電廠脫硫技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展研究

賈 寧

遼寧大唐國(guó)際錦州熱電有限責(zé)任公司

1 現(xiàn)階段火電廠的脫硫技術(shù)

1.1 煙氣脫硫技術(shù)

煙氣脫硫技術(shù)，也被稱為循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)，它是利用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的氣流與懸浮顆粒相接觸，相互反應(yīng)，進(jìn)而完成對(duì)尾氣的脫硫處理。雖然這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，但是具有十分廣闊的發(fā)展前景，受到業(yè)內(nèi)人士的廣泛青睞。它的工作原理是與水泥和化工生產(chǎn)中常用的流化床技術(shù)相互結(jié)合。主要的組成部分有生產(chǎn)設(shè)備、吸收塔、再循環(huán)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等。一般情況下，吸收劑都是選用干石灰石，將其作為主要的反應(yīng)物。在整個(gè)脫硫系統(tǒng)中，需要許多子系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互作用來共同完成，如脫硫反應(yīng)系統(tǒng)、制備系統(tǒng)等。為了提高SO2的脫硫程度，一個(gè)完整的脫硫過程需要經(jīng)過多次循環(huán)。這個(gè)過程要耗費(fèi)大量的時(shí)間，要想提高循環(huán)脫硫效率，可以對(duì)各項(xiàng)因素進(jìn)行嚴(yán)格控制。主要的影響因素有溫度、脫硫劑的粒度大小以及反應(yīng)程度等等。其中，鈣硫比的控制要保持在一定范圍內(nèi)，超出既定范圍容易影響脫硫程度。因此，往生產(chǎn)設(shè)備中補(bǔ)給消石灰粉時(shí)要根據(jù)煙氣中的二氧化硫氣體濃度來調(diào)整，同時(shí)要控制反應(yīng)器進(jìn)出口煙氣的凈流量。

煙氣脫硫工藝的優(yōu)勢(shì)在于不產(chǎn)生廢水，投資成本低，占地面積小，適合老機(jī)組煙氣的脫硫工作。尾氣經(jīng)過脫硫處理后產(chǎn)生許多副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)再次利用。它們可以用來制作混凝土，填補(bǔ)路基等。這種脫硫工藝已在國(guó)外盛行，單臺(tái)最大容量遠(yuǎn)超出我國(guó)目前的脫硫裝置，而且脫硫效率高達(dá)85%。

1.2 海水脫硫技術(shù)

顧名思義，海水脫硫技術(shù)的主要原理是利用化學(xué)反應(yīng)來使SO2轉(zhuǎn)變成亞硫酸根，海水擁有的堿性能與煙氣中的含硫氣體相互作用。亞硫酸根不穩(wěn)定，容易被空氣氧化成硫酸根，進(jìn)而除去SO2，形成硫酸。這項(xiàng)技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)單，而且耗費(fèi)的成本低，脫硫成效高，實(shí)現(xiàn)廢物利用。形成的硫酸可以作為工業(yè)硫酸來使用，提高經(jīng)濟(jì)效用。但是海水脫硫存在的局限性也大，僅僅適合于靠近海岸的火電廠，內(nèi)地火電廠難以利用這種技術(shù)來完成脫硫工作。(見圖1)

1.3 濕法脫硫

這種脫硫技術(shù)在我國(guó)大多數(shù)火電廠得到應(yīng)用，將吸附劑和生成物保持為濕態(tài)是它最主要的特點(diǎn)。在脫硫過程中，反應(yīng)溫度要盡量低于露點(diǎn)。排放煙氣前要先加熱，然后讓它順著煙囪排出。濕法脫硫是氣體與液體相反應(yīng)，反應(yīng)過程短暫，脫硫率高。鈣硫比率幾乎達(dá)到1，表示脫硫效率高度90%。一般情況下，大型火電廠都會(huì)選擇這種脫硫工藝。濕法脫硫技術(shù)中又包含著多個(gè)環(huán)節(jié)，其中主要環(huán)節(jié)是利用石灰來進(jìn)行洗滌。石灰石的漿液在吸收二氧化硫氣體之后會(huì)產(chǎn)生石膏。運(yùn)用的原理是利用化學(xué)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，吸收SO2生成亞硫酸鈣，再將亞硫酸鈣氧化成石膏。

