淺談燃煤電廠脫硫與環保

方媛媛

1 電力行業二氧化硫減排對環境保護的重要性

二氧化硫是污染大氣的主要有害物質之一，二氧化硫大量排放除造成空氣污染外，還形成了酸雨、細顆粒和能見度下降等區域性環境問題。然而，在可燃物總儲量中，固體燃料(主要是燃煤)約占93%，在我國則占到95.5%左右，2003年我國排放的二氧化硫為2 167萬t，2005年是2 549萬t。隨著我國經濟建設的不斷發展，環境保護已受到政府和人民的密切關注，國務院、國家環境保護部多次下發環境保護治理文件，把環境保護作為基本國策來推進。二氧化硫排放的約90%左右來自燃煤工業，而火力發電機組又是燃煤大戶，電力行業排放的二氧化硫約占全國的50%以上，所以，電力行業就成為二氧化硫減排的主戰場，其中，承擔二氧化硫削減任務的主要是20萬kW的大容量燃煤機組，因此，加快火電廠新建機組煙氣脫硫工程建設和老機組脫硫技術改造是十分艱巨的任務。

2 火電廠煙氣脫硫常用的方法及特點

以脫硫劑進入脫硫系統的水溶狀態進行分類，可以把煙氣脫硫技術分為干態(干法)、少量水溶狀態(半干法)、大量水溶狀態(濕法)三種。

1)干法脫硫技術是指應用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來脫除煙氣中的二氧化硫，常用的方法有：爐內噴鈣尾部增濕活化技術和循環流化床鍋爐。它的優點是工藝過程簡單，無污水、污酸處理問題，能耗低，特別是凈化后煙氣溫度較高，有利于煙囪排氣擴散，不會產生“白煙”現象，凈化后的煙氣不需要二次加熱，腐蝕性小。

2)半干法脫硫技術是經破碎石灰在消化池中，經消化后與脫硫副產物和部分煤灰混合，制成混合漿液，經漿液泵升壓旋轉噴霧器，經霧化后在塔內均勻分散，熱煙氣從塔頂切向進入煙氣分配器，同時與霧滴順流而下，霧滴在蒸發干燥的同時發生化學反應，吸收煙氣中的二氧化硫。常用的方法有旋轉噴霧法脫硫技術和煙氣循環流化床脫硫技術。它兼有干法和濕法的一些特點，既有濕法脫硫反應速度快、脫硫效率高的特點，又有干法無污水廢酸排除，脫硫后產物易于處理的好處。

3)濕法脫硫技術是指反應劑在漿液狀態下進行脫硫和脫硫產物的處理，它的的脫硫系統位于煙道的末端，除塵器之后，脫硫過程的反應溫度低于露點，所以，脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。常用的方法是石灰石—石膏濕法脫硫工藝，海水脫硫法。該技術的特點是反應速度快，效率高，脫硫添加劑利用率高。如用石灰做脫硫劑時，當鈣硫比為1時，即可達到90%的脫硫率，適合大型燃煤電站的煙氣脫硫，但是，濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題，初期投資大，運行費用也較高。

綜合以上三種脫硫技術比較，可以看出：干法和半干法吸收劑的利用率遠低于濕法工藝，對含硫分高的煤種適應性差，干灰與脫硫產物無法分開利用等。目前，脫硫設備設計規程要求是大容量機組或設計煤種超過2%的機組優選濕法工藝，脫硫效率要求90%以上，200 MW以下或剩余壽命低于10年的老機組，以及設計煤種含硫量低于2%的機組，推薦采用干式、半干式或其他費用相對經濟的脫硫技術，脫硫效率要求僅為75%。

3 古交電廠脫硫技術的應用

1)古交電廠一期2×300 MW機組煙氣脫硫裝置是基于回流式循環流化床半干法脫硫工藝，煙氣從鍋爐出來之后，通過ESP1進行預除塵，ESP1的除塵效率為86%，然后通過兩條煙道從RCFB塔底部兩側進入RCFB吸收塔。在塔擴建端與再循環脫硫灰以及投加的消石灰一起，以湍動、環流的運動方式流向吸收塔頂部。在塔內部分脫硫灰回流(內循環)，在RCFB吸收塔中，通過霧化的水在RCFB內蒸發調節溫度，調節脫硫塔中煙氣溫度在70°～80°，投機的消石灰與煙氣中的二氧化硫等酸性氣體進行化學反應，從而達到煙氣脫硫的目的，反應產物為干態。脫硫后的煙氣從RCFB吸收塔頂部排出后進入ESP2后除塵，進行二級除塵，除塵效率99.987 5%，控制煙氣排放濃度小于100 mg/Nm3，脫硫率在90%以上。一期工程自投產以來，運行穩定，各項指標均達到了設計要求，為環保脫硫清潔生產作出了貢獻。

2)古交電廠二期工程2×600 MW機組脫硫采用的是石灰石—石膏濕法脫硫方式。它主要由吸收劑制備與供應系統，二氧化硫吸收系統、煙氣系統、石膏脫水系統、工藝水系統、廢水處理系統等組成。其原理為：成品石灰石粉與水混合攪拌成吸收漿液，在吸收塔內，吸收漿液與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應后，二氧化硫被脫除，最終反應產物為石膏。脫硫后的煙氣經除霧器除去帶出的細小液滴后回到GGH進行加熱，加熱后的凈煙氣溫度達到80°以上排入煙囪。本工藝的的特點為：脫硫吸收劑的利用率高，鈣硫比為1.03，脫硫效率高，大于95%，使用煤種廣，一般不受燃煤含硫量的限制，應用范圍廣，適用機組最低穩燃負荷30%BMCR工況和100%BMCR工況之間任何負荷工況下運行。現在二期脫硫雖然還沒有投入正式運行，正在調試階段，但是石灰石—石膏濕法脫硫工藝是目前世界上最成熟、應用最多的工藝，已有運行30多年的業績，占脫硫裝機容量的85%以上，脫硫效率可達95%左右，所以，二期脫硫工程的最終投產也是符合環保要求的。

4 結束語

近年來，為了保護環境，一些小容量的火電機組已相繼關停，大容量的火電機組也都采取了各種脫硫工藝，保證了二氧化硫的控制排放。

［1］ 國電太原第一熱電廠.300 MW熱電聯產機組煙氣脫硫技術［M］.北京：中國電力出版社，2006：3－18.