淺談火電廠脫硫技術與應用

武俊亮

摘要：脫硫工藝要與我國電廠的實際發展情況相結合，不僅要滿足吸收二氧化硫的功能，同時要保證企業的經濟效益，促進電廠的良性發展。電廠要選擇與自身經濟發展相適應的脫硫方式，來保證企業的良性發展，同時要根據實際情況進行一些建設性的創新。脫硫時要選擇易于操作的工序方法，并且要能確保運行的穩定性。在脫硫工序中不僅要降低二氧化硫的排放，同時要防止脫硫后的廢水廢渣造成二次污染。

關鍵詞：二氧化硫 ；脫硫工藝 ；電廠煤炭污染

1 火電廠常見脫硫技術的應用

常見的脫硫方法主要分為三類，分別是燃燒前脫硫、爐內脫硫和煙氣脫硫，而目前煙氣脫硫是最常用的脫硫方法。燃燒前脫硫通常是指對煤炭的含硫量進行減低。爐內脫硫通常是指在燃燒的過程中加入固硫劑，生成硫酸鈣等固體物質，使硫固化與爐渣一起排掉；煙氣脫硫主要是指對燃燒后的煙氣進行脫硫，讓煙氣達到排放的標準。

1.1 燃燒前脫硫

燃燒前脫硫是指對煤炭進行凈化，通常采用物理凈化、化學凈化或者是生物凈化來對原煤進行清洗，在燃燒前除去硫，以降低硫對環境的污染。而三種凈化方式中物理凈化是原煤凈化中最受歡迎的凈化方式，因為工藝簡單，投入較少。主要是根據硫化物質與煤炭密度的差別，將煤炭碎后經過旋流器后，硫化物與煤炭分離，但是目前我國技術還不夠成熟，只能脫去40% 到 80% 的硫，遠低于歐美等發達國家的水平。

1.2 爐內脫硫

爐內脫硫是指在燃燒的過程中進行脫硫，在燃燒時向爐內添加固硫劑，例如碳酸鈣等物質，使固硫劑與燃燒中的二氧化硫起到化學反應，形成固體的硫化物，減少煙氣中的二氧化硫。爐內脫硫的費用投入相對較少，適宜中小型的電廠使用。但是爐內脫硫的效率低下，而沒有反應的固硫劑則會降低靜電除塵器的使用效率，減少了除塵器的使用壽命。爐內脫硫技術主要包含爐內噴鈣工藝和型煤固硫工藝。而爐內噴鈣技術發展歷史悠久，源于 20 世紀 60 年代，但是脫硫的效果不佳，效率低下，并且帶來的副作用影響較大。型煤固硫化技術主要是指由型煤企業生產型煤，再出售給電廠，電廠直接使用到生產中。我國曾經致力于型煤生產企業的發展，但是設備和技術不夠成熟而不能夠大量生產型煤。目前我國的型煤固硫率遠低于歐美等發達國家，我國目前的固硫率只有 40% 左右，而美國、日本等發達國家脫硫率可以達到 80% 以上。

2 火電廠脫硫技術的新發展

煙氣脫硫是指在燃燒后對尾氣進行脫硫，降低煙氣中的二氧化硫的含量，以確保尾氣能夠符合國家標準。通常煙氣脫硫是在煙氣管道上安裝脫硫設備，來降低二氧化硫的含量。煙氣脫硫通常可以劃分為三類，分別是干法脫硫，濕法脫硫以及半干法脫硫。

2.1 干法脫硫

干法脫硫是指用固態粉末在完全干燥的狀態下進行操作，可以采用氣力傳輸或者是罐車傳輸，不會產生腐蝕、沉積等，凈化后的尾氣可以直接達到標準排放。但是干法脫硫存在一定缺陷，脫硫的效率較低，操作要求高，管道磨損較嚴重，同時會產生大量的灰。

2.1.1 活性炭吸附法

在煙氣管道中放置活性炭，吸附尾氣中的二氧化硫，以降低二氧化硫的含量。活性炭作為強有效的吸附劑能夠很大程度的煙氣中的二氧化硫，將二氧化硫吸附在活性炭的表面，同時二氧化硫被氧化成三氧化硫，遇上管道中高溫的水蒸氣形成了稀硫酸。這一方法操作相對簡易，效益較高，脫硫效率能達到90% 左右，但同時也存在一定的問題，主要體現在以下三個方面。吸附劑工作的管道內的氣流速度要求復雜；活性炭本身易被氧化；活性炭在吸收二氧化硫后，表面覆蓋稀硫酸，吸附能力減弱。

