燃煤電廠脫硫技術(shù)比較研究

雷 媛

（華北電力大學(xué)（保定）環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,河北 保定 071000）

燃煤電廠脫硫技術(shù)比較研究

雷 媛

（華北電力大學(xué)（保定）環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,河北 保定 071000）

綜述我國(guó)近幾年廣泛使用的電廠脫硫技術(shù)，對(duì)各個(gè)脫硫技術(shù)原理及特點(diǎn)進(jìn)行概括，并從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)環(huán)境影響三方面對(duì)各個(gè)脫硫技術(shù)進(jìn)行比較，為燃煤電廠脫硫技術(shù)的選擇提供參考。

燃煤電廠;脫硫技術(shù);影響因素

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展促進(jìn)電力消費(fèi)，2015年我國(guó)發(fā)電裝機(jī)達(dá)15.1億千瓦，其中火電裝機(jī)7400萬(wàn)千瓦占裝機(jī)總量的51%，仍然是主要發(fā)電形式。隨著環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，我國(guó)90%的煤電機(jī)組安裝脫硫裝置，使電力行業(yè)二氧化硫排放量比2005年下降36.9%，但 節(jié)能減排形式依然嚴(yán)峻，為實(shí)現(xiàn)“十三五”期間二氧化硫排放減少15%的目標(biāo)，同時(shí)提高自身在電力行業(yè)與清潔能源的競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)進(jìn)一步加大技術(shù)的研發(fā)，選擇經(jīng)濟(jì)、高校的脫硫技術(shù)是燃煤電廠工作重點(diǎn)之一。

1 我國(guó)主要的脫硫技術(shù)

目前按電廠二氧化硫排放的途徑可以分為燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫，其中燃燒后脫硫即工業(yè)上普遍使用的煙氣脫硫（FGD）。國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用的煙氣脫硫工藝按照處理狀態(tài)分為干法和濕法，其中干法主要有BF移動(dòng)床活性炭脫硫（BF/FW）、電子束法（EK）、噴霧干燥法（SDA）、煙氣循環(huán)流化床法等，濕法主要有石灰石—石膏濕法煙氣脫硫、亞硝酸鈉循環(huán)洗滌法（W—L）、磷銨肥法、海水脫硫法、爐內(nèi)噴鈣尾部增濕法等。

1.1 石灰石—石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)

石灰石—石膏法工藝是世界上應(yīng)用最廣泛的一種脫離技術(shù)，在日本、美國(guó)等國(guó)家火力電廠煙氣脫硫裝置約90%采取該工藝。其原理是利用二氧化硫與碳酸鈣及氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣飽和析出，濃縮、脫水后排放到指定地點(diǎn)，通過(guò)循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)使吸收劑利用效很高，脫硫率可大于95%。主要特點(diǎn)，（1）技術(shù)普及率高市場(chǎng)占有率95%，運(yùn)行可靠技術(shù)成熟度高；（2）脫硫效率好超過(guò)95%，鈣硫比較低可到1.02～1.03；（3）機(jī)組負(fù)荷變化適用范圍廣，可滿足機(jī)組15～100%負(fù)荷變化范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，建議用于大中型新建或改造機(jī)組；（4）副產(chǎn)品純度高，可生產(chǎn)高純度石膏，進(jìn)一步降低脫硫成本；（5）對(duì)煤含硫率要求低1～3%含硫率都能夠適應(yīng)，實(shí)用性較強(qiáng)。

1.2 煙氣循環(huán)流化床法

煙氣循環(huán)流化床法被公認(rèn)為最有前途的脫硫技術(shù)之一，該工藝興起于20世紀(jì)80年代，由吸收劑制備、吸收塔、脫硫灰再循環(huán)、除塵器及控制系統(tǒng)等部分組成，一般采用干態(tài)的消石灰粉作為脫硫劑，煙氣由流化床底部進(jìn)入，在文氏里裝置中速度加快與脫硫劑充分接觸反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣脫硫后的煙氣攜帶大量固體顆粒從吸收塔頂部排出進(jìn)入再循環(huán)除塵器，被分離出來(lái)的顆粒返回吸收塔反復(fù)循環(huán)可達(dá)上百次，通過(guò)吸收劑多次循環(huán)，提高脫硫的質(zhì)量和脫硫劑的利用效率。該工藝的特點(diǎn)，（1）吸收劑循環(huán)使用，使脫硫率可達(dá)90%以上；（2）該工藝副產(chǎn)品呈干粉狀，主要由飛灰、亞硫酸鈣和硫酸鈣等組成，適合做廢井回填、道路基礎(chǔ)等。（3）由于占地面積少，投資額小等特點(diǎn)適合老機(jī)組煙氣脫硫使用。

1.3 電子束法

電子束法是由日本三家研究所共同研發(fā)，從高能物理的角度提出是一種不產(chǎn)生二次污染并實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝的方法。進(jìn)入設(shè)備的煙氣被加速器射出的高速電子束照射，煙氣中的水分子被激活分解為HO、O等強(qiáng)氧化劑，迅速與煙氣中的二氧化硫和二氧化銨發(fā)生反應(yīng)，之后與配合參加反應(yīng)的氨反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨，收集器收集后用作肥料加工。該方法工藝過(guò)程簡(jiǎn)單是唯一實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝的技術(shù)，相對(duì)資金投入大，電廠使用率在11%左右，環(huán)境特征好有較廣闊的前景。

2 脫硫技術(shù)分析比較

對(duì)多種煙氣脫硫技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境三方面進(jìn)行總結(jié)，每種方法都存在優(yōu)勢(shì)和不足之處，為不同發(fā)展階段的火電廠提供參考。如表1所示。

表1 煙氣脫硫技術(shù)比較分析

3 總結(jié)

隨著國(guó)家對(duì)清潔能源的發(fā)力扶持發(fā)展，火電廠應(yīng)提升自身硬件技術(shù)設(shè)施等方面來(lái)降低有害物質(zhì)的排放同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)是實(shí)現(xiàn)效益的前提，比如當(dāng)煤含硫率較低時(shí)300MW以下裝機(jī)適宜采用循環(huán)流創(chuàng)法，噴霧式脫硫法適于中小型電廠，對(duì)于技術(shù)先進(jìn)性電廠200MW以下容量可以考慮電子束法。我國(guó)電廠脫硫技術(shù)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)和環(huán)境壓力下一定會(huì)實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。本文結(jié)合四種廣泛應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)，為電廠煙氣脫硫技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。

[1]鄒洋,夏凌風(fēng),王運(yùn)東,費(fèi)維揚(yáng).燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)最新進(jìn)展[J].化工進(jìn)展,2011(S1)：702-708.

[2]唐志軍.電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研究發(fā)展論述[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2015(11)：22+25.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.032