火電廠脫硫存在問(wèn)題及工藝選擇方法探討

摘 要：脫硫工藝的選擇是火電廠脫硫工程的關(guān)鍵，針對(duì)目前火電廠脫硫技術(shù)存在問(wèn)題，文章從技術(shù)角度提出應(yīng)重點(diǎn)考慮的選擇原則、技術(shù)指標(biāo)和選擇方法。對(duì)電廠的脫硫工程建設(shè)時(shí)，根據(jù)工程具體的建設(shè)要求和條件，科學(xué)合理地選擇切合實(shí)際的脫硫工藝具有指導(dǎo)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：電廠 脫硫 技術(shù)原則 指標(biāo) 方法

中圖分類號(hào)：X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（c）-0128-01

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，煤電消耗急劇增大，火電廠煙氣排放總量增加。電廠排放的SO2約占全國(guó)總排放量的三分之一。在中國(guó)能源的生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭一直占主導(dǎo)地位，這種格局在比較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變，大氣中的廢氣主要來(lái)源于燃料產(chǎn)生的煙氣，我國(guó)電廠煙氣脫硫技術(shù)開始于70年代，但是到目前為止還沒(méi)有完全國(guó)產(chǎn)化的火電廠脫硫裝置產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)階段因電廠發(fā)電導(dǎo)致的SO2排放占全國(guó)67%，由此可見，電廠脫硫工程仍是我國(guó)SO2控制的首要工作。

1 火電廠脫硫技術(shù)

1.1 燃燒前的脫硫

燃燒的前脫硫主要是指對(duì)煤的脫硫。主要有化學(xué)法、微生物法和物理法三種脫硫方法。目前應(yīng)用最普遍的是物理法的重力分選法；該方法利用密度特性，將煤破碎以后在水中經(jīng)旋流器后與精煤分離，可脫除80%的硫份和60%的灰份。在燃燒前煤炭洗選控制方面，我國(guó)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。

1.2 燃燒中的脫硫

燃燒中脫硫又稱爐內(nèi)脫硫法，循環(huán)流化床脫硫技術(shù)是電廠普遍采用的方法。加入脫硫劑后低溫燃燒過(guò)程中，首先碳酸鈣分解，分解后的氧化鈣與的SO2產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，變成硫化鈣，對(duì)硫進(jìn)行固化。

影響流化床脫硫率的因素有：鈣硫比、流化速度、過(guò)量空氣系數(shù)、脫硫劑類型和粒度等。此脫硫系統(tǒng)投資少、占地小、成本低，適合小型電廠。

2 火電廠脫硫存在問(wèn)題

進(jìn)入20世紀(jì)以后，隨著用電量需求增加，燃煤消耗大增，SO2排放量飆升。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是電廠脫硫項(xiàng)目建設(shè)滯后。對(duì)電廠機(jī)組引進(jìn)脫硫項(xiàng)目，減少?gòu)U氣排放，已被國(guó)家環(huán)保部門提上日程，電廠對(duì)治理SO2也持積極的態(tài)度，但目前脫硫項(xiàng)目仍然存在以下問(wèn)題。

2.1 缺少有效的技術(shù)推廣體系

我國(guó)沒(méi)有開發(fā)出自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫硫技術(shù)，技術(shù)開發(fā)力度不夠；對(duì)多種脫硫方式完成了實(shí)驗(yàn)及示范工作，但沒(méi)有推廣，技術(shù)的推廣力度也不夠，科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的兩個(gè)重要方面就是科技術(shù)推廣與技術(shù)開發(fā)，我國(guó)缺乏有效的技術(shù)推廣體系，技術(shù)不能轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，不能形成科研與效益的良性循環(huán)。

2.2 缺少國(guó)產(chǎn)專用脫硫配套體系

由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有形成專用脫硫配套設(shè)備體系，目前脫硫關(guān)鍵設(shè)備還是靠從國(guó)外進(jìn)口，無(wú)形中增加了脫硫投資費(fèi)用，一般來(lái)說(shuō)，啟動(dòng)脫硫項(xiàng)目的20%的啟動(dòng)資金要企業(yè)自籌。其余的80%大部分需要向銀行貸款，且貸款的本金和利息最后都要電廠承擔(dān)。降低了電廠投資積極性。

2.3 缺少固定脫硫場(chǎng)地

老機(jī)組改造項(xiàng)目存在場(chǎng)地限制問(wèn)題。對(duì)老機(jī)組的脫硫改造，沒(méi)有預(yù)留改建場(chǎng)地，因此，多數(shù)廠家不得不退而求其次選擇脫硫工藝和裝置。老機(jī)組的改造需要增設(shè)場(chǎng)地拆遷費(fèi)用，還要根據(jù)主機(jī)運(yùn)行壽命，計(jì)算脫硫裝置的折舊年限，加速了計(jì)提資產(chǎn)折舊。

