浅谈燃煤电厂脱硫与环保

2011-08-15方媛媛

山西焦煤科技 2011年1期

方媛媛

1 电力行业二氧化硫减排对环境保护的重要性

二氧化硫是污染大气的主要有害物质之一，二氧化硫大量排放除造成空气污染外，还形成了酸雨、细颗粒和能见度下降等区域性环境问题。然而，在可燃物总储量中，固体燃料(主要是燃煤)约占93%，在我国则占到95.5%左右，2003年我国排放的二氧化硫为2 167万t，2005年是2 549万t。随着我国经济建设的不断发展，环境保护已受到政府和人民的密切关注，国务院、国家环境保护部多次下发环境保护治理文件，把环境保护作为基本国策来推进。二氧化硫排放的约90%左右来自燃煤工业，而火力发电机组又是燃煤大户，电力行业排放的二氧化硫约占全国的50%以上，所以，电力行业就成为二氧化硫减排的主战场，其中，承担二氧化硫削减任务的主要是20万kW的大容量燃煤机组，因此，加快火电厂新建机组烟气脱硫工程建设和老机组脱硫技术改造是十分艰巨的任务。

2 火电厂烟气脱硫常用的方法及特点

以脱硫剂进入脱硫系统的水溶状态进行分类，可以把烟气脱硫技术分为干态(干法)、少量水溶状态(半干法)、大量水溶状态(湿法)三种。

1)干法脱硫技术是指应用粉状或粒状吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的二氧化硫，常用的方法有：炉内喷钙尾部增湿活化技术和循环流化床锅炉。它的优点是工艺过程简单，无污水、污酸处理问题，能耗低，特别是净化后烟气温度较高，有利于烟囱排气扩散，不会产生“白烟”现象，净化后的烟气不需要二次加热，腐蚀性小。

2)半干法脱硫技术是经破碎石灰在消化池中，经消化后与脱硫副产物和部分煤灰混合，制成混合浆液，经浆液泵升压旋转喷雾器，经雾化后在塔内均匀分散，热烟气从塔顶切向进入烟气分配器，同时与雾滴顺流而下，雾滴在蒸发干燥的同时发生化学反应，吸收烟气中的二氧化硫。常用的方法有旋转喷雾法脱硫技术和烟气循环流化床脱硫技术。它兼有干法和湿法的一些特点，既有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的特点，又有干法无污水废酸排除，脱硫后产物易于处理的好处。

3)湿法脱硫技术是指反应剂在浆液状态下进行脱硫和脱硫产物的处理，它的的脱硫系统位于烟道的末端，除尘器之后，脱硫过程的反应温度低于露点，所以，脱硫后的烟气需要再加热才能排出。常用的方法是石灰石—石膏湿法脱硫工艺，海水脱硫法。该技术的特点是反应速度快，效率高，脱硫添加剂利用率高。如用石灰做脱硫剂时，当钙硫比为1时，即可达到90%的脱硫率，适合大型燃煤电站的烟气脱硫，但是，湿法烟气脱硫存在废水处理问题，初期投资大，运行费用也较高。

综合以上三种脱硫技术比较，可以看出：干法和半干法吸收剂的利用率远低于湿法工艺，对含硫分高的煤种适应性差，干灰与脱硫产物无法分开利用等。目前，脱硫设备设计规程要求是大容量机组或设计煤种超过2%的机组优选湿法工艺，脱硫效率要求90%以上，200 MW以下或剩余寿命低于10年的老机组，以及设计煤种含硫量低于2%的机组，推荐采用干式、半干式或其他费用相对经济的脱硫技术，脱硫效率要求仅为75%。

3 古交电厂脱硫技术的应用

1)古交电厂一期2×300 MW机组烟气脱硫装置是基于回流式循环流化床半干法脱硫工艺，烟气从锅炉出来之后，通过ESP1进行预除尘，ESP1的除尘效率为86%，然后通过两条烟道从RCFB塔底部两侧进入RCFB吸收塔。在塔扩建端与再循环脱硫灰以及投加的消石灰一起，以湍动、环流的运动方式流向吸收塔顶部。在塔内部分脱硫灰回流(内循环)，在RCFB吸收塔中，通过雾化的水在RCFB内蒸发调节温度，调节脱硫塔中烟气温度在70°～80°，投机的消石灰与烟气中的二氧化硫等酸性气体进行化学反应，从而达到烟气脱硫的目的，反应产物为干态。脱硫后的烟气从RCFB吸收塔顶部排出后进入ESP2后除尘，进行二级除尘，除尘效率99.987 5%，控制烟气排放浓度小于100 mg/Nm3，脱硫率在90%以上。一期工程自投产以来，运行稳定，各项指标均达到了设计要求，为环保脱硫清洁生产作出了贡献。

2)古交电厂二期工程2×600 MW机组脱硫采用的是石灰石—石膏湿法脱硫方式。它主要由吸收剂制备与供应系统，二氧化硫吸收系统、烟气系统、石膏脱水系统、工艺水系统、废水处理系统等组成。其原理为：成品石灰石粉与水混合搅拌成吸收浆液，在吸收塔内，吸收浆液与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应后，二氧化硫被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴后回到GGH进行加热，加热后的净烟气温度达到80°以上排入烟囱。本工艺的的特点为：脱硫吸收剂的利用率高，钙硫比为1.03，脱硫效率高，大于95%，使用煤种广，一般不受燃煤含硫量的限制，应用范围广，适用机组最低稳燃负荷30%BMCR工况和100%BMCR工况之间任何负荷工况下运行。现在二期脱硫虽然还没有投入正式运行，正在调试阶段，但是石灰石—石膏湿法脱硫工艺是目前世界上最成熟、应用最多的工艺，已有运行30多年的业绩，占脱硫装机容量的85%以上，脱硫效率可达95%左右，所以，二期脱硫工程的最终投产也是符合环保要求的。