浅谈火电厂脱硫技术

贾风雷

摘要： 当前，我国面临严重的环境问题，对人民身体健康与社会的可持续发展造成巨大的威胁。而二氧化硫的排放占据很大的比例，我国能源以煤炭为主，而火电厂消耗的很大部分的煤，燃烧过程中产生大量的二氧化硫，为减少环境污染，脱硫技术显得尤为迫切。

Abstract： At present， serious environmental problems， which will do harm to people's health and bring huge threat of social sustainable development. Sulfur dioxide emissions do great harm to the environment， China will still maintain the coal based energy structure， a large part of the coal is consumed in the power plant， and amount of sulfur dioxide produced during the combustion process， so the desulfurization technology seem particularly urgent.

关键词： 环境问题；火电厂；二氧化硫；脱硫技术

Key words： environmental problems；power plant；sulfur dioxide；desulfurization techonology

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）03-0308-02

1 我国面临的环境问题

伴随着经济的发展，环境问题日益突出，严重危害人们的身体健康与社会的可持续发展，已经成为威胁生存和发展的重大社会问题。当前，发达国家主要环境问题为环境污染，发展中国家的环境问题为环境破坏，而我国兼而有之，并且都十分严重。

据统计我国是世界上污染物排放量最大的国家之一，2011年全国化学需氧量1383.3万吨，二氧化硫排放量2468.1万吨。环境污染对人们健康和社会可持续发展造成很大影响，在我国每年因为城市污染造成的超额死亡人数达到17.8万人。

我国目前的空气污染相当于发达国家污染最严重的五六十年代水平，主要污染物则为二氧化硫和烟尘，其中二氧化硫排放量约占百分之七十左右，而我国能源以煤炭为主，而火电厂消耗了很大部分煤，燃煤过程产生大量的二氧化硫，对空气造成很大的污染。低成本的、高效率的脱硫技术成为电厂的重要任务之一。

2 脱硫技术

当前，国内外最常见的脱硫方法主要包括燃烧前脱硫（对燃煤脱硫）、燃烧中脱硫（炉内脱硫）、燃烧后脱硫（烟气脱硫）等方法。

2.1 燃烧前脱硫技术

燃烧前脱硫是对原煤通过采取各种方法，除去燃煤中一些硫元素，达到脱硫目的，包括物理洗选煤法、化学选煤法、煤的气化和液化、生物选煤法等。

物理洗选煤法最为经济，使用广泛。提高煤炭的入洗率是降低环境污染的重要方法，在国际范围内，我国的煤炭入洗率非常低，大约只有20%水平，而英国约为95%，日本甚至超过98%；对于我国通过提高煤炭的入洗率可明显减小燃煤产生的二氧化硫污染。物理方法脱硫效果很好，技术简单，经济性好；不过物理方法不能除去原煤中的有机硫，只能除去无机硫中硫含量的80%左右，占总含硫量不到30%，达不到控制二氧化硫污染的指标，故需采取更进一步的措施。

化学脱硫法可以有效的除去燃煤中部分有机硫，主要是将原煤中的某种形式存在的硫元素通过化学反应转化为其他形式可以分离出去的硫元素，从广义上包括煤的气化、液化等。

使用化学脱硫技术，有较高的脱硫效率，但是化学脱硫技术主要在高温环境下进行，需要费用很高，商业化推进比较困难。

生物脱硫技术从严格意义上应属于化学脱硫技术，但由于生物脱硫技术本身的特殊点，这里将其单独列出来。生物脱硫技术将燃煤放入某种特定细菌液中，这种细菌可以产生某种蛋白酶，而产生的蛋白酶又可以将硫氧化生成硫酸盐。目前，生物脱硫技术只停留于实验室阶段，尚没有得到足够的资金支持。

2.2 燃烧中脱硫技术

燃煤燃烧过程中脱硫是在炉内加入一些固硫物质，例如生石灰、石灰石粉末等，将燃煤中的SO2固化生成对应的硫酸盐，随同炉渣排出，从而可明显减少对大气造成的污染。常采用的固硫技术有：有型煤固硫技术和流化床燃烧技术。

2.2.1 型煤固硫技术

将原料筛分以后按照一定的比例配煤，在原煤粉碎后与经过处理的粘结剂和固硫剂进行混合，然后用机械设备挤压成型并干燥，经过这个过程就可以得到有一定形状和强度的工业固硫型煤。

固硫剂主要包含大理石、石灰石、电石渣等，加入多少固硫剂需根据含硫量来确定。使用型煤可以大大降低厌弃中的一氧化碳、二氧化碳以及烟尘的浓度，并有一定程度上节煤效用，带来客观的经济与环境效益；然而，在实际中存在一些问题，如型煤着火滞后，存在断火熄炉等风险，需要进一步研究。

2.2.2 流化床燃烧脱硫技术

循环流化床的锅炉通过在炉内添加石灰石而进行脱硫，把煤与吸附剂加入到燃烧室中的床层中，从炉底进行鼓风使床层悬浮进而流化燃烧，这样形成了湍流混合条件，延长了停留的时间，进而提高了燃烧的效率。其反应过程为煤中含有的硫燃烧，生成二氧化硫，与此同时石灰石经过煅烧分解成多孔状氧化钙，此时二氧化硫到达吸附剂的表面并发生反应，达到脱硫效果。流化床脱硫技术最重要的影响因素包括煅烧温度、钙硫比、脱硫剂的种类、脱硫剂的颗粒尺寸与孔隙结构等。当Ca/S摩尔比为2时，并通过对炉内进行合理的运行与控制，脱硫效率可达到百分之九十左右。石灰石在炉内煅烧生成CaO，