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1、燃煤電廠脫硫技術(shù)研究新疆電力設(shè)計院汪成[內(nèi)容摘要]本文對國內(nèi)外燃煤電廠脫硫技術(shù)進行了分析研究，同時對各種脫硫工藝進行綜合評價，從脫硫效率、投資費用等方面及存在的問題進行了分析匯總。[關(guān)鍵詞]燃煤電廠 脫硫工藝發(fā)展綜合評價1．概述我國的能源構(gòu)成以煤炭為主，其消費量占一次能源總消費量的70％左右，這種局面在今后相當長的時間內(nèi)不會改變?；痣姀S以煤作為主要燃料進行發(fā)電，煤直接燃燒釋放出大量SO2造成大氣環(huán)境污染，且隨著裝機容量的遞增，SO2的排放量也不斷增加。加強環(huán)境保護工作是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要保證。所以，加大火電廠SO2的控制力度就顯得非常緊迫和必要。2．脫硫技術(shù)介紹目前，在全
2、世界范圍內(nèi)已有近千套脫硫裝置在運行，所用的脫硫方法也不盡相同。一般說來，燃煤設(shè)備的脫硫技術(shù)可以分為三大類，即燃燒前對燃料進行脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后的煙氣脫硫。2.1燃燒前脫硫燃燒前脫硫包括：（1）煤的洗選根據(jù)比重的不同，可以將煤中比重較高的硫鐵礦除去。常規(guī)的洗煤可除去約30％～50％的硫鐵礦，如采用泡沫浮選工藝，可以除去煤中的40％～90％的硫鐵礦。當然洗選法不能脫除有機硫和在煤中嵌布的很細的硫鐵礦。（2）其他的燃料脫硫技術(shù)化學浸出法，微波法，細菌脫硫，磁力脫硫，溶劑精煉脫硫這些新方法都在實驗室研制成功，但其成本都太高而暫時無法在工業(yè)上應(yīng)用。其中細菌脫硫法能夠除掉90％的黃鐵礦并
3、且能夠除掉40％的有機硫，目前這種燃燒前的脫硫的工藝正在中試階段，如果能進一步降低成本和縮短反應(yīng)的時間，那么它將是一種很好的燃燒前脫硫工藝。（3）煤的轉(zhuǎn)化將煤氣化或者液化，在氣化過程中，硫轉(zhuǎn)化成硫化氫，可脫除，在液化過程中，用加氫的溶劑萃取法，硫鐵礦不溶于溶劑可脫除，有機硫在加氫時轉(zhuǎn)化為硫化氫，可脫除。這樣一來，在氣化與液化的過程中就可以脫除硫分，從而將煤轉(zhuǎn)化成清潔的二次燃料。2.2燃燒中脫硫13此工藝一般使用石灰/石灰石作為脫硫劑，在燃燒中將它們噴入爐中，其最主要的反應(yīng)方程式為：CaO+O2+SO2＝CaSO4此反應(yīng)的最佳的反應(yīng)溫度為800～850℃，所以最佳的燃燒方式是流化床燃
4、燒，其他的燃燒方式爐內(nèi)噴鈣的脫硫效果都不理想。2.3燃燒后煙氣脫硫（FGD）燃煤的煙氣脫硫技術(shù)是當前應(yīng)用最廣、效率最高的脫硫技術(shù)。是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，被認為是控制SO2最行之有效的途徑。對燃煤電廠而言，在今后一個相當長的時期內(nèi)，煙氣脫硫?qū)⑹强刂芐O2排放的主要方法。目前國內(nèi)外火電廠煙氣脫硫技術(shù)的主要發(fā)展趨勢為：脫硫效率高、裝機容量大、技術(shù)水平先進、投資省、占地少、運行費用低、自動化程度高、可靠性好等。煙氣脫硫根據(jù)脫硫劑的類型可分為濕法、干法和半干法脫硫，其中濕法效率最高，半干法次之，而干法處理廢渣較為方便。2.3.1濕法煙氣脫硫工藝濕法脫硫的優(yōu)點是：硫氧化物
5、的吸收反應(yīng)速度快；設(shè)備體積較小，建設(shè)費用較低，建筑用地較少。缺點是：由于排煙溫度降到600℃左右，排煙的擴散效果差；需要大量的水。（1）石灰／石灰石－石膏法在目前各種煙氣脫硫工藝中，濕法煙氣脫硫應(yīng)用最多，占脫硫總裝機容量的83.02％，而其中占絕對統(tǒng)治地位的石灰／石灰石－石膏法是目前世界上技術(shù)最成熟、運行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝。該法最早是由美國Eschellman在1909年提出來的，1931年美國Battersea電站建成了第一套石灰／石灰石脫硫系統(tǒng)。在該工藝中，石灰石或石灰洗滌劑與煙氣中SO2反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鈣在洗滌液中沉淀下來，經(jīng)分離后即可拋棄也可以石膏形式回收。石灰／石灰石
6、－石膏法采用廉價易得的石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收劑漿；也可將石灰石直接濕磨成石灰石漿液制成吸收劑漿。當采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水攪拌制成吸收劑漿。在吸收塔內(nèi)，吸收劑漿液與煙氣接觸混合，煙氣中SO2與漿液中的氧化鈣／碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應(yīng)，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細小液滴，經(jīng)加熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收劑漿的循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。脫硫效率在90％。13脫硫副產(chǎn)物－石膏的處理方式可分分為拋棄和回收利用兩種方法。脫硫石膏處理方式的選擇主要取決于市
7、場對脫硫石膏的需求、脫硫石膏的質(zhì)量以及是否有足夠的堆放場地等因素。拋棄方式以美國為代表，主要采用棄置灰場或回填礦坑的方式，拋棄量占86％；回收利用方式德國和日本采用較多，主要用作水泥緩凝劑和建筑材料等，石膏利用率達90％以上。該過程存在的主要問題是：當SO2的濃度波動時，脫硫劑石灰粉末或漿液的投入量難以控制，吸收塔中的吸收液不能處于最佳吸收狀態(tài)，影響脫硫率；低值副產(chǎn)物石膏還有待于解決含水率高和綜合利用的問題；整體裝置和運行費用仍偏高；脫硫率不高。石灰／石灰石－石膏法脫
