雙堿脫硫技術在電廠煙氣脫硫中的探討

1、PAGE PAGE 6雙堿脫硫技術在電廠煙氣脫硫中的探討摘要：在煙氣脫硫工藝中，濕法脫硫是重要的脫硫手段，而煙氣脫硫技術由于自身的優(yōu)勢成為當前電廠煙氣脫硫中的主要手段之一。本文總結(jié)了雙堿脫硫的工藝及其優(yōu)勢。并結(jié)合當前國內(nèi)雙堿脫硫的應用現(xiàn)狀，分析了目前制約該項技術進一步應用的問題，并提出了相應的解決途徑。一、引言近些年來，酸雨產(chǎn)生的危害是有發(fā)生，導致了大量魚類死亡、湖泊退化等現(xiàn)象，導致酸雨的原因方面很多，而普遍都認可的便是二氧化硫是酸雨的主要成分之一，而發(fā)電廠又常常被認為二氧化硫的主要排放源之一1，2。因此，提高發(fā)電廠環(huán)保措施，特別是煙氣脫硫工藝的提高，可以減少二氧化硫的排放量，進而控制酸雨的形

2、成起到了重要作用。目前，在電廠煙氣脫硫中主要有干法脫硫和濕法脫硫兩類3，4。而濕法脫硫技術是采用液體的吸收劑進行脫硫，由于氣液傳質(zhì)比干法的氣固傳質(zhì)要更快，所以濕法在煙氣脫硫中交往受歡迎。而在濕法脫硫中，雙堿法脫硫工藝師當前較為廣泛采用的工藝之一，鈉鈣雙堿法是較為常用的脫硫方法之一，該法由于具有吸收效率高等特點在國外廣為應用，像日本和美國目前已有50套以上的鈉鈣雙堿法應用于電廠煙氣的脫硫。本文結(jié)合電廠的基本情況詳見論述了鈉鈣雙堿法在煙氣脫硫中的應用及相應的問題，本文的研究對電廠煙氣脫硫有一定的總結(jié)意義。二、雙堿脫硫工藝通常，在電廠煙氣雙堿脫硫工藝是相對于石灰/石灰石法來說的，石灰/石灰石法雖然脫

3、硫率較高，但是存在著石灰石溶解問題易導致結(jié)垢堵塞吸收系統(tǒng)的管道等問題，而雙堿法采用兩種不同的脫硫劑即氫氧化鈉(或碳酸鈉)和石灰，該方法成功解決了結(jié)垢堵塞問題。1.雙堿脫硫工藝的基本原理雙堿脫硫工藝具體過程包括吸收脫硫和再生兩步。為氫氧化鈉(或碳酸鈉)溶液為啟動脫硫劑，該溶液作為循環(huán)脫硫液進入電廠的脫硫系統(tǒng)進行脫硫。吸收煙氣的二氧化硫之后循環(huán)液進入沉淀池，通過沉淀等去除煙塵之后進入反應池，在反應池中投加石灰進行反應，置換出即氫氧化鈉(或碳酸鈉)，再次進入循環(huán)脫硫系統(tǒng)。2.雙堿脫硫工藝的優(yōu)點雙堿法脫硫技術作為一種濕法脫硫工藝與其他脫硫工藝具有非常明顯的優(yōu)勢，表1列出了與部分脫硫工藝的對比。從表1中

4、可以歸納出雙堿法脫硫的主要優(yōu)點如下：2.1吸收效率高。鈉基吸收劑相對于鈣基吸收劑直接吸收二氧化硫相比，鈉基吸收劑吸收二氧化硫?qū)儆跉饽た刂?，即液相吸收速度快，大大提高了吸收效率?.2產(chǎn)物溶解度大解決了結(jié)垢等問題。雙堿脫硫工藝是在石灰法基礎上的改進，由于生成的鈉鹽相對于鈣鹽更易容易水，解決了石灰脫硫技術這種鈣基吸收生成溶解度小的鈣鹽導致管道或者脫硫塔的結(jié)垢進而導致堵塞的缺點。2.3能耗較低。由于吸收劑的再生在脫硫塔之外的反應池進行，可以避免了脫硫塔的磨損和堵塞，可以提高運行穩(wěn)定性，進而降低運行成本。2.4無二次污染現(xiàn)象。三、雙堿脫硫工藝在國內(nèi)的應用現(xiàn)狀及主要問題1.國內(nèi)電廠煙氣脫硫的應用現(xiàn)狀進入

