生物質發電項目脫硫分析

寧玲竺美姜濤

（四川省環境保護科學研究院，四川 成都 610000）

世界一次能源缺乏，而我國一次能源更是緊缺，各國都在尋找開發可再生能源，如太陽能、風能、垃圾廢料、生物質能等。生物質能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能。在可再生能源中，生物質能以實物形式存在，具有可儲存、可運輸、資源分布廣、環境影響小等特點，受到世界各國的青睞。生物質能是目前應用最為廣泛的可再生能源，其消費總量僅次于煤炭、石油、天然氣，位居第四位，并且在未來可持續能源系統中占有重要地位。但是在生物質作為燃料的發電項目中，大氣污染仍需要特別關注，提出切實可行的預防措施。

本文以洪雅縣生物質發電廠項目環評為例，分析其生物質燃料成份與SO2預防及治理措施的關系。

1 洪雅縣生物質發電廠概況

項目為利用洪雅縣境內的林（竹）木及各類農作物秸稈直接燃燒發電的生物發電廠，其裝機容量為1×120t/h生物質高溫超高壓循環流化床鍋爐，配套1×30MW高溫超高壓凝汽式汽輪發電機組，為生物質直燃式發電項目。項目采用秸桿、林業三剩物及次小薪材作為燃料，用量20.5萬t。項目建成后每年可為電網提供清潔能源約2.25億kW.h/a。

2 生物質燃料成份分析

洪雅縣生物質發電廠的生物質燃料來源主要來自于林（竹）木廢棄物、秸稈、奶牛糞便等,根據燃料配比比例：玉米秸稈 24%、竹枝18%、稻草13%、鋸末7%、灌木23%、牛糞15%，采用加權平均，混合生物質燃料的成份如下表1。

表1 項目設計燃料及混合燃料成份分析表

3 生物質電廠常規的SO2控制技術

目前，生物質電廠控制二氧化硫的處理方法較多，比較常用的為爐內噴鈣脫硫技術。爐內噴鈣脫硫技術是通過向爐內直接添加石灰石粉來控制SO2排放。投入爐內的石灰石在850℃左右條件下發生煅燒反應生成氧化鈣，然后氧化鈣、SO2和氧氣經過一系列化學反應，最終生成硫酸鈣，化學反應式為：

CaCO3→CaO+CO2（煅燒反應）

CaO+SO2+1/2O2→CaSO4（固硫反應）

石灰石在煅燒過程中，由于CO2溢出，在固體顆粒的表面及內部形成一定的孔隙，為SO2向顆粒內部擴散及固硫反應的發生創造了條件。在CFB鍋爐燃燒條件下，石灰石煅燒反應生成的CaO具有較高的孔隙率，脫硫反應活性好，可以有效增加石灰石有效利用率，提高CFB鍋爐爐內脫硫效率。

4 洪雅縣生物質發電廠SO2控制技術

根據對該電廠所采用的生物質燃料成份分析，混合燃料含硫量約為0.09%，燃料中灰分中的CaO含量約為23.73%，根據燃料的使用情況（年使用燃料20.5萬t）可計算出SO2的產生濃度為326mg/Nm3；根據燃料灰分的產生量（約為1.22t/h（9150t/a））分析，

灰分中 CaO 含量（t/a）＝9150×23.73%＝2171.295；

原料中 Ca 含量（t/a）＝2171.295×40÷56＝1550.925

核算出原料中的Ca的摩爾數為38，生物質燃料全硫含量校核值約為0.09%，原料中的硫的摩爾數為5，因此，校核燃料的鈣硫比＝38/5＝7.6，大于2.0，固硫率按50%計，因此，項目SO2的最大排放濃度為163mg/Nm3，滿足《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）中表1二氧化硫（四川地區）最高允許排放濃度200mg/Nm3的要求，SO2可直接達標排放，不需另采取煙氣脫硫設施。

5 結論

本文根據對洪雅縣生物質發電廠所采用的混合生物質燃料成份及燃料灰分分析，得到燃料含硫量及灰分中氧化鈣的成分，進一步分析出原料中鈣的含量，可計算出燃料的鈣硫比及固硫率，經以上論證可以看出，生物質發電項目，經過對原料及灰分的成份分析，可得出燃料中鈣硫比，其產生的二氧化硫經過燃料中本身含有的鈣進行固硫，不需新增其他脫硫設施，可滿足《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）中圖1二氧化硫的最高允許排放濃度要求。

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