燃煤電廠煙氣濕法脫硫工藝分析

呂晗

摘要：燃煤電廠在發(fā)電過(guò)程中，由于煤品灼燒產(chǎn)生大量 廢氣，會(huì)導(dǎo)致大氣環(huán)境遭到嚴(yán)重污染，而煙氣脫硫工藝可以有效吸收廢氣中的 ，達(dá)到控制環(huán)境污染的目的，因而加強(qiáng)對(duì)脫硫工藝技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前，脫硫工藝種類眾多，其中以濕法脫硫工藝技術(shù)發(fā)展最為成熟。本文針對(duì)電廠濕法脫硫工藝展開(kāi)探討，簡(jiǎn)要介紹了常見(jiàn)的濕法脫硫工藝，并對(duì)濕法脫硫工藝在生產(chǎn)中應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫；燃煤電廠；石灰石-石膏脫硫工藝；海水脫硫

一、燃煤電廠濕法脫硫工藝簡(jiǎn)介

濕法脫硫工藝最早起源于海水脫硫，其原理是利用海水的堿度及其天然特性脫除煙氣中的二氧化硫，但是由于其嚴(yán)苛的地域限制，導(dǎo)致該方法的大范圍應(yīng)用存在困難。隨著科學(xué)技術(shù)及化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，脫硫工作者開(kāi)發(fā)了濕式石灰石/石灰—石膏脫硫工藝，該方法也是迄今為止應(yīng)用范圍最廣、技術(shù)發(fā)展最成熟、應(yīng)用情況最穩(wěn)定的脫硫工藝。在此基礎(chǔ)上，脫硫工作者不斷突破脫硫工藝的局限性，又先后開(kāi)發(fā)了鈉鈣雙堿法、濕式氨法脫硫工藝等，為濕法脫硫技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。濕法脫硫較之半干法、干法脫硫擁有絕對(duì)的實(shí)用業(yè)績(jī)優(yōu)勢(shì)，絕大多數(shù)電廠煙氣脫硫均采用濕法脫硫工藝，其中又以濕式石灰石/石灰—石膏脫硫法應(yīng)用居多。

二、濕法脫硫工藝的分類

1、石灰石-石膏脫硫工藝

石灰石—石膏脫硫工藝是應(yīng)用范圍最廣，也是最為穩(wěn)定的脫硫工藝，其反應(yīng)原理如下： → （2-1-1）

→ ↑ （2-1-2）

→ · （2-1-3）

→ · ↑ （2-1-4）

其中，式（2-1-1）和（2-1-2）發(fā)生在脫硫塔頂部，也是消除煙氣中二氧化硫的主反應(yīng)；式（2-1-3）和（2-1-4）則發(fā)生于脫硫塔底部，不穩(wěn)定氧化產(chǎn)物亞硫酸鈣被氧化為帶有結(jié)合水的硫酸鈣，即帶有結(jié)晶水的石膏，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢氣的有效利用。該技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如：技術(shù)發(fā)展成熟、應(yīng)用范圍廣、脫硫效率高（可達(dá)95%及以上）、脫硫劑使用效率高（可達(dá)90%及以上）等。同樣，該技術(shù)也具有一定的局限性，如投資成本高、后期使用成本高、系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜、易受腐蝕等。但綜合權(quán)衡，濕式石灰石—石膏脫硫工藝的使用對(duì)濕法脫硫工藝的發(fā)展具有里程碑式的意義，它極大地減輕了煙氣中二氧化硫?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境造成的污染壓力，同時(shí)也為工業(yè)廢氣的再度利用做出了重要貢獻(xiàn)。

2、海水脫硫工藝

海水脫硫工藝研發(fā)起步最早，其原理是海水中的鹵化物、硫酸鹽等堿性物質(zhì)可去除煙氣中的二氧化硫。根據(jù)化學(xué)工藝可將海水脫硫法分為兩類：只用海水和向海水中添加適量石灰來(lái)調(diào)節(jié)吸收液的堿度值，而前者應(yīng)用較為廣泛。海水脫硫工藝具有操作簡(jiǎn)單、原料易取、不易結(jié)垢堵塞、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是，其應(yīng)用地域限制較為嚴(yán)格，只能在沿海地區(qū)使用，在內(nèi)陸地區(qū)應(yīng)用較為困難。

3、其它工藝

濕法脫硫工藝投入現(xiàn)場(chǎng)使用的有不下20種，其中應(yīng)用較為普遍的還有新氨法煙氣脫硫技術(shù)、鎂基吸收法脫硫技術(shù)、雙堿法脫硫技術(shù)等。新氨法脫硫技術(shù)主要是利用氨水來(lái)吸收含二氧化硫的煙氣，該方法的好處是工業(yè)廢氣可再度生產(chǎn)為化肥或是高質(zhì)量的工業(yè)硫酸。由于新氨法脫硫采用液液接觸，脫硫效率更為顯著。其次，新氨法脫硫也可以通過(guò)廢料進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，在一定程度上減輕了前期建設(shè)的費(fèi)用負(fù)擔(dān)。鎂基吸收法則是利用 濁液進(jìn)行脫硫，二氧化硫在吸收器中被吸收生成亞硫酸鎂或是硫酸鎂，達(dá)到脫去煙氣中二氧化硫的目的。雙堿法脫硫工藝是利用含 的堿性溶液或是氨水與二氧化硫反應(yīng)，然后再度用中間產(chǎn)物與生石灰等堿性物質(zhì)反應(yīng)，最后生成硫酸鈣這一無(wú)毒無(wú)害物質(zhì)，該方法成本低、無(wú)堵塞，是一種經(jīng)濟(jì)高效的脫硫手段。