2.1.2 堿性鋁酸鹽法

堿性鋁酸鹽方法與活性炭吸附的方法類似，利用堿性鋁酸鹽作為吸附劑來吸收煙氣中的二氧化硫。主要工作原理是煙氣通過空氣預熱塔的裝置，進入集塵器裝置，再在 330℃的高溫下進入反應塔，煙氣從下往上飄遇上堿性鋁酸鹽顆粒相互接觸時二氧化硫被堿性鋁酸鹽吸收，變成硫酸鈉顆粒，還可以轉化成堿性鋁酸鹽顆粒，可以多次循環利用。但是，堿性鋁酸鹽存在兩方面的不足，主要是脫硫的工藝比較復雜；堿性鋁酸鹽的循環利用率低，轉化過程中損耗較大，經濟效益低下。

2.1.3 荷電干式噴射法

荷電干式噴射法是指利用二氧化硫吸收劑高速通過高壓靜電電暈充電區，來獲得大的靜電荷后，將大的靜電荷噴射到煙氣中，增加了吸收劑顆粒與二氧化硫的接觸面積，促進二氧化硫的吸收。因為吸收劑顆粒表現的電暈，增加了吸收劑的活性，能夠更高效的吸收二氧化硫。荷電干式噴射法脫硫效率高，經濟效益高，是非常高效的脫硫方法，廣發運用于目前現有電廠的脫硫工序中。

2.1.4 等離子體法

等離子體法主要用于脫硫和脫硝的工序，同時能夠生成可以再利用的資源，被認為是最環保的新興技術。等離子體法主要是利用高能電子激活煙氣中的 SO2、NOX、H2O 和 O2等分子，并將這些分子電離、裂解，從而產生大量的離子和自由基等活性粒子，并利用強氧化性的功能氧化 SO2、NOx、H2O 和 O2，同時加入氨，使它們發生化學反應，最終生成硫氨和硝氨化肥。

2.2 濕法脫硫

濕法煙氣脫硫方法是指利用液體或者漿液的吸收劑來進行二氧化硫的吸收，而濕法脫硫的主要特點主要體現在：反應速度快、脫硫效率高并且液態的吸收劑利用率高 ；但是液態吸收劑容易使系統腐蝕，對脫硫設備容易造成損失，同時在排放污水時容易造成二次污染，運行的費用較高。

2.2.1 石灰石—石膏法

石灰石—石膏法是指利用石灰或者是石灰石漿液作為吸附劑來進行二氧化硫的吸收，吸附劑吸收后會產生石膏。目前石灰石—石膏法是電廠脫硫技術中應用最為廣泛，技術最為成熟，脫硫效率相對較高的一種脫硫方法。石灰石本身比較廉價，脫硫率較高，吸收二氧化硫后形成的石膏還可以再利用。石灰石脫硫的主要優點在于利用率高，經濟效益高同時使用的范圍廣。但是石灰石—石膏脫硫法的前期的投資高，工序較為復雜，設備的損耗嚴重。

2.2.2 氨法煙氣脫硫

氨法煙氣脫硫主要是指利用氨水作為吸收劑，在吸收塔中吸收二氧化硫，產生亞硫酸氨，經過氧化后，可以得到硫酸銨。氨法脫硫工藝的主要優點是反應速度快，二氧化硫的吸收率高，氨水吸收二氧化硫的系統設備簡單，投入費用相對較少，經濟效益高；同時氨法脫硫不會產生副作用，管道等不會出現腐蝕、堵塞等問題；氨法脫硫工藝對環境沒有二次污染，不會產生廢水、廢渣等。

2.2.3 雙堿法煙氣脫硫

雙堿法利用鈉化合物和石灰石綜合處理二氧化硫，首先利用鈉化合物吸收二氧化硫，再通過石灰石是鈉化合物再生循環利用。雙堿法的優點主要是投入低，效率高并且對設備的損耗較少，但該方法會導致灰場的水質污染。

2.3 半干法脫硫

2.3.1 旋轉噴霧干燥法

旋轉噴霧干燥方法主要利用生石灰作為吸收劑，向吸收塔內噴射吸收劑的漿液，已達到吸收二氧化硫的效果，同時吸收煙氣中的熱量，蒸發水蒸氣，最終以固態的形式排出硫化物的廢渣。旋轉噴霧干燥法的主要優點是投入低、操作簡單、設備的損耗較少、脫硫后的廢渣方便處理，但脫硫效率相對較低。

2.3.2 循環流化床法

該工藝主要是在循環流化床中加入石灰石，來吸收二氧化硫。該方法的主要優點是操作簡單，投入低，石灰石的利用率高，脫硫效率高。

參考文獻：

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