5、新世紀以來，二氧化硫的排放量逐年增多，而作為二氧化硫主要的貢獻源的火力發(fā)電廠隨著裝機容量的增多，例如2005年我國火電裝機容量達到5.08億千瓦，這比2002年裝機容量多出1倍多，二氧化硫的排放量增加了27.8%5。快速發(fā)展是導致SO2排放量增加的主要原因二氧化硫的排放也不斷也不斷增多，例如1998年火力發(fā)電廠的二氧化硫排放量占到全國總排放量的將近四成，但是到了2010年就達到了六成之多。目前，為了減少二氧化硫的排放，各種脫硫工藝得到不斷的發(fā)展，其中濕法脫硫占到了85%以上，在濕法脫硫中鈉鈣雙堿法目前也成為較為普遍采用的脫硫工藝。在我國，雙堿脫硫工藝工業(yè)化應用的單機規(guī)模最大的達到了100MW，

6、成功的實例也很多。雙堿脫硫技術是僅次于石灰石/石灰-石膏脫硫技術的濕法脫硫方法。2.雙堿法脫硫出現(xiàn)的問題2.1煙氣中亞硫酸鹽去除不高導致煙囪腐蝕嚴重6雙堿法去除煙氣中的二氧化硫的效率很高，但是對于其他含硫物質(zhì)的去除效果并不明顯，例如SO32-，而較低的去除率導致煙氣中亞硫酸鹽較多，在濕度較大的煙氣中對煙囪和管道都會產(chǎn)生嚴重的腐蝕現(xiàn)象。近些年，在一些發(fā)電廠該種煙囪由于亞硫酸鹽的腐蝕而出現(xiàn)問題的事情非常多。2.2鈉基脫硫劑消耗量大，成本高目前，困擾雙堿脫硫技術的主要問題是再生反應階段，即亞硫酸鈉置換形成新鮮吸收劑氫氧化鈉的過程效率不高。這將直接導致大量的鈉鹽進入廢水或者其他途徑而消耗掉。這勢必導致

7、補充大量的新鮮鈉基脫硫劑，這就增加了脫硫劑費用和運行成本。2.3含硫廢水和脫硫灰渣對環(huán)境產(chǎn)生危害雙堿法脫硫產(chǎn)生的脫硫廢水和脫硫灰渣處理不當容易對環(huán)境產(chǎn)生危害。如脫硫廢水在外環(huán)境中被硫酸鹽還原菌還原成硫化物，會影響周圍環(huán)境水體的水質(zhì)。脫硫灰渣處理不當容易引起空氣揚塵。四、有關問題的解決方法1.針對腐蝕問題，應優(yōu)化工藝和提高煙氣輸送管道和煙囪的設計主要包括：工藝上提高除霧器的去除效果，減少煙氣濕度;提高煙囪和管道的防腐質(zhì)量;采用效果更好的防腐材料。2.改進雙堿脫硫工藝提高石灰置換成亞硫酸鹽的效率例如，采用更搞笑的置換反應器以提高置換率，減少鈉基脫硫劑的補充量;工藝上優(yōu)化操作參數(shù)，如反應器的攪拌速度的優(yōu)化提高傳質(zhì)。3.采用更加有效的環(huán)保措施針對含硫廢水提出回用處理措施，提高回用率甚至提出廢水的零排放;針對灰渣要做到及時清理，將灰渣綜合利用等。五、展望目前，在發(fā)電廠煙氣脫硫工藝中，由于各種原因仍然以石灰石/石灰-石膏脫硫為主，然后雙堿法脫硫工藝由于具有更大的優(yōu)勢，其必將在脫硫工藝中占到更大的比例。在當前環(huán)保意識提高和環(huán)保