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火電廠煙氣脫硫技術(shù)及應(yīng)用綜述
火電廠燃煤發(fā)電產(chǎn)生大量SO2,，對(duì)大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染,，脫硫十分必要,。論述了火電廠煙氣脫硫的必要性，介紹了脫硫方式的分類,，詳細(xì)介紹了濕法煙氣脫硫的幾種方法,，總結(jié)我國(guó)目前火電廠煙氣脫硫現(xiàn)狀并提出進(jìn)一步推進(jìn)脫硫的建議。
關(guān)鍵詞：火電廠,；煙氣脫硫,；濕法脫硫
1火電廠煙氣脫硫的必要性
我國(guó)是能源消費(fèi)和生產(chǎn)第二大國(guó)，擁有豐富的化石能源資源,，尤以煤炭資源儲(chǔ)量豐富,。隨著工業(yè)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,，我國(guó)逐漸形成了以煤炭為主體的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),，這種結(jié)構(gòu)在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生改變。
而我國(guó)煤炭資源80%以上用以直接燃燒,，隨之而來的是嚴(yán)重的SO2污染問題,。燃煤的大量使用使得SO2排放量劇增，SO2的大量排放會(huì)引起酸雨,，對(duì)環(huán)境和人體均有很大危害,。
2015年有超過78%的城市空氣質(zhì)量超標(biāo)[1]，降低SO2排放顯得十分必要。
2火電廠煙氣脫硫技術(shù)分類
2015年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示SO2年排放量達(dá)1859.1萬噸,，其中火電廠燃煤SO2占據(jù)了相當(dāng)比重,，火電廠脫硫成為降低SO2排放量的重要途徑。煙氣脫硫是目前脫硫效率zui高,，應(yīng)用的脫硫技術(shù)[2],。
煙氣脫硫分為干法脫硫，半干法脫硫和濕法脫硫,。
2.1干法脫硫
干法脫硫產(chǎn)生干粉狀產(chǎn)物,，無需考慮設(shè)備腐蝕、結(jié)垢,、結(jié)露等問題,，同時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生廢水[3]。干法煙氣脫硫的設(shè)備簡(jiǎn)單,，不論是投資費(fèi)用還是運(yùn)行費(fèi)用,，成本都較低，但其脫硫效率較低,，副產(chǎn)物附加值低,。常用干法煙氣脫硫方法有：電子射線輻射法、填充電暈法,、煙氣循環(huán)流化床技術(shù),、爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床技術(shù)等[4]。
2.2半干法脫硫
半干法應(yīng)用較為局限,，在國(guó)內(nèi)外僅有少數(shù)成功應(yīng)用實(shí)例[5],。這種方法投資運(yùn)行費(fèi)用低但脫硫效率也低[6]。常用方法有噴霧干燥法,、粉末-顆粒噴動(dòng)床技術(shù),、煙道噴射脫硫技術(shù)等。
2.3濕法脫硫
濕法脫硫效率高,，歷史悠久,、工藝成熟，鈣硫比低,，副產(chǎn)物的附加值高,，適用性較強(qiáng)，尤其適用于大容量機(jī)組,。但設(shè)備占地面積大,，投資維護(hù)費(fèi)用高，尤其腐蝕問題嚴(yán)重,，副產(chǎn)物若不能很好處理可能產(chǎn)生二次污染[7],。常用的濕法脫硫工藝有石灰石-石膏法、氨法、氧化鎂法等,。
3濕法煙氣脫硫技術(shù)
3.1石灰石-石膏法
濕法煙氣脫硫中應(yīng)用的便是石灰石-石膏法,，此法發(fā)展投運(yùn)較早，技術(shù)成熟,，從20世紀(jì)90年代便在我國(guó)引進(jìn)投運(yùn)。
石灰石-石膏法煙氣脫硫系統(tǒng)主要由石灰石漿液制備及輸送,、煙氣,、SO2吸收和石膏脫水四大系統(tǒng)組成。石灰石粉碎與水混合制得脫硫劑漿液,，經(jīng)水力旋流器分離后符合要求的貯存于漿液箱,，然后經(jīng)漿液泵打入吸收塔；來自鍋爐的煙氣經(jīng)煙氣系統(tǒng)換熱降溫送入吸收塔,；在吸收塔內(nèi)脫硫劑漿液吸收煙氣中的SO2生成CaSO3,，進(jìn)一步被氧化成CaSO4，zui后結(jié)晶成為石膏經(jīng)排出泵送至石膏脫水系統(tǒng),，煙氣反應(yīng)后則經(jīng)除霧器除去夾帶的液滴,，進(jìn)入煙氣系統(tǒng)換熱升溫至露點(diǎn)以上后進(jìn)入煙囪排放；來自吸收塔的石膏經(jīng)濃縮,、脫水后儲(chǔ)存[8],。
