火電廠脫硫技術(shù)綜述-呂策

1、火電廠脫硫技術(shù)綜述SummarizationonDesulfurizationTechnologyofThermalPowerPlant呂策（保定電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 保定 071051）摘要 介紹火電廠脫硫技術(shù)，對現(xiàn)在火電廠應(yīng)用較多的幾個主要的脫硫工藝進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，提出合理建議。關(guān)鍵字 火電廠 二氧化硫 脫硫技術(shù)Abstract The thermal power plant desulfurization technology, desulfurization process to now several widely used in thermal power plant main te

2、chnical and economic comparison, put forward reasonable proposals.Keywords ThermalPowerPlant SulfurDioxide Desulfurization technology1. 前言中國能源的特點是“富煤、少氣、缺油”，所以這就決定了我國的能源消費結(jié)構(gòu)就是以煤為主。煤是重要的能源，占全國消費比重的百分之七十，據(jù)資料顯示：我國煤炭資源總量為1.14萬噸，儲采比為80年或者更長。據(jù)統(tǒng)計我國在2010年的全國火電發(fā)電裝機總量約為7億千瓦，預(yù)計到“十一五”末，全國電力裝機約為9億千瓦。這就顯示了火電廠成為了S

3、O2排放的主要工業(yè)。電力行業(yè)排放SO2量將達(dá)到全國排放量的三分之二。SO2的排放使我國的酸雨覆蓋面積越來越大，對人體健康和農(nóng)作物的危害也逐漸增大，給中國的帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。通過資料顯示，我國每排放一噸SO2就造成大約2億的經(jīng)濟(jì)損失。所以為了達(dá)到電力工業(yè)和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，必須采取措施控制S02的排放。2. 火電廠主要采用的脫硫技術(shù)目前國內(nèi)外脫硫技術(shù)有上百種。其中有幾種在火力發(fā)電廠中應(yīng)用較廣泛。2.1循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)該工藝簡稱CFB-FGD，采用的是煙氣從底部的文丘里管內(nèi)進(jìn)入，在經(jīng)過文丘里管出口的時候經(jīng)過噴水裝置，創(chuàng)造了良好的脫硫反應(yīng)溫度。該技術(shù)工藝流程是：鍋爐尾氣經(jīng)流化床底部進(jìn)入流化床，

4、與脫硫劑粉末相互反應(yīng)，生成了亞硫酸鈣和硫酸鈣，然后大量固體顆粒在流化床頂部下降，細(xì)小顆粒就進(jìn)入了除塵器，分離過后出來的顆粒經(jīng)過中間倉返回流化床。循環(huán)流化床脫硫工藝的主要優(yōu)點：氣固傳質(zhì)速度快，反應(yīng)充分、對脫硫劑的力度要求較寬、負(fù)荷調(diào)節(jié)塊、脫硫劑利用率高、占地很小、無二次污染、脫硫成本低。這種技術(shù)的脫硫效率達(dá)到百分之九十以上，運行保證率為百分之百。2.2濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫該技術(shù)采用石灰石漿液做洗滌劑，在吸收塔內(nèi)對煙氣洗滌，從而達(dá)到脫硫的效果。工藝流程為：煙氣經(jīng)過除塵器后進(jìn)入吸收塔內(nèi)，從下向上流動，石灰石漿液從頂部噴出，SO2與吸收劑充分反應(yīng)，生成沉淀物落入沉淀池，潔凈的煙氣排入大氣。這種工

5、藝的主要優(yōu)點：效率高、適用于大容量機組、技術(shù)成熟、對煤種變化的適應(yīng)性強、吸收劑資源豐富、副產(chǎn)物便于綜合利用。它的缺點就在于石灰石漿液制備要求高，流程復(fù)雜，設(shè)備易結(jié)垢，脫硫劑利用率低。如果電廠在沒有預(yù)留脫硫占地的情況下，采用這種方法有難度。這種工藝較多應(yīng)用在美國德國和日本?，F(xiàn)今大同第二發(fā)電廠就采用了這種技術(shù)。設(shè)計效率高于百分之九十五。2.3海水煙氣脫硫技術(shù)由于天然海水含有大量的可溶性鹽，其中主要成分是氯化鈉和硫酸鹽，還有一定量的可溶性碳酸鹽。海水通常呈堿性，自然堿度大約為1.2-2,5mmol/L，海水脫硫工藝就是充分利用了海水的這一特性來去除SO2的。鍋爐排出的煙氣經(jīng)過除塵器后，通過增壓風(fēng)機送

6、入氣-氣換熱器的熱側(cè)降溫，進(jìn)入吸收塔，在其中被來自循環(huán)冷卻系統(tǒng)的部分海水洗滌，煙氣中的SO2在海水中發(fā)生反應(yīng)，吸收后的海水不能直接排入海中，在鼓風(fēng)后在排入海水。這種脫硫技術(shù)以海水作為吸收劑，不結(jié)垢，不需要制備系統(tǒng)，不需要除渣，而且系統(tǒng)簡單，費用低，脫硫效率相對能達(dá)到百分之九十以上。因此一些沿海地區(qū)用的比較多。2.4爐內(nèi)噴鈣與尾部煙氣增濕活化該方法是由芬蘭Tampella公司和IVO公司聯(lián)合研究開發(fā)的干法煙氣脫硫工藝。將石灰石粉用氣力噴射到鍋爐爐膛上部溫度為900-1150攝氏度的區(qū)域。碳酸鈣受熱分解成氧化鈣和二氧化碳，然后鍋爐中SO3和SO2與氧化鈣反應(yīng)。再然后對煙氣增濕，未反應(yīng)的氧化鈣與水反

