火電廠脫硫工藝發展研究

摘 要：文章概述了我國火電廠煙氣脫硫的必要性；通過對我國脫硫技術現況的研究，分析了導致我國脫硫工藝滯后的因素；對幾種主要的脫硫工藝進行優缺點比較，為火電廠脫硫工藝的選擇提出建議。

關鍵詞：火電廠；脫硫工藝；現狀

1 背景

隨著經濟的發展，具有全球性影響的環境問題日顯突出，保護環境已經受到世界上許多國家的重視，并將其作為社會責任的一部分。全世界有著社會責任的國家為改善人類的生活環境和實現可持續發展共同簽訂了《哥本哈根協議》。火力發電廠是SO2排放的重點行業，在控制環境污染方面有著不可推卸的責任。隨著國家環境保護工作的逐步深入，火電機組配置脫硫設備已成為必然趨勢。

2 我國煙氣脫硫的環境和現狀

2.1 煙氣脫硫環境

上世紀70年代中期，我國許多高校和科研單位就開始了火控制電廠SO2排放的試驗研究。但由于受經濟落后、意識薄弱、投入缺乏等因素的影響，致使我國的自主開發脫硫工藝幾乎處于空白之地。隨著SO2和酸雨污染問題的日趨嚴重，國家重新將控制SO2排放技術的研究提上議事日程。為了更好的控制SO2和酸雨的污染程度，國家劃定了SO2控制區和酸雨控制區，即“兩控區”[1]；國家環保局明確規定了兩控區內煙氣的排放標準，且要求將控制SO2排放措施作為當地規劃的重點。兩控區內新建的燃煤企業必須配備脫硫設備，已經建成的燃煤企業應采取有效的措施控制SO2的排放。

2.2 脫硫現狀

（1）脫硫技術的消化吸收、創新能力不足。由于我國對電廠煙氣脫硫技術研究較晚，目前尚未完全掌握國際上比較成熟的脫硫工藝的設計、制造技術，還要依賴國外的脫硫設備，不僅技術上依賴他人，且無形中增加了投資費用。

（2）脫硫工藝轉變了污染形式。目前國際上主要通過拋棄法和回收法來處理脫硫副產品，多數火電廠對于脫硫產物的綜合利用水平不高，只能利用廢棄的方法。被拋棄的脫硫產物會產生二次污染。

（3）脫硫設備未完全利用。一些火電廠沒有完全掌握核心脫硫技術，對國外裝置依賴度高，不能對出現故障的設備及時維修；一些火電廠為了提高經濟效益，停止運行脫硫裝置；環境保護部門對火電廠的脫硫設備是否正常運行缺乏嚴格的監管。這些因素的存在，使得國內投產的煙氣脫硫設備實際投運率不足60%，沒有完全發揮脫硫設備的作用。

（4）部分脫硫裝置在高效穩定運行方面存有一定難度。許多脫硫設備都是針對鍋爐燃用設計煤種而安置的，但是實際燃用煤種和設計煤種存在著很大的差異，這就對脫硫裝置的運行產生影響，使其不能夠達到設計的脫硫效率。脫硫效率會隨著進入吸收塔內煙氣中SO2含量的增加而顯著下降；此外，隨著進入吸收塔漿液中的SO2摩爾系數的增加，導致吸收塔內吸收和氧化反應的時間和空間不足，降低了漿液的PH值，從而影響脫硫設備的安全性能。同時，漿液中亞硫酸鈣質量濃度增高，影響石膏脫水系統的正常運行。當進入吸收塔的SO2質量數增大到一定數值后，整個吸收塔的動態平衡將被破壞，脫硫系統將無法維持運行[2]。

（5）脫硫裝置無法隨機組負荷變化進行協調運行工作。當機組負荷增加時，燃煤量增加，排煙量隨之增加，如果脫硫裝置運行不變，必然導致脫硫效率降低；當機組負荷減小時，燃煤量減少，排煙量隨之減少，如果脫硫裝置運行不變，必然導致浪費脫硫能力。

