淺談煙氣脫硫技術在火電廠中的有效運用

謝美玲

合肥熱電集團有限公司

1 我國煙氣脫硫技術現狀分析

在全社會環境保護意識不斷提升的時代背景下，我國加大了對燃煤電廠生產的把控力度，努力完善相關設備以達到綠色、節能、高效的目的，所以各個廠子中都配備了相應的煙氣脫硫裝置，從整體上來看，其中絕大多數電廠中所采用的都是石膏法進行脫硫，該技術雖符合經濟效益的需求卻不滿足社會效益的需要，在實際操作中會產生大量的有害物質，不利于環境保護工作的開展，很多企業在運用濕法脫硫技術后都出現了污染物大量堆積的問題，且在這過程中所出現的廢水也難以處理，雖然能起到脫硫效果，但如果要完全清除污染物則需要消耗大量的成本，不利于企業與社會的長遠發展。

從脫硫的方式上來說，煙氣脫硫可分為三種基礎性類別，分別是濕法脫硫、干法脫硫、半干法脫硫，濕法脫硫又可分成氧化鎂法、氨法、雙堿法與石灰-石膏法；干法脫硫以爐內噴鈣為主；而半干法脫硫則由旋轉噴霧法與循環流化床法組成。

2 各類煙氣脫硫方法的技術特點分析

2.1 氧化鎂法

氧化鎂法還有另一個稱呼是技術氧化物法，其原理就是利用SO2與氧化鎂的化學特性，在其反應后生成硫酸鎂和亞硫酸鎂，這兩種物質在經過充分煅燒之后以分解重構的方式再次生成氧化鎂，在這一過程中還能回收純凈的SO2氣體，如此一來基本上沒有產生什么浪費，且脫硫劑能夠再次重復利用，在實際操作中，相對于石灰水而言，氧化鎂有著更強的活性、液氣比較小，總的脫硫效率更高，但該方法并不是十全十美的，因為氧化鎂多為固體狀，所以在反應過程中會出現大量的固定沉降，會造成堵塞問題，且反應過后所產生的硫酸鎂極難處理，若直接拋棄很容易造成二次污染，若想全部去除則需要消耗大量成本。

2.2 氨法

該技術以脫硫效率高而聞名，其主要是以氨水作為SO2的吸收劑，在實際操作中，當NH3與SO2發生化學反應后，會產生亞硫酸氫銨、亞硫酸銨與氧化后所形成的硫酸銨。由于吸收液再生方法的不同，該方法又可分為氨-硫酸銨法、氨-亞硫酸銨法等。可該方法雖然所產生出的副產物能夠被用于農業生產中，但該方法存在諸多問題，比如氨本身就有著易揮發的特點，在運用時的實際消耗量較大，脫硫劑的使用效率提不上來，且需要對氨水的濃度進行全面把控，若濃度較高，則會大大提升歐蒸發量，導致工作環境惡化；若濃度較低，則難以提升脫硫效率，且需要大量成本來維持同等條件下水循環系統的正常運轉。除此之外，氨非常容易與煙氣中已被凈化的SO2反應，產生氣溶膠，從而阻塞煙氣排放，且氨氣回收困難，需要用到中和器、脫水機、結晶器、干燥機等，組成一個龐大的綜合系統，所涉及的設備數量多，日常維護管理工作難度大，各類設備在聯動的過程中容易出現問題，往往需要投入大量的人力進行必要維修、管控。

2.3 石灰-石膏法

石灰石/石灰-石膏法是最常見的一種煙氣脫硫手段，在長時間的發展與完善中，我們不難看出該技術有著可信性強、安全系數高、技術體系成熟、脫硫效率好等優勢，其最高能達到百分之九十九，能在脫硫的同時除去HC1、SO3、HF等多種污染物，且吸收劑價格便宜、產量大、鈣利用率較高，在脫硫完成后能得到純度較高的副產品石膏，在脫硫的同時創造經濟效益。在實際操作中，該方法能有效應對燃煤煤質變化問題，就算其中的硫含量較高，也能體現出較強的脫硫效率，除此之外也能很好地適應系統中的負荷變化，不同的SO2濃度與煙氣負荷下可以保持穩定運行、保障脫硫效率。