石灰石-石膏煙氣脫硫法脫硫效率高達(dá)95%以上；經(jīng)長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)展后經(jīng)驗(yàn)豐富技術(shù)十分成熟,，運(yùn)行穩(wěn)定,；對(duì)煤種要求低，適用性廣泛,；其脫硫劑石灰石在我國(guó)儲(chǔ)量豐富質(zhì)量*,，廉價(jià)易得[9]。但該法設(shè)備占地面積大,，初期投資費(fèi)用高,；腐蝕問題嚴(yán)重，后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也高,；脫硫副產(chǎn)物石膏附加值不大,，綜合利用率低，以堆積存放為主,，易造成二次污染,。
3.2氨法
氨法脫硫工藝主要由吸收、循環(huán),、氧化和濃縮干燥四個(gè)部分組成,。氨水溶液進(jìn)入吸收塔吸收煙氣中的SO2，生成亞硫酸鹽；循環(huán)段主要用來提高氨的利用率,；亞硫酸鹽在氧化段被壓縮風(fēng)機(jī)送來的空氣氧化為硫酸銨,；硫酸銨在濃縮干燥階段得到zui終副產(chǎn)物硫酸銨產(chǎn)品。
我國(guó)引進(jìn)脫硫工藝初期,，以石灰石-石膏法為主,，氨法脫硫在當(dāng)時(shí)工藝尚不成熟，目前在我國(guó)脫硫中的應(yīng)用與石灰石-石膏法有較大差距,。氨法基建投資與石灰石-石膏法相差不多,，但無廢水、固廢等二次污染問題,，脫硫產(chǎn)物硫酸銨附加值高,，市場(chǎng)廣闊[10]。但氨易揮發(fā),，該法對(duì)煤種也有一定要求,，為保證副產(chǎn)物質(zhì)量，通常適用于高硫煤種脫硫,。
3.3氧化鎂法
鎂法煙氣脫硫脫硫效率高,，運(yùn)行穩(wěn)定，在國(guó)外的工業(yè)化運(yùn)行已有二十多年之久,，但由于原料儲(chǔ)量限制,，在世界范圍內(nèi)未能得到廣泛推廣。但我國(guó)鎂資源豐富,，近年來該法在我國(guó)得到廣泛關(guān)注,。
鎂法分為脫硫劑制備與供應(yīng)系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng),、SO2吸收系統(tǒng),、脫硫副產(chǎn)物吸收系統(tǒng)和廢水處理系統(tǒng)。氧化鎂粉與水混合熟化制得脫硫劑漿液,，經(jīng)漿液泵打入脫硫塔,；從鍋爐來的煙氣經(jīng)降溫除塵除雜后進(jìn)入脫硫塔；在脫硫塔內(nèi),，脫硫劑漿液經(jīng)噴嘴噴灑與煙氣接觸反應(yīng),，生成亞硫酸鎂，約20%被氧化為硫酸鎂,，漿液循環(huán)至亞硫酸鎂達(dá)一定濃度后排入脫硫副產(chǎn)物處理系統(tǒng),，煙氣則經(jīng)除霧升溫后排放；副產(chǎn)物脫水干燥后可制肥料,，也可焙燒再生氧化鎂或送至硫酸廠制硫酸[11],；脫硫廢水經(jīng)中和,、重金屬沉淀、絮凝,、濃縮澄清后得以凈化,。
鎂法脫硫脫硫效率可達(dá)99%；消耗水量和電量比石灰石-石膏法少,，運(yùn)行費(fèi)用低,；工程中不易出現(xiàn)結(jié)垢堵塞等情況；菱鎂礦主要分布在中國(guó),，原料易得,；脫硫副產(chǎn)物附加值高，不論是用于生產(chǎn)肥料還是生產(chǎn)硫酸均有較大市場(chǎng),。但原料費(fèi)用偏高,，運(yùn)行過程中PH和亞硫酸根含量不易控制[12],。
4我國(guó)煙氣脫硫現(xiàn)狀及推進(jìn)建議
近年來我國(guó)不斷加大節(jié)能減排力度,，在各項(xiàng)政策推進(jìn)和各方努力下，2015年我國(guó)二氧化硫排放量比2010年降低18%,。目前我國(guó)火電廠煙氣脫硫普遍采用的方法是噴霧干燥法,、石灰石-石膏法、循環(huán)流化床法和氨法[13],。主要以技術(shù)成熟,，流程簡(jiǎn)單，二次污染小,，成本低為主要考量,。
目前出現(xiàn)的問題在于：盲目引進(jìn)脫硫技術(shù)及裝置，對(duì)核心科技掌握不足,，導(dǎo)致投運(yùn)后運(yùn)行不穩(wěn)定,，建成投運(yùn)的脫硫裝置實(shí)際發(fā)揮作用不足60%[14]；相關(guān)政策法規(guī)不配套,，環(huán)保相關(guān)法律的制定修訂速度不足以及時(shí)解決或預(yù)防不法行為,，相關(guān)經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)補(bǔ)貼也與技術(shù)、現(xiàn)狀不配套[13],。
針對(duì)現(xiàn)狀,，我們首先應(yīng)加快技術(shù)開發(fā)，今早掌握核心科技,，設(shè)計(jì)出符合我國(guó)國(guó)情的煙氣脫硫工藝,。其次，政府應(yīng)加緊健全煙氣脫硫相關(guān)政策法規(guī),，一方面利用法律約束,，確?；痣姀S煙氣脫硫的平穩(wěn)深入推進(jìn)；另一方面加大政策資金扶持力度,，鼓勵(lì)各電廠切實(shí)進(jìn)行煙氣脫硫工作,。