3 煙氣脫硫技術選擇

3.1 煙氣脫硫技術的種類

煙氣脫硫技術根據脫硫劑及副產物進、出吸收器的狀態又可分為：濕法、半干法、干法三大類脫硫工藝。濕法脫硫技術是用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態下脫硫和處理脫硫產物，該法具有脫硫反應速度快、設備簡單、脫硫效率高等優點，但普遍存在腐蝕嚴重、運行維護費用高及易造成二次污染等問題。干法脫硫技術的脫硫吸收和產物處理均在干狀態下進行，該法具有無污水廢酸排出、設備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴散、二次污染少等優點，但存在脫硫效率低，反應速度較慢、設備龐大等問題。半干法脫硫技術是指脫硫劑在干燥狀態下脫硫、在濕狀態下再生，或者在濕狀態下脫硫、在干狀態下處理脫硫產物的煙氣脫硫技術。表1介紹了幾種主要的煙氣脫硫技術的優缺點。通過以上脫硫工藝優缺點對比可知，今后我國新建的火電廠的主導脫硫技術是已經非常成熟的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。

3.2 煙氣脫硫工藝選擇時的基本要素

目前煙氣脫硫工藝多達幾十種，每種工藝適合的情況不同，且工程造價比較昂貴，所以，根據電廠自身的情況選擇合理的脫硫技術，顯得非常重要。煙氣脫硫技術的選擇涉及技術、經濟、總量減排等多方面因素，一般選擇一種脫硫工藝，應考慮以下因素：

（1） 煙氣脫硫工藝必須滿足達標排放的要求。

（2）應滿足國家相關煙氣脫硫技術政策、工程技術規范等要求。

（3）選擇脫硫工藝時應考慮脫硫所需吸附劑在當地容易獲得，及脫硫用水的來源和處理情況。

（4）選擇脫硫工藝時應考慮機組容量的大小和燃用煤種的含硫情況。機組容量大的電廠，應考慮使用脫硫效率高、運行穩定的脫硫技術；機組容量小的電廠，應考慮使用脫硫效率適中、經濟性好的脫硫技術。

（5）電廠脫硫預算。包括初投資費用和年運行費用。

（6）對于容量較大的帶基本負荷的機組應考慮選擇脫硫效率高、系統穩定的工藝。對于容量較小的調峰機組，應考慮選擇系統運用靈活、脫硫效率適中的工藝。

（7）脫硫裝置安裝時的難易程度、是否穩定運行和可拓展性。脫硫裝置是否運行穩定直接關系到火電機組的運行穩定性。

（8）選擇脫硫工藝時要考慮脫硫產物的二次污染、儲存場地和費用問題，避免造成由于脫硫產物的銷路不暢，而提高整體運行費用。

4 結論

（1）今后我國新建的火電廠的主導脫硫技術是已經非常成熟的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，但是不同地理區域的電廠應視具體情況選擇適合自身的脫硫工藝。（2）積極拓展脫硫產物的應用途徑，避免二次污染，提高脫硫工藝的經濟性。（3）目前國內脫硫技術研究的最重要任務，就是提高脫硫技術的自主創新能力及將脫硫技術實現國產化。（4）保證火電機組的穩定高效運行，從而實現脫硫技術穩定運行。

參考文獻

[1]薛志剛，柴發合，段寧，等.“兩控區”酸雨和二氧化硫污染控制的趨勢和對策.中國能源，2002（11）.

[2]金新榮.濕法煙氣脫硫裝置運行中存在問題及解決措施.電力設備，2006，7（12）.

[3]張海燕，許星.國外煙氣脫硫技術的發展與我國的現狀.有色金屬設計，2003，30（1）.

[4]徐曙光.火電廠煤粉鍋爐煙氣脫硫工藝選擇分析.安徽電力，2005，22（3）.

作者簡介：李建偉（1982-），男，漢族，助理工程師，碩士，從事電廠運行工作。