7、應(yīng)，在于未反應(yīng)的SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣，最終形成穩(wěn)定的脫硫產(chǎn)物。該工藝系統(tǒng)簡單、投資低、脫硫費用小，占地面積少，但脫硫效率僅為百分之八十左右。我國南京下關(guān)電廠有兩臺已運營這種工藝技術(shù)。2.5流化床燃燒脫硫把煤和吸附劑加入到燃燒室的床層中，在底部鼓風(fēng)使床層懸浮進(jìn)行流化燃燒，形成混合條件，提高燃燒效率。因為其中固硫劑的固硫作用減少了SO2的排放，使效率達(dá)到百分之九十左右。而且其運行費用低，適應(yīng)負(fù)荷變化性強，同時因為較低的燃燒溫度也減少了氮氧化物的排量。2.6電子束照射法這種工藝就是利用高能量的電子流照射煙氣，使煙氣中的一些分子產(chǎn)生強氧化性的自由基，再與煙氣中的SO2反應(yīng)生成了硫酸，然后將氨噴入與其

8、反應(yīng)，生成硫酸銨，最后用除塵器收集，得到混合化肥產(chǎn)品。這種工藝能同時脫硫脫硝，且脫硫效率達(dá)到百分之九十。它的優(yōu)點就是系統(tǒng)簡單，操作方便，運行可靠，且生成的副產(chǎn)品能用。但是該工藝需要的投資很大，費用很高，而且有些零件的壽命很低，所以沒有得到很多應(yīng)用。在1997年的時候成都熱電廠投運了該工藝方法，效果也很好。2.7噴霧干燥煙氣脫硫噴霧干燥法煙氣脫硫是利用噴霧干燥的原理，向熱煙氣中噴入石灰漿液形成霧滴，SO2與霧滴中的氫氧化鈣反應(yīng)，霧滴在吸收SO2的同時也被干燥，生成固體粉末和灰的混合物，部分在塔內(nèi)分離，由錐體出口排出，另一部分隨脫硫后煙氣進(jìn)入除塵器，凈化后的煙氣由于溫度降低不多，所以可以直接排出。

9、在該工藝中，煙氣的其他酸性氣體如SO3和HCL等，也會同時與氫氧化鈣反應(yīng)，而且脫除率高達(dá)百分之九十五。脫硫效率能達(dá)到百分之八十到百分之九十，雖然該工藝原理和裝置簡單，但是它的系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備制造要求高，在操作上對自動控制的要求較嚴(yán)格。2.8NID法脫硫該工藝的脫硫原理與煙氣循環(huán)流化床工藝相似。它是以氧化鈣為吸附劑，將大量經(jīng)過增濕后的吸收劑噴入除塵器上端的一個小型反應(yīng)器內(nèi)，反映過后的吸收劑經(jīng)過除塵器后進(jìn)行二次反應(yīng)，進(jìn)行循環(huán)使用。該工藝的用水量小，電量用的也小，而且能對各種含硫量不同的煤使用。占地小，且經(jīng)過處理的煙氣可排入大氣中。該工藝非常適合在300MW以下的機組使用，脫硫效率達(dá)到百分之八十以上。

10、2.9鎂法脫硫技術(shù)氧化鎂的脫硫機理與氧化鈣的脫硫機理相似，都是堿性氧化物與水反應(yīng)生成氫氧化物，再與二氧化硫溶于水生成的亞硫酸反應(yīng)，生成的亞硫酸鎂進(jìn)行回收，重復(fù)利用。該工藝技術(shù)較成熟，投資少，結(jié)構(gòu)簡單，安全性好，而且可以減少二次污染，占地面積也很小。脫硫效率能達(dá)到百分之九十以上。3結(jié)論和建議（1） 目前，脫硫技術(shù)在飛速的發(fā)展，在以后會生產(chǎn)出更適合現(xiàn)在電廠和老電廠使用的脫硫設(shè)備。（2） 在這么多的脫硫工藝中，煙氣脫硫還是占據(jù)了主導(dǎo)地位，其中的濕式石灰石-石膏法脫硫應(yīng)用最廣泛，但是由于噴霧干燥煙氣脫硫等方法的占地小，耗資小，在以后將會廣泛運用。電子束法等方法在逐漸完善，有很好的前景。（3） 電廠在選擇應(yīng)用哪個脫硫技術(shù)的時候應(yīng)考慮以下幾點：1排煙中的SO2應(yīng)符合國家規(guī)定和環(huán)評要求；2脫硫設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性要好；3脫硫設(shè)施能穩(wěn)定運行；4 應(yīng)優(yōu)先選用國產(chǎn)化率高且能運行穩(wěn)定的脫硫工藝；5耗水量低；6脫硫劑的供應(yīng)問題；7系統(tǒng)簡單，占地??；8不