2.4 爐內噴鈣法

爐內噴鈣法有著工藝簡單、參與設備數量少、建設與運營維護成本低等特殊特點，但脫硫效率僅有百分之八十，在石灰石運輸系統容易受潮，出現結塊等問題造成通道堵塞。在實際操作中，通常情況下我們要將爐內溫度控制在850℃～1000℃之間，在該溫度區間內，石灰石可當作高效脫硫劑，實用價值較高。

2.5 循環流化床法

該方法就是利用氫氧化鈣與二氧化硫、三氧化硫所發生的化學反應的方式來達到既定的脫硫效果。在該技術的加持下，脫硫劑存在的條件便利，其能與塔內的煙氣充分反映，大大提高了脫硫原料的使用效率，在實際運行過程中，若脫硫塔中沒有易損壞或無轉動部件，則可達到一種不需經常維護或不維護的狀態。一般情況下，脫硫渣以干態的方式存在，在這種較為穩定的狀態下其與系統設備間不會出現堵塞、黏結、腐蝕等問題，且脫硫效率高達90%以上，在脫硫完成后，煙氣的平均溫度要遠遠高于露點溫度，所以很難形成濕潤環境，也無須考慮煙道與相應設備的防潮、防腐措施。在使用過程中我們不難發現，該脫硫系統有著操作簡單、占地面積少、無廢水排放、耗能低、建設與運營成本小等優勢，也正是因此該技術受到許多企業的推崇。

2.6 旋轉噴霧法

該方法與循環流化床法同時被歸類于干法脫硫之中，其有著相似的性能與特點，在脫硫時我們不難發現，在塔內的脫硫劑能與煙氣進行充分反映，也有著使用效率高、停留時間長等特點，且脫硫效率高達90%。在脫硫完成后煙氣也低于露點，所以也沒必要考慮煙道或防潮，且與循環流化床法一樣，其也有著操作簡單、占地面積小、無廢水排放、耗能低、建設與運營成本小的特點，二者的不同之處在于，旋轉噴霧法容易出現粘壁現象，造成煙道堵塞，裝置的磨損問題也較為突出，除塵器容易被腐蝕，所以在實際運用中應結合特殊情況進行具體討論。

總的來說，濕法脫硫的整體效率較高，能很好地應對煤質與系統負荷變化等問題，且有多種吸收劑可供選擇，在實際項目中相關人員要考慮本地區盛產或產量較高的原料是什么，結合運輸、生產需要等內容來進行合理選擇，并著重思考副產物處理的難易程度與其所可能帶來的經濟效益。

3 煙氣脫硫案例分析

本文以合肥熱電集團有限公司（天源分公司）中所采用的脫硝脫硫除塵裝置進行講解。

3.1 系統構成

在熱力發電過程中所產生的原煙氣會提前進入到預除塵系統之中（可有可無），處理后會以此進入到吸收系統中，隨后進入脫硫除塵系統，脫硫除塵系統會在此分為三條路徑，正常情況下會直接進入引風機直至從煙囪排出，而脫硫副產物會進入到獨立系統中進行處理，當然也可通過灰循環系統的加工后再次匯入到吸收系統中循環往復。

（1）煙氣系統。原煙氣從空預器出口引出之后，會在靜電場中進行電除塵處理，隨后引入到塔中進行下一步處理，煙氣在經過脫硫后會被輸送到頂部的除塵設備中，最后通過引風機排出系統。這套煙氣系統最大的優勢就在于其內部加入了循環煙道，能起到較強的清潔效果。

（2）吸收塔系統。該系統由文丘里管、塔底吹掃、塔底排灰裝置、進口煙道、頂部出口段等構件組成，其中塔底徘徊裝置采用雙軸自清式機械運輸方式構成，并設置相應的吹掃放堵裝置，該系統吸收塔壓降設計值為1200Pa～200Pa，床層壓降設計為600Pa～1400Pa，煙氣在其中的停留時間要高于5S，吸收塔的流速為4.5m/s～6m/s。

