淺談電廠煙氣脫硫裝置的技術發展

于成龍

摘 要：近年來，酸雨天氣頻現，環境污染問題愈發嚴峻，燃煤發電廠排放的煙氣含有的SO2是形成酸雨等災害天氣的主要因素。目前電力工業持續、穩定發展，而電力行業是用煤大戶，煤的燃燒會產生二氧化硫氣體，對環境造成污染。鑒于此，在介紹常見煙氣脫硫裝置技術種類的基礎上，對石灰石濕法煙氣脫硫的技術原理進行了分析。

關鍵詞：煙氣脫硫裝置;吸收塔;噴淋;石灰石漿液

0引言

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，目前燃煤火力發電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。該方法具有燃料適用范圍廣、脫硫效率高、吸收劑利用率高、副產品石膏純度高等優點。為了保證達到最佳的脫硫效果，本文通過對燃煤火電廠濕法煙氣脫硫系統運行的研究，針對影響脫硫效率的主要因素進行了分析，強調了在系統運行中如何確定好各項主要影響因素的范圍，進而提高脫硫系統運行的穩定性。

1常見煙氣脫硫裝置的技術種類

煙氣脫硫裝置是在燃煤機組煤粉燃燒后對尾氣進行凈化的裝置，按照脫硫方式和產物的處理形式，將脫硫分為干法、半干法和濕法三類。常見的煙氣脫硫方法有海水脫硫、石灰石濕法脫硫、噴霧干燥煙氣脫硫等，目前應用最廣、技術最成熟的脫硫工藝是石灰石濕法脫硫。噴霧干燥煙氣脫硫技術是利用噴霧干燥原理，在吸收劑噴入吸收塔以后，一方面與煙氣中的二氧化硫發生化學反應，產生固體灰渣;另一方面煙氣將余熱傳遞給吸收劑使之不斷干燥，在塔內發生脫硫反應后形成的廢渣為固體粉塵狀態。海水煙氣脫硫是利用海水的天然堿性，吸收煙氣中二氧化硫的一種脫硫工藝。海水吸收煙氣中氣態二氧化硫生成亞硫酸，經氧化后生成硫酸，最終生成硫酸鹽。石灰石濕法脫硫裝置是采用石灰石漿液吸收煙氣中的二氧化硫，生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣經過氧化生成硫酸鈣。由于硫酸鈣的溶解度小，最后從溶液中析出石膏。

2煙氣脫硫工藝概述

大多數的發電企業都在設備中建設起了煙氣脫硫處理工藝，并將其作為核心內容。作為世界公認的商業化脫硫方法，煙氣脫硫技術是控制二氧化硫污染和酸雨形成的重要方式之一，也是保護環境的重要措施。從目前的技術應用來看，主要是通過吸收的方法來除去煙氣中含有的二氧化硫，并將吸收的二氧化硫轉變為穩定的化合物，從而達到控制排放量的目的。下面依次介紹目前主要的煙氣脫硫工藝：（1）干法脫硫技術。所謂的干法脫硫技術，就是在一種干燥的狀態下來吸收二氧化硫。這種方法無污水排放、對設備的腐蝕程度較低、在進行煙氣處理時，溫度變化較小。但是脫硫程度較低、反應時間長、所需設備太大，因此，在應用中存在一些問題。（2）濕法脫硫技術。所謂的濕法脫硫技術，指的是一些具有吸收二氧化硫的溶液，在濕潤狀態下吸收二氧化硫，此種方法對二氧化硫的吸收量大、反應周期短，但又存在著設備腐蝕性較強，維護成本較高，并且有廢水排放等問題。（3）半干法脫硫技術。所謂的半干法脫硫技術，是處于干法和濕法脫硫之間的一種特殊的技術，是脫硫劑在濕潤狀態下吸收二氧化硫，干燥狀態下又回到脫硫劑的一種處理工藝。這種方法的優點是脫硫程度高、反應周期短，而且在脫硫過程中溫度變化較小，不會產生污水。