2 脫硫技術(shù)的發(fā)展前景

2.1 煙道噴鈣脫硫工藝

煙道噴鈣脫硫工藝是指用熟石灰或石灰作為脫硫劑，以粉末或水漿的形式噴入煙道里面。但在此之前要先將煙氣作濕化處理，使的煙氣的溫度與其絕熱飽和的溫度相近，如此才能夠使脫硫的效果達(dá)到最佳。為了將煙氣中的水分全部蒸發(fā)干凈，要設(shè)置一段足夠長(zhǎng)的煙道，或者使用其它方法來增加煙氣在系統(tǒng)中的滯留時(shí)間，從而有利于更好地進(jìn)行脫水處理，以此來減少其對(duì)除塵器所產(chǎn)生的影響。當(dāng)然，煙道的長(zhǎng)度和寬度受到霧化效果的限制，因而除塵器要有充足的容量來解決由于噴鈣所導(dǎo)致的煙氣中灰塵量的增加。在除塵器吸收到的灰塵中包含著還未來得及反應(yīng)的熟石灰和原來的飛灰以及還有經(jīng)過脫硫處理而生成的硫酸鈣和亞硫酸鈣等等。

2.2 爐內(nèi)噴鈣與噴霧干燥脫硫合并工藝

噴霧干燥脫硫工藝和爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝的實(shí)踐能夠加以結(jié)合，從而產(chǎn)生了爐內(nèi)噴鈣與噴霧干燥這種脫硫工藝。在這種工藝中，首先將石灰石噴到爐里面，在爐內(nèi)將部分硫化物進(jìn)行脫硫處理，而剩余的石灰石則在爐內(nèi)被氧化為氧化鈣，這些氧化鈣被用來當(dāng)作尾部噴霧干燥脫硫的脫硫劑。爐內(nèi)噴鈣工藝的優(yōu)點(diǎn)是投資低，這種技術(shù)把爐內(nèi)噴鈣工藝的優(yōu)點(diǎn)與整個(gè)系統(tǒng)脫硫的高效率和吸收劑的高利用率相結(jié)合，比原來兩個(gè)工藝分開脫硫的效率高出了一倍。

2.3 硫化物與氮氧化物的綜合清除技術(shù)

硫化物與氮氧化物的綜合清除技術(shù)是將吸收劑噴射脫硫工藝、液氨選擇性裂解脫銷工藝與除塵工藝巧妙地結(jié)合在一起，其工藝工藝流程是先在尾部的煙道中噴入氫氧化鈣和液氨，待其和煙氣的混合部分產(chǎn)生反應(yīng)之后再通入一個(gè)高溫和含催化劑的除塵器中經(jīng)過一系列反應(yīng)生成一些亞硫酸鹽，與此同時(shí)氮氧化物會(huì)被催化分解為無害的氮?dú)夂退魵獠⑶裔尫诺娇諝庵小?/p>

總而言之，在進(jìn)行脫硫方法的選擇時(shí)一定要根據(jù)電廠本身的情況進(jìn)行選擇，不能只滿足達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，還要考慮成本問題，使保護(hù)環(huán)境與電廠的發(fā)展同時(shí)進(jìn)行。脫硫方法不應(yīng)太復(fù)雜，要保證脫硫效果的穩(wěn)定性，在脫硫后要對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生的廢物妥善處理，防止反應(yīng)廢物對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞。

[1]姚勝威.脫硫超低排放技術(shù)在電廠中的應(yīng)用探討[J].機(jī)電信息，2016(15)：84-85.

[2]韓長(zhǎng)亮.濕式石灰石—石膏煙氣脫硫技術(shù)在電廠煙氣脫硫中的應(yīng)用[J].科技傳播，2016，8(08)：141-142.