（3）物料循環系統。該系統由插板閥、空氣斜槽、灰斗流化槽、充氣箱、氣動流量調節閥等構件組成，該系統運用空氣斜槽來運輸循環灰，并可根據床層壓差的變化對關斷閥進行把控，除塵器灰斗流化槽與空氣斜槽中分別設置相應的流化風機，其能將流化風加熱到80℃～120℃之間。

（4）布袋除塵系統。近年來，除塵技術的不斷革新為我國火電行業的發展奠定了重要基礎，低壓脈沖旋轉反吹袋式除塵器以其所具備的優勢功能備受企業所推崇，且日益成熟，特別適用于燃煤鍋爐中的煙氣除塵。該類型的袋式除塵器都采用動態在線清灰技術，在具體操作的過程中同一過濾分室其他濾袋也一直處于工作狀態，清灰過程往往用大型脈沖控制閥進行操控，并以旋轉的噴吹臂對濾袋進行清理，且低壓的處理方式也從一定程度上提升了濾袋的使用壽命。

（5）輸灰系統。前級預電除塵器中加入了引式倉泵，能將那些粉煤灰用氣力運輸的方法送到高品質灰庫中，并根據物料的平衡需求，將反應中留存下來的少許脫硫劑副產物排到設備外，從脫硫灰的屬性與工藝特點來說，可選擇正壓濃相氣力輸送的方式用管道將脫硫灰傳動到相應的存儲庫中。在布袋除塵器中，有一部分脫硫灰經過氣動流量關斷閥與充氣箱之后進入脫硫灰庫中，所以通常情況下氣力運輸艙泵往往要選擇下引式，而出料閥、進料閥可采用雙金屬插板的方式，保障系統運行的平穩性，并設置相應的三次氣動及自動清堵裝置。

（6）工藝水系統。在煙氣脫硫過程中，往往會用到吸收劑消化水、輔助設備冷卻水、吸收塔工藝水等，其中吸收塔工藝水的運輸與儲存需要以單體設備為單位組成完善系統，要涵蓋高壓水泵、噴槍、括水箱、連接管道閥門及必要的調節裝置，在水泵、水箱的入口處要設置過濾網。

3.2 操作要點研究

（1）做好啟動前的必要準備工作。在系統啟動前，相關工作人員要先做好系統吹凈工作，將壓縮空氣管道、水管道及系統中的設備用吹風機的方式來保障其潔凈程度；隨后，要做好清洗工作，對那些不帶電、不走電的構件進行清理，如噴嘴、氣管、水管等；在清理工作完成后要開展相關的試驗，對系統所能承受的強度、是否漏氣漏水、泄漏量的多少進行檢測，找到問題后快速解決，要做好各管路、閥門的排查工作，以免耽誤后續脫硫工作的正常開展。

（2）系統急停。在脫硫設備運轉過程中難免會出現一些問題，這時我們就需將系統緊急制動，可脫硫系統較為復雜，若不按照一定的順序很可能會帶來較大的負面影響。我們可按照以下的流程進行：關閉高壓水系統→關停吸收劑制備與供應系統→關停脫硫循環灰系統→關閉清潔煙氣再循環從風擋→關停斜槽流化風系統→啟動排灰裝置，直至排空。

（3）塌床處理。若在運行過程中，爐內引風機突然失去電能供給，脫硫除塵系統會快速關閉吸收塔噴水與脫硫灰循環，用引風機在失去動力后的慣性在短短數秒中快速排空塔內物料，在鍋爐重啟后布袋除塵器灰斗中所存儲的物料傳輸回吸收塔，在幾分鐘內快速重建流化床并恢復正常工作。

綜上所述，我們不難看出煙氣脫硫是一項有著較強專業性的系統性工作，相關工作者應在實際操作中不斷總結經驗，用世界格局時刻留意該技術的發展，加緊學習先進知識，著力解決實際問題，在崗位上謀求突破創新，在實現自我價值的同時為企業的長遠發展提供助力。