3新型處理方法

3.1多功能脫硫塔全方位保證高脫硫效率

（1）采用多功能綜合型脫硫塔，將濃縮、脫硫塔采用獨特的“多級脫硫凈化設計”，確保總脫硫效率達96%以上。“多級脫硫凈化設計”即煙氣在脫硫塔內逐級脫硫，每級脫硫均采用多層噴淋設計（保證噴淋覆蓋率達200%），循環脫硫液經高效噴嘴霧化，在高度疊加的噴淋區對煙氣中的SO2等酸性氣進行吸收。（2）脫硫塔內環境“逐級”控制。脫硫塔內循環脫硫液的密度逐級降低，逐級脫硫，以保證較高的脫硫效率，并最終清洗掉殘余的SO2、NH3、亞硫酸銨氣溶膠，減少霧沫夾帶現象，盡可能避免氨逃逸。（3）脫硫塔內設置獨特的噴淋設施。設計中，加大了脫硫塔內循環脫硫液的噴淋密度，而非單純地增大循環量和液氣比，避免循環泵選型過大造成電耗過高;保證塔內噴淋層噴淋覆蓋率達200%，使煙氣在脫硫塔內與脫硫液充分接觸（無死角），保證SO2能與脫硫循環液完全接觸并反應。

3.2生物處理法

生物處理法是一種高效、低成本和環境友好型的水處理方法。與常規污水不同，盡管脫硫廢水中的COD不高，但形成COD的污染物不是有機物，而是還原態的無機物。因此，脫硫廢水的可生化性差，使得脫硫廢水COD去除成為廢水零排放的難題。目前，脫硫廢水生物處理方法大部分處于理論研究階段，主要方法有以下幾種：1）活性污泥法。以活性污泥為主體的污水生物處理方法，利用污水中的微生物對污染物進行降解和去除，通過在污水中設置曝氣裝置，使得污水中溶解氧保持一定濃度，并使微生物懸浮于水中，經過微生物降解和二沉池沉淀對污水進行處理。2）厭氧處理法。盡管高鹽脫硫廢水對厭氧生物存在抑制作用，但是可以通過馴化或者利用拮抗作用減弱鹽的毒害，因此厭氧處理法仍然可以用于處理高鹽廢水。3）人工濕地法。利用濕地中植物、土壤、微生物等介質，通過物理、化學和生物作用對廢水進行處理和凈化。人工濕地法是一種很有前景的脫硫廢水處理措施，可以有效去除脫硫廢水中Hg、Se和As等金屬，主要通過轉化污染物的化學形態進而降低污染物的移動性和生物可利用性。植物修復和植物萃取是人工濕地法去除污染物的重要途徑：植物修復是一種利用各種植物及其相關微生物群落去除土壤和水中污染物的處理技術;植物萃取是利用植物的根從土壤和水中吸收污染物，進而將污染物轉移和集中到植物的芽或葉等可收割部分的過程。人工濕地法的優點是流程簡單，維護費用低，出水水質較好;缺點是占地面積大，對周圍環境影響很難估量。

3.3脫硫廢水處理系統

最常用的脫硫廢水的處理方法為氫氧化物沉淀法，氫氧化物沉淀法中最常用的沉淀藥品為石灰和氫氧化鈉。廢水首先通過中和箱與溶液中OH-發生中和反應，使廢水中大部分重金屬以氫氧化物的形式沉淀出來，然后加入助凝劑使沉淀顆粒長大進一步沉降，在澄清器中澄清水溢流到氧化箱，最后到清水箱回收，澄清器底部污泥被輸送到壓濾機，脫水后運至灰場。脫硫廢水處理系統中的廢水引自真空皮帶脫水機濾餅沖洗水前氣液分離器，廢水處理后達到《火電廠石灰石—石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》（DL/T997—2006）標準。一套完整的脫硫廢水處理系統應包括廢水緩沖箱、中和箱、沉降箱、絮凝箱、澄清器、氧化箱、清水箱及其附屬輸送泵，還有加藥系統、污泥脫水裝置。脫硫廢水系統所采用的管道材質為鋼襯膠，加藥管道可采用UPVC管道，室外采用PP材質管道。

4結語

總之，石灰石濕法脫硫具有吸收劑來源豐富、脫硫效率高、適用于高/中/低硫煤種等優點，在燃煤發電廠得到了廣泛應用。

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