大型燃煤發(fā)電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)分析

母章霞

（鶴壁煤電股份有限公司熱電廠，河南 鶴壁458008）

隨著當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的用電需求也開始不斷增加。這樣的情況對于大型燃煤發(fā)電廠的發(fā)展起到了良好的推動作用。但是在大型燃煤發(fā)電廠的運行之中，鍋爐煙氣脫硫處理始終是一項備受關(guān)注的問題。所以，脫硫技術(shù)的合理應(yīng)用也越來越受到當(dāng)今社會的關(guān)注與重視。

1 大型燃煤發(fā)電廠鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的分類

在當(dāng)今的大型燃煤發(fā)電廠之中，煙氣脫硫技術(shù)有很多種，我們可以根據(jù)脫硫的工藝特征對其進(jìn)行分類。首先，根據(jù)脫硫工藝應(yīng)用之中脫硫效率高低來進(jìn)行分類，可以將其分為高脫硫率技術(shù)、中脫硫率技術(shù)以及低脫硫率技術(shù)。其次，根據(jù)脫硫之后產(chǎn)生的副產(chǎn)品能否綜合利用來進(jìn)行分類，可以將其分為拋棄法以及回收利用法。再次，根據(jù)脫硫工藝之中所應(yīng)用到的吸收劑種類進(jìn)行分類，可以將其分為鈣基工藝、氨基工藝以及鈉基工藝[1]。在當(dāng)今，對于煙氣脫硫技術(shù)最常用到的分類方法就是根據(jù)其吸收劑以及脫硫之后產(chǎn)物的狀態(tài)來進(jìn)行劃分，通常情況下，可以將該技術(shù)劃分成三大類，其一是濕法工藝，其二是半干法工藝，其三是干法工藝。

1.1 濕法工藝

在濕法工藝的應(yīng)用過程中，主要是通過漿液狀態(tài)的吸收劑來洗滌吸收塔，在通過該工藝流程進(jìn)行脫硫之后，產(chǎn)生的都是濕態(tài)的副產(chǎn)品。因此我們將這種脫硫工藝稱為濕法工藝。

1.2 半干法工藝

在半干法工藝的應(yīng)用過程中，主要是通過漿液狀態(tài)的吸收劑來洗滌吸收塔，在通過該工藝流程進(jìn)行脫硫之后，產(chǎn)生的都是半干狀態(tài)的副產(chǎn)品。因此我們將這種脫硫工藝稱為半干法工藝。

1.3 干法工藝

在干法工藝的應(yīng)用過程中，主要是通過漿液狀態(tài)的吸收劑來洗滌吸收塔，在通過該工藝流程進(jìn)行脫硫之后，產(chǎn)生的都是干態(tài)的副產(chǎn)品。因此我們將這種脫硫工藝稱為干法工藝。

2 大型燃煤發(fā)電廠鍋爐煙氣脫硫的工藝原則

2.1 煙氣中的二氧化硫與我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符

在通過煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硫處理之后，排放出的煙氣之中，二氧化硫含量應(yīng)該與我國相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)相符，并滿足建設(shè)機(jī)組環(huán)境評價方面的相關(guān)要求。

2.2 脫硫設(shè)施應(yīng)具備良好的經(jīng)濟(jì)性

大型燃煤發(fā)電廠之中煙氣脫硫設(shè)施的建設(shè)在當(dāng)今已經(jīng)成了一種必然的發(fā)展趨勢，但是在脫硫設(shè)施的建設(shè)與應(yīng)用過程中，初期投資以及運行費用都可能會導(dǎo)致電價上漲。但是根據(jù)我國的相關(guān)規(guī)定，各類的發(fā)電廠都將通過競爭上網(wǎng)的形式進(jìn)行市場競爭，因此，為保障大型燃煤發(fā)電廠的市場競爭優(yōu)勢，發(fā)電廠就應(yīng)該合理進(jìn)行固定成本的控制，進(jìn)而讓電價得到合理控制。這就要求大型燃煤發(fā)電廠在脫硫工藝的選擇以及脫硫設(shè)施的建設(shè)之中做好初期成本以及運行費用的控制，通過對各種工藝初期的投資以及后期的運行費用對比分析，最終實現(xiàn)最優(yōu)選擇，在保障脫硫工藝煙氣脫硫效果的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)脫硫設(shè)施初期建設(shè)成本和后期運行費用的最大限度節(jié)約。通過這樣的方式，才可以有效降低大型燃煤發(fā)電廠的運行成本，使其電價得到合理控制，這對于大型燃煤發(fā)電廠市場競爭能力的提升及其在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)市場之中的良好發(fā)展都十分有利。

2.3 保障脫硫設(shè)施運行的穩(wěn)定性

雖然脫硫設(shè)施的運行情況并不會對整個機(jī)組的工作效率造成影響，但是如果脫硫設(shè)施的穩(wěn)定性不佳，就會導(dǎo)致鍋爐排放煙氣之中二氧化硫的含量增加，進(jìn)而對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。因此，在大型燃煤發(fā)電廠的煙氣脫硫設(shè)施應(yīng)用過程中，相關(guān)人員一定要對其運行參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，保障煙氣在脫硫之后的二氧化硫含量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因為煙氣脫硫設(shè)施的整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，在這個大的系統(tǒng)之中涵蓋著很多小的子系統(tǒng)，因此，檢修維護(hù)人員應(yīng)該對各個子系統(tǒng)的運行參數(shù)和實際運行狀況加以重視，讓每一個子系統(tǒng)都可以正常運行，以此來降低系統(tǒng)維修的工作量，并保障整個系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運行[2]。