三、濕法脫硫工藝在電廠的應(yīng)用

濕法脫硫工藝是目前世界范圍內(nèi)發(fā)展最為成熟的脫硫手段，其吸收劑原料易得、副產(chǎn)品可回收利用率高、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、達(dá)到的環(huán)境指標(biāo)合乎標(biāo)準(zhǔn)。各燃煤電廠可根據(jù)電廠自身的燃煤類型、所處地理環(huán)境、原材料獲取難易程度、劃地規(guī)模及當(dāng)?shù)卣h(huán)保政策等因素，進(jìn)行系統(tǒng)梳理和規(guī)劃，以選取合適的脫硫方法來(lái)解決煙氣中二氧化硫含量超標(biāo)的問(wèn)題。

濕法脫硫技術(shù)在我國(guó)燃煤電廠中一直作為優(yōu)先考慮的脫硫工藝，研究表明，濕法脫硫技術(shù)相較于干法脫硫技術(shù)、半干法脫硫技術(shù)，具有投入成本低、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、技術(shù)手段成熟等優(yōu)勢(shì)。但各電廠在運(yùn)用該技術(shù)手段時(shí)也應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）重視防堵塞、結(jié)垢的防護(hù)處理

濕法脫硫工藝在應(yīng)用時(shí)面臨的普遍問(wèn)題就是結(jié)垢堵塞情況突出。電廠在實(shí)際應(yīng)用濕法脫硫技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意吸收器、氧化槽，尤其注意噴嘴及管道中的結(jié)垢情況，定期進(jìn)行設(shè)備清理，并應(yīng)重視監(jiān)測(cè)觀察環(huán)節(jié)，避免設(shè)備由于結(jié)垢封堵而難以正常運(yùn)行。

（2）重視防腐、防磨損設(shè)計(jì)研究

漿液中的大量電解質(zhì)及固態(tài)顆粒會(huì)對(duì)設(shè)備壁面造成腐蝕磨損，減少設(shè)備使用壽命。在設(shè)計(jì)脫硫設(shè)備體系時(shí)，應(yīng)充分考慮到設(shè)備內(nèi)襯、閥門(mén)、管道、噴嘴的耐腐蝕程度，積極研發(fā)相應(yīng)的防腐蝕、防磨損改良方案，針對(duì)各電廠脫硫手段的特異性展開(kāi)專項(xiàng)攻關(guān)，改善設(shè)備腐蝕磨損情況。

（3）注意吸收劑品質(zhì)及燃煤煤質(zhì)變化

隨著生產(chǎn)進(jìn)程推進(jìn)及原煤產(chǎn)源變化，燃煤煤質(zhì)也會(huì)受到諸多因素的影響。不同品質(zhì)的原煤其化學(xué)構(gòu)成不同，最終灼燒得到的產(chǎn)物也各有不同，各電廠在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)實(shí)時(shí)把握這一因素，做好相應(yīng)的脫硫方案調(diào)整，以保證脫硫的高效性及實(shí)用性。同時(shí)，隨著二氧化硫吸收量的不斷增多，吸收劑的品質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化，電廠相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)注意這一點(diǎn)，做好動(dòng)態(tài)調(diào)整規(guī)劃，將經(jīng)濟(jì)效益與脫硫效率控制在合理范圍內(nèi)。

四、結(jié)語(yǔ)

本文詳述了幾種常見(jiàn)的脫硫技術(shù)，并對(duì)其原理做了簡(jiǎn)要綜述。雖然目前最為普遍的技術(shù)仍為石灰石—石膏脫硫工藝，但對(duì)其它工藝技術(shù)的改革創(chuàng)新仍不容忽視。未來(lái)的濕法脫硫技術(shù)將更注重對(duì)環(huán)境達(dá)標(biāo)程度的控制并考慮其綜合副產(chǎn)品的利用。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，電廠負(fù)責(zé)人應(yīng)注意對(duì)于脫硫工藝的實(shí)時(shí)調(diào)整，將脫硫措施體系化、過(guò)程化，注重對(duì)脫硫裝置的檢修監(jiān)督，完善脫硫工藝細(xì)節(jié)，重視相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)，進(jìn)行脫硫技術(shù)工藝改良創(chuàng)新，不斷縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距。

參考文獻(xiàn)

[1] 鹿瑤.關(guān)于濕法脫硫工藝探析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（11）

[2] 孔火良，吳慧芳，金保升.燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)及其主要工藝[J].煤礦環(huán)境保護(hù)，2002（12）

[3] 郭斌洲.半干法脫硫與濕法脫硫工藝選擇比較[J].山西焦煤科技，2010（07）