我國(guó)脫硫產(chǎn)業(yè)前期發(fā)展緩慢、近期發(fā)展迅猛，涌現(xiàn)出一大批脫硫環(huán)保公司，進(jìn)入脫硫市場(chǎng)。目前整個(gè)煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在：市場(chǎng)發(fā)展滯后于市場(chǎng)需求；引進(jìn)脫硫技術(shù)沒(méi)有被完全掌握；關(guān)鍵設(shè)備需要進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)技術(shù)不夠過(guò)硬；脫硫工程設(shè)計(jì)缺乏系統(tǒng)性；脫硫公司技術(shù)水平良莠不齊；脫硫設(shè)備與機(jī)組同步投運(yùn)率不高等。

3 脫硫工藝的選擇

3.1 選擇的主要技術(shù)原則

（1）本著可持續(xù)發(fā)展原則，提出合理可行的控制目標(biāo)，包括脫硫效率、排放濃度和排放量大小。

（2）結(jié)合機(jī)組的現(xiàn)狀，考慮機(jī)組新舊程度、機(jī)組容量、燃煤硫分等，考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源條件、脫硫建設(shè)條件，提出技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、操作上可控且有一定延伸性的脫硫工藝。

（3）脫硫工程實(shí)施后，在允許時(shí)間和投資范圍內(nèi)，能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)。

（4）脫硫工程實(shí)施后，不造成二次污染或盡可能將污染降至最少。

3.2 選擇工藝時(shí)應(yīng)考慮的主要指標(biāo)

在進(jìn)行脫硫技術(shù)選擇時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮的技術(shù)指標(biāo)主要有一下幾個(gè)。

3.2.1 脫硫效率

脫硫效率是表征脫硫系統(tǒng)脫硫能力的指標(biāo)。電廠安裝脫硫系統(tǒng)的目的是脫除煙氣中的硫。因此脫硫系統(tǒng)必須有足夠高的脫硫效率。

3.2.2 鈣硫比

鈣硫比是用來(lái)表示達(dá)到一定脫硫效率時(shí)鈣基吸收劑的過(guò)量程度。一般來(lái)說(shuō)，鈣硫比與脫硫效率成正比。

3.2.3 吸收劑的利用率

吸收劑的利用率是脫硫效率與鈣硫比之比。達(dá)到一定脫硫效率所需的鈣硫比越低，鈣的利用率越高。

3.2.4 吸收劑的可獲得性和易處理性

主流脫硫工藝，主要以鈣基化合物作為脫硫吸收劑。石灰石價(jià)廉易得、有很好的可獲得性和易處理性，應(yīng)優(yōu)先使用石灰石作為吸收劑的工藝，且必須考慮其純度即CaCO3的含量和活性。

3.2.5 脫硫副產(chǎn)品的處置和可利用性

脫硫副產(chǎn)品是吸收劑與硫反應(yīng)之后的產(chǎn)物，副產(chǎn)品應(yīng)具有以下特性：性能穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生二次污染；最好是固體粉末狀態(tài)；能作為其它行業(yè)的原料，實(shí)現(xiàn)可資源化。

3.2.6 對(duì)機(jī)組運(yùn)行的適應(yīng)性

電廠的機(jī)組可能作為調(diào)峰機(jī)組，與其配套的脫硫裝置必須能適應(yīng)經(jīng)常起停的特性。脫硫裝置必須對(duì)燃煤變化有較好的適應(yīng)性。干法脫硫工藝的負(fù)荷跟蹤特性好，適用于調(diào)峰機(jī)組。半干法脫硫工藝和干法較適用于中、低硫煤。

3.3 脫硫工藝的選擇方法

有了脫硫工藝的技術(shù)原則及參考指標(biāo)，工藝選擇方法也是非常重要的。由于不同的脫硫工藝投資、運(yùn)行費(fèi)用、可靠性方面有很大的差異，脫硫工藝的選擇一直是煙氣脫硫技術(shù)研究的難點(diǎn)。目前主要在用的脫硫工藝優(yōu)選方法有專家會(huì)議法、特爾菲法、模糊評(píng)價(jià)法、層次分析法較、灰色綜合評(píng)價(jià)法、熵權(quán)評(píng)價(jià)法。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，火電廠脫硫勢(shì)在必行。對(duì)國(guó)外各種脫硫技術(shù)加以消化吸收，根據(jù)脫硫技術(shù)原則，參照工藝指標(biāo)，根據(jù)脫硫工藝選擇方法選擇合適的工藝，加速國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，是脫硫技術(shù)在我國(guó)電廠建設(shè)和改造中得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

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