2.4 脫離設(shè)施選擇之中的其他原則

在進(jìn)行脫硫設(shè)施的選擇過程中，應(yīng)該對國產(chǎn)的設(shè)施進(jìn)行優(yōu)先選擇，因為國產(chǎn)脫硫設(shè)施與我國大型燃煤發(fā)電站的實際運行情況及其脫硫需求更加相符，且相比較國外的設(shè)施而言，國產(chǎn)設(shè)施的價格通常都會更低廉一些，這樣就可以降低初期的投資成本。另外，國產(chǎn)設(shè)施在技術(shù)指導(dǎo)方面也會更加便利，通過及時、合理的技術(shù)指導(dǎo)，可以有效保障脫硫設(shè)施的運行效率，進(jìn)而實現(xiàn)運行成本的合理控制。

3 石灰石- 石膏濕法煙氣脫硫工藝

就目前我國的大型燃煤發(fā)電廠而言，主要的煙氣脫硫工藝就是石灰石- 石膏濕法煙氣脫硫工藝。因此，本文主要對該工藝的特征及其在大型燃煤發(fā)電廠鍋爐煙氣脫硫之中的應(yīng)用原理進(jìn)行分析。

3.1 工藝特征

第一，該工藝有著很高的脫硫率，其脫硫率可以超過95%。

第二，這種工藝技術(shù)在我國已經(jīng)十分成熟，所以該工藝技術(shù)的應(yīng)用可以有效保障脫硫設(shè)施運行的穩(wěn)定性。

第三，這種工藝技術(shù)對于不同煤種都有著很強的適應(yīng)性。

第四，在該技術(shù)的應(yīng)用過程中，吸收劑資源十分豐富，且性價比很高。

第五，在應(yīng)用該工藝技術(shù)進(jìn)行大型燃煤發(fā)電廠的鍋爐煙氣脫硫處理之后，產(chǎn)生的副產(chǎn)物更加便于綜合利用。

第六，相比較其他的工藝技術(shù)而言，該工藝技術(shù)有著比較大的占地面積，所以在項目的建設(shè)過程中，需要的初期投資也就會更高一些，但是該工藝技術(shù)在后期的運行成本卻比較低廉，所以綜合各個方面的因素考慮，該技術(shù)在我國的大型燃煤發(fā)電廠鍋爐煙氣脫硫設(shè)施的建設(shè)之中比較適用。

3.2 工藝原理分析

將這一技術(shù)應(yīng)用到大型燃煤發(fā)電廠的鍋爐煙氣脫硫處理之中，其主要的工藝原理是讓鍋爐煙氣之中所含有的二氧化硫和石灰石- 石膏漿液之中所含有的碳酸鈣之間發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而實現(xiàn)亞鈣的生成，其反應(yīng)式如下：

在鍋爐煙氣之中所含有的氧和亞硝酸根之間發(fā)生的中間過度反應(yīng)，可以讓其中的一部分亞硝酸鈣轉(zhuǎn)化為石膏，在化學(xué)上，我們將這種物質(zhì)稱為二水硫酸鈣。在吸收塔內(nèi)的石灰石- 石膏漿液之中，剩余的一部分亞硝酸鈣會與氧化風(fēng)機(jī)之中鼓入的空氣進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過氧化反應(yīng)之后，會有硫酸鈣生成[3]。在這個反應(yīng)之中，直接的氧化反應(yīng)屬于一種次要反應(yīng)，主要反應(yīng)則是氧氣和亞硝酸根之間發(fā)生的反應(yīng)，其反應(yīng)式如下：

在吸收塔之中，有著比較復(fù)雜的反應(yīng)過程，同時也包含著一些其他的反應(yīng)，比如SO3、HCl 以及HF 與CaCO3之間發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)之后生成的物質(zhì)有石膏、氯化鈣 以及氟化鈣的化合物。這三種反應(yīng)的反應(yīng)式如下：

3.2.1 SO3和CaCO3發(fā)生反應(yīng)：

3.2.2 HCI 和CaCO3發(fā)生反應(yīng)：

3.2.3 HF 和CaCO4發(fā)生反應(yīng)：

結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)今的大型燃煤發(fā)電廠之中，鍋爐煙氣的脫硫處理質(zhì)量直接關(guān)系到環(huán)境質(zhì)量。因此，為降低鍋爐煙氣之中的二氧化硫含量，進(jìn)而實現(xiàn)對環(huán)境的良好保護(hù)，大型燃煤發(fā)電廠應(yīng)該對煙氣脫硫設(shè)施以及脫硫工藝加以合理應(yīng)用。通過脫硫工藝的分類以及脫硫原則的分析，并根據(jù)我國大型燃煤發(fā)電廠的實際運行情況，建議將石灰石- 石膏濕法脫硫工藝應(yīng)用到大型燃煤發(fā)電廠的煙氣脫硫工藝之中。通過該脫硫工藝的應(yīng)用，不僅可以實現(xiàn)后期運行成本的合理節(jié)約，同時也可以實現(xiàn)脫硫工藝流程的簡化，并達(dá)到很高的脫硫效果。這樣才可以促進(jìn)大型燃煤發(fā)電廠環(huán)保質(zhì)量的提升，實現(xiàn)電力能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。