小議燃煤鍋爐脫硫除塵技術及其特點

紀明江

[關鍵詞]燃煤鍋爐；脫硫除塵技術；特點

由于我國的經濟結構和社會生活建立在國產能源的基礎上，而煤炭又占常規能源探明儲量的重要位置。因此，在今后相當長的時期內，煤炭仍將是我國的主要能源。

我國的大氣污染與以煤為主的能源結構有著直接的關系。煤炭的大量燃燒是造成城市大氣中二氧化硫和煙塵污染的最直接的原因。我國排放的二氧化硫已連續多年超過2000萬噸，居世界首位。火電廠的二氧化硫排放占整個二氧化硫排放量的比重相當高。二氧化硫和煙塵污染危害整個生態系統及建筑物等，已成為制約社會經濟發展的重要環境因素，在"八五"和"九五"期間，對國際上現有脫硫的主要除塵技術組織了研究開發，取得了一定成績，從總體上說，除塵工藝和設備已日趨完善，現已形成一定的規模生產能力，而對脫硫工藝和設備，除少數引進國外的脫硫脫硫工藝和設備能確保可靠、有效運行外，多數工藝和設備尚處在小試探索或中試階段，到最后進入實用階段，還有許多問題需要完善。

盡管總的來說安裝脫硫裝置的鍋爐比例還很低，但目前在用的脫硫技術已涉及到很多種工藝，各種技術在運行過程中所具有的減排特性，可靠性，經濟性等都是有差別的，它們將影響到技術的適用性和推廣應用前景。

我國火電廠煙氣脫硫技術的研發起始于上世紀六十年代初，進入七十年代后，先后開展了十多項不同規模、不同工藝的試驗研究，取得了階段性成果。但由于技術、經濟等多方面的原因，一直未能在大型火電廠機組上得到應用。

近幾年來，隨著我國經濟發展的增長和環境標準的漸趨嚴格以及對火電廠二氧化硫污染治理力度的加大，促使火電廠煙氣脫硫行業的發展，取得了長足進步。主要表現在以下幾個方面：

1.在國內技術和經驗不能滿足國內脫硫市場需求的情況下，通過多種合作方法，引進了在國際上已進入商業化市場或具有良好商業發展前景的多種脫硫技術。初步形成了一批火電廠煙氣脫硫工程骨干企業，為技術、設備國產化和參與國外脫硫市場的競爭，奠定堅實的基礎。

2.煙氣脫硫工程技術和設備的國產化程度不斷提高。有些骨干企業已能承接我國火力發電廠主導機組的煙氣脫硫工程總承包，具備從工程設計、設備供應、加工安裝、運行調試等項工作依靠國內技術力量自行獨立完成的條件和能力，不但使工程造價大幅度下降，同時也帶動國內相關機電產品的開發和生產，新的產業鏈已初步形成。

下面重點介紹一下石灰石-石膏法煙氣脫硫技術。石灰石-石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種脫硫技術。

它的工作原理是：將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔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從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣，硫酸鈣達到一定飽和度后，結晶形成二水石膏。經吸收塔排出的石膏漿液經濃縮、脫水，使其含水量小于10，然后用輸送機送至石膏貯倉堆放，脫硫后的煙氣經過除霧器除去霧滴，再經過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內吸收劑漿液通過循環泵反復循環與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。

旋轉噴霧干燥煙氣脫硫技術旋轉噴霧干燥煙氣脫硫技術于70年代中開始研究開發，80年代初開始工業性應用，該技術與濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫技術相比，具有流程短，系統簡單，能耗低，無腐蝕，無廢水排放等優點。

該裝置是石灰由斗式提升機送至石灰儲倉，經倉下部的螺旋給料機加入消化槽與水混合消化，同時經終產物倉下部的螺旋給料機將反應物加入混合槽與水混合，兩種漿液按比例同時泵入吸收槽，配制成所需要的吸收液，然后泵入高位槽經噴霧器在干燥塔內霧化，并與經煙氣分配器進入干燥塔的煙氣混合，漿液霧滴在蒸發干燥過程中，鈣與煙氣中的硫氧化物發生反應，生成硫酸鈣和亞硫酸鈣。反應后的煙氣進入布袋除塵器在除去煙氣中攜帶的已被干燥的吸收劑及煙塵的同時，煙氣中的硫氧化物再次與一部分吸附在濾袋上尚未反應完全的吸收劑繼續發生反應，進一步脫除硫氧化物。

磷銨肥法煙氣脫硫技術磷銨肥法煙氣脫硫技術屬于回收法，以其副產品為磷銨而命名。該工藝過程主要由吸附（活性炭脫硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷礦萃取磷酸）、中和（磷銨中和液制備）、吸收（磷銨液脫硫制肥）、氧化（亞硫酸銨氧化）、濃縮干燥（固體肥料制備）等單元組成。它分為兩個系統：l煙氣脫硫系統-煙氣經高效除塵器后使含塵量小于200mg/Nm3，用風機將煙壓升高到7000Pa，先經文氏管噴水降溫調濕，然后進入四塔并列的活性炭脫硫塔組（其中一只塔周期性切換再生），控制一級脫硫率大于或等于70，并制得30左右濃度的硫酸，一級脫硫后的煙氣進入二級脫硫塔用磷銨漿液洗滌脫硫，凈化后的煙氣經分離霧沫后排放。

肥料制備系統在常規單槽多漿萃取槽中，同一級脫硫制得的稀硫酸分解磷礦粉（P2O5含量大于26），過濾后獲得稀磷酸（其濃度大于10），加氨中和后制得磷氨，作為二級脫硫劑，二級脫硫后的料漿經濃縮干燥制成磷銨復合肥料。

爐內噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術爐內噴鈣脫硫技術由兩步固硫反應組成，首先將石灰石粉料噴入爐膛熱煙氣中，石灰石熱解后生成的氧化鈣與煙氣中的二氧化硫發生反應，脫除一部分二氧化硫，然后煙氣進入鍋爐尾部的活化反應器，通過有序的噴水增濕，一部分尚未反應的氧化鈣轉變為有較高脫硫活性的氫氧化鈣，繼續與煙氣中二氧化硫發生反應從而完成脫硫的全過程。

簡易石灰石——石膏法煙氣脫硫技術我國的燃煤煙氣脫硫技術尚處在引進、研究和開發階段，而且不同的脫硫工藝技術，其設備投資、運行費用、技術性能和經濟性均有很大差異。雖然我國已對國際上現有煙氣脫硫技術的一些主要類型引進、消化、研究和開發，但還僅僅處在探索和示范階段。