火電廠脫硫存在問題及工藝選擇方法

孫志偉

摘要：在經濟與社會發展中，電力發揮了重要的作用，具有舉足輕重的地位，火力發電廠的擴容導致煙氣排放總量不斷加大，產生了大量的SO2，而脫硫工程是SO2控制的重要環節。脫硫工藝的選擇是火電廠脫硫工程的關鍵，本文針對目前火電廠脫硫技術存在問題，從技術角度提出應重點考慮的選擇原則，技術指標和選擇方法，對科學建設以及高效運用脫硫工藝方面提供參考

關鍵詞：火電廠；脫硫；問題；工藝選擇

1、引言

隨著我國居民生活水平的不斷提高，人們對生活質量和生活環境的要求也在不斷提高，特別是在霧霾頻發的當下，大氣污染已經引起了人們的廣泛關注?；痣姀S煙氣排放一直以來都是大氣污染的一個主要來源，根據相關的統計可知火電廠排放的SO2占到的全國總排量的三分之一左右，因此可見大力發展火電廠脫硫技術勢在必行。

2、當前火力電廠脫硫技術簡介

（1）燃燒前脫硫。主要為煤炭的脫硫，可以采取三種方式進行，主要分為化學途徑、微生物途徑以及物理途徑，在實踐中運用最多的為物理途徑的重力分選方式，這一方式原理為利用密度特征，對煤炭進行破碎處理并以旋流器將精煤分離開來，能夠將五分之四的硫份以及五分之三的灰份脫除，達到脫硫的效果。在國內燃燒前煤炭洗選控制研究與運用方面，我國還屬于探索階段，與西方國家技術層面還有一定差距。（2）燃燒中脫硫。燃燒中脫硫又稱爐內脫硫法，循環流化床脫硫技術是電廠普遍采用的方法。循環流化床脫硫技術，添加脫硫劑在高溫燃燒環節，碳酸鈣煅燒分解產生氧化鈣，與SO2，進行化學反應，生成了化合物硫酸鈣，有效實現了硫固化的目標，但脫硫效率低于90%，燃用高硫煤不能滿足國家排放要求。運用這一方式進行脫硫，效率高低與鈣硫比、過量空氣系數、流化溫度、脫硫劑品質、脫硫劑投放方式等因素有關，由于工藝簡單，運行成本低，中小型電廠循環流化床鍋爐運用較為廣泛。（3）燃燒后的脫硫。主要是在煙氣排放之前對燃燒中已經形成的SO2進行處理，煙氣側脫硫有干法、半干法和濕法等多種方式，目前國內大部分火電廠都是采用石灰石石膏法，其具有脫硫效率高的優點。此外還有一部分沿海的發電站在使用海水脫硫的方法，該方式主要是運用海水的堿性特性來吸收SO2，該方法最大的優點是成本低，但是由于受到地域的嚴重限制，其難以得到推廣。

3、當前火力電廠脫硫存在的問題

近些年來，經濟建設進程的加快對電力需求持續上升，火力發電裝機容量大幅增加，燃煤量也呈現出直線上升的態勢，導致SO2排放量驟然增加。造成這樣的狀況，一方面與燃煤總量增加有關，另一方面也與火力電廠脫硫項目建設與作用發揮不足有關。國家相關部門已經對火力電廠脫硫問題高度重視，從頂層設計上進行了關注，基本都完成了脫硫改造，中小型火電企業也在積極引進和建設脫硫工程項目，積極開展SO2治理，保護環境。目前，這一工作還存在著以下幾個方面的問題。

3.1技術落后，設備老舊

如前文所述，目前國內發電廠所用的脫硫技術幾乎都是從國外引進的，不僅如此，很多關鍵的脫硫設備也基本上都是從歐美和日本等發達國家進口的，國內企業由于缺乏關鍵技術，其生產的設備市場競爭力還稍顯不足。由于大部分關鍵的脫硫設備都需要從國外進口，而其價格又相當昂貴，這使得很多電廠都一直在使用老舊的設備進行脫硫作業，導致脫硫工作的質量受到巨大的影響。此外即使是從國外引進了一些脫硫的技術和設備，但是由于實際生產情況、管理能力和工作環境等多方面因素的限制，這些技術在國內有時也并不適用，再加上國內如今對環保的重視程度不斷提高，當前的一些脫硫技術已經不能滿足如今的發展要求了。

3.2缺少有效的技術推廣體系

我國沒有開發出自主知識產權的脫硫技術，技術開發力度不夠；對多種脫硫方式完成了實驗及示范工作，但沒有推廣，技術的推廣力度也不夠，科技轉化為生產力的兩個重要方面就是科技術推廣與技術開發，我國缺乏有效的技術推廣體系，技術不能轉化成生產力，不能形成科研與效益的良性循環。

