫大量排放，是造成我国酸雨污染加重的首要原因。二氧化硫是大气的主要污染物之一。主要来自于煤炭燃烧，而火电厂主要用煤炭资源，所以对于火电厂是至关重要的。在脱硫过程中，主要是脱硫工艺的选择，只有选择了合理的脱硫工艺，才能得到很好的脱硫效果，才能减少二氧化硫的污染。

二、脱硫工艺的特点分析

目前，脱硫技术已经成熟，已全面步人实用化、商用化阶段。脱硫工艺选择的复杂性主要体现在：

①脱硫工艺种类繁多，在火电厂应用过的有200多种，其中能长期稳定运行、技术成熟、经济合理的工艺有20多种。

②决定一种脱硫工艺适应性的因素很多，每个工艺都有其自身的优缺点，这些优缺点是相对的。一个工艺的特点也许对某个电厂而言是最大的优点，对另一个电厂可能就不是优点，或许是致命的缺点。

③脱硫工艺的选择除了与脱硫工艺本身有关外，在很大程度上还取决于与之相配合的电厂及机组的具体情况，受到诸多因素的限制。

三、几种常见的烟气脱硫工艺

目前，国内外火电厂采用的脱硫工艺有百余种。按脱硫工艺在生产中所处的部位可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫，按脱硫方法来分有湿法、半干法和干法。

1、湿法烟气脱硫工艺

湿法烟气脱硫工艺的特点是整个脱硫系统位于烟道的末端、除尘系统之后，脱硫过程在溶液中进行，脱硫剂和脱硫生成物均为湿态，其脱硫过程的反应温度低于露点，所以脱硫后的烟气一般须经再加热才能从烟囱排出。湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高，钙利用率高，在钙硫比等于l时，可达到90％以上的脱硫效率。其主要的代表工艺如下：

（一）、石灰石石膏法

在石灰石、石膏湿法烟道气洗涤技术中，烟道气用石灰石稀浆来处理，脱除烟气中的SO2，最终产品是二水硫酸钙(石膏)。

海水洗涤法

海水洗涤法(SWW)烟道气脱硫技术采用未处理过的海水洗涤烟道气，利用海水的天然碱性来中和二氧化硫。洗涤后，所用海水用空气处理，以减少它的化学需氧量和降低酸性，然后将之排入大海。

（三）、氨洗涤法

氨洗涤法烟道气脱硫技术。除用氨水作洗涤剂以外，其运行方式与石灰石石膏法相似。S02通过与氨反应从烟道气中脱除，最终产品是硫酸铵。

（四）、 Wellman-Lord法

Wenman-Lord法烟道气脱硫技术是一种再生式烟道气脱硫技术，即用于从烟道气中脱除S02的活性剂在二次加工阶段能够被还原，然后再返回第一阶段(吸收塔)重新使用。因而，该技术不需要消耗大量的石灰或石灰石。

2、半干法烟气脱硫工艺

半干法的工艺属于燃烧过程中的S02减排技术，其特点是，反应在气、圃、液三相中进行，利用烟气显热蒸发吸收浈中的水分，使最终的产物为干粉状。其代表工艺如下：

（一）、循环流化床(CFB)

在循环流化床烟道气脱硫技术中，烟道气穿过由石灰、反应产物和有时加有飞灰的高浓度混合剂，除去SO2、S03和HCI。最终产品是干燥的粉状钙化物的混合物。

（二）、喷雾干燥法

在喷雾干燥法烟道气脱硫技术中，浓缩石灰浆被注入烟道气中，与之反应，并脱除其中的S02、S03和HCI等酸性化合物，最终产品是干燥的粉状钙化合物的混合物。

（三）、管道喷雾千燥法

除喷雾干燥器容器被省略，石灰石直接喷入管道以外，管道式喷雾干燥法烟道气脱硫技术与传统的喷雾干燥烟道气脱硫技术基本相同。

3、干法脱硫工艺

干法的特点是，反应在无液相介入的完全干燥的状态下进行，反应产物也为干粉状，不存在腐蚀、结露等问题。其主要代表工艺如下：

（一）、炉内吸收剂喷入

炉内吸收剂喷入是为投资成本低，脱硫率要求中等这种目的而开发的另一种烟道气脱硫技术。该技术是将熟石灰喷入锅炉燃烧室炉膛内，以吸收S02。用过的吸收剂同飞灰一起在静电除尘器或纤维织网过滤器中被排出。最终产品是灰和钙化合物的混合物。

（二）、等离子体女嚣气脱硫技术研究始于70年代，目前世界上已较大规模开展研究的方法有2类：

（1）电子柬辐照法（EB）

（2）脉冲电晕法(PPCP)

四、几种脱硫工艺的技术经济比较

石灰石湿法、钠法、海水法脱硫工艺的技术经济比较见表1。表1中石灰石湿法I的数据来自沙角A电厂的FGD可研报告，石灰石湿法Ⅱ以粤连电厂的FGD技术经济参数作为参考，钠法是以沙角A电厂的设计参数为依据而估算的，吸收剂是Na2C03，海水法以深圳西部电厂的海水脱硫为参考。表l中石灰石湿法I的数据为估算数值，在工程实施中通过招投标，价格将会大大降低，这在粤连电厂的FGD工程招标中已有体现，因而石灰石湿法Ⅱ的价格大大低于湿法I。

五、脱硫工艺选择

1、选择原则

根据国际上对先进的脱硫装置的基本要求(脱硫效率大于95％；可靠性大于99％；能量消耗应小于电站出力的2．5％)，结合我国国情，选用脱硫工艺的基本原则如下：

（一）、脱硫后排烟中的SO：应符合国家排放标准和建设机组环境评价要求。

（二）、脱硫设施的经济性要好。燃煤电厂建设脱硫设施，这是发展的必然趋势，但由于建设脱硫设施需要初投资和运行费用，将造成电价的增加。

（三）、保硼兑硫设施稳定运行的具体方法：

(1)脱硫设施运行不影响机组的正常运行。

(2)脱硫设施的脱硫率稳定，这主要是指客观条件或环境发生某些变化，能通过调整脱硫设施某些运行参数，保持脱硫后排烟SO2含量在环保允许范围内或保持设计的脱硫率。

(3)减少脱硫设施的维修工作量，脱硫设施是一套比较复杂的系统，它包括许多子系统，应尽量使各个子系统稳定运行。

（四）、脱硫剂供应问题。

（五）、脱硫灰的处理。

2、选择时应考虑的主要指标

在进行脱硫技术选择时，应重点考虑的技术指标有12个。各个指标简述如下：

(1)脱硫效率。

脱硫效率是表征脱硫系统脱硫能力的指标。对于电厂来说，安装脱硫系统的唯一目的是脱除烟气中的SO2，以满足排放标准的要求。因此脱硫系统必须有足够高的脱硫效率。

(2)钙硫比。

钙硫比是用来表征达到一定脱硫效率时而需要的钙基吸收剂的过量程度。它是影响脱硫效率的重要因素。

(3)吸收剂的利用率。

吸收剂的利用率是脱硫系统中实际脱除SO2，所消耗的吸收剂的量与系统中加入吸收剂总量的百分比，也是脱硫效率与钙硫比之比

(4)吸收剂的可获得性和易处理性。

目前，大部分脱硫工艺采用钙基化合物作为吸收剂，其主要原因是它们的储藏量丰富，价格低廉而且生成的脱硫产物十分稳定，不会对环境造成二次污染。