3.3資金不足

火電廠上脫硫項目初始投資大，主要原因是核心技術、關鍵設備依靠進口。一般來說，上脫硫項目的20%啟動資金要企業自籌。其余的80%除可以爭取很少的一部分國家環保補助金外，大部分需要向銀行貸款，而這部分貸款的本金和利息最后都要發電企業自己來承擔。發電企業上脫硫項目，必然增加生產成本，大約每千瓦時電量增加0.06～0.09元的費用。按照價值規律，這部分增加的生產費用應該在上網電價中體現出來。如果上脫硫項目的所有費用都要發電企業來消化和負擔，這對上脫硫項目的發電企業來說，顯然有失公平。

3.4缺少固定脫硫場地

老機組改造項目存在場地限制問題。對老機組的脫硫改造，沒有預留改建場地，因此，多數廠家不得不退而求其次選擇脫硫工藝和裝置。老機組的改造需要增設場地拆遷費用，還要根據主機運行壽命，計算脫硫裝置的折舊年限，加速了計提資產折舊。？

我國脫硫產業前期發展緩慢、近期發展迅猛，涌現出一大批脫硫環保公司，進入脫硫市場。目前整個煙氣脫硫產業化存在的問題主要表現在：市場發展滯后于市場需求；引進脫硫技術沒有被完全掌握；關鍵設備需要進口，國產技術不夠過硬；脫硫工程設計缺乏系統性；脫硫公司技術水平良莠不齊；脫硫設備與機組同步投運率不高等。

4、脫硫工藝的選擇方法

4.1選擇的主要技術原則

（1）本著可持續發展原則，提出合理可行的控制目標，包括脫硫效率、排放濃度和排放量大小。（2）結合機組的現狀，考慮機組新舊程度、機組容量、燃煤硫分等，考慮當地的資源條件、脫硫建設條件，提出技術上可行、經濟上合理、操作上可控且有一定延伸性的脫硫工藝。（3）脫硫工程實施后，在允許時間和投資范圍內，能實現經濟效益目標。（4）脫硫工程實施后，不造成二次污染或盡可能將污染降至最少。

4.2選擇工藝時應考慮的主要指標

（1）鈣硫比：要選擇鈣硫比<1.05，其與脫硫效率呈現出正比例的關系，主要表達一定脫硫效率時，鈣基吸收劑的過量狀況。

（2）脫硫效率：脫硫效率是表征脫硫系統脫硫能力的指標。電廠安裝脫硫系統的目的是脫除煙氣中的硫。因此脫硫系統必須有足夠高的脫硫效率。

（3）吸收劑利用率：主要指脫硫效率和鈣硫比的比例，在脫硫效率達到～定程度時，鈣硫比越低表明鈣利用率發揮程度就越高。

（4）吸收劑的可獲得性和易處理性：脫硫工藝一般運用鈣基化合物為吸收劑，因為石灰石成本低、來源廣，較容易獲得，處理也較為理想，在具體選擇與運用時，要對CaCO3的含量、活性進行嚴格把關。

（5）脫硫副產品的處置和可利用性：脫硫副產品是吸收劑與硫反應之后的產物，副產品應具有以下特性：性能穩定，對環境不產生二次污染；最好是固體粉末狀態；能作為其它行業的原料，實現可資源化。

（6）運行適應性：和發電企業機組配套的脫硫設備應當能夠滿足經常起停的需求，對燃煤變化要有較強的適應性能，一般情況下干法脫硫工藝對調峰機組較為適合，其與半干法脫硫工藝對中低硫煤較為適應，濕法脫硫對高硫煤效果較好。

4.3常用的脫硫工藝選擇方法

在選擇脫硫工藝時不僅要參考相關的原則和技術指標，還需要運用一些專業的方法來評估該火電廠運用該工藝的可行性、可靠性和經濟性，在實際的運用當中最常用的脫硫工藝選擇方法有以下幾種：（1）專家會議法，通過組織相關專家開會討論的方式，參考各方的意見，制定更加合理的工藝方案。（2）特爾菲法，該方法最大的優點能夠讓與會的各方充分的思考，有利于探索性解決問題。（3）層次分析法，通過分層的方式來衡量不同因素的實際權重，從而能夠更加真實地反應所選工藝的科學性和合理性。（4）灰色綜合評價法，該方法能夠通過系統分析的方式，對工藝環節進行一種半定性半定量的評價，從而既能夠保證評價結果的直觀性，也能夠保證評價結果的合理性和實用性。

5、結語

隨著人們的環保意識越來越強，環境保護力度越來越大，國家對火力發電企業脫硫要求更高，考核力度更大，各企業應當深入研究脫硫工藝，結合實際狀況充分發揮脫硫系統的作用，適應經濟與社會發展需求。

參考文獻：

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（作者單位：山西平朔煤矸石發電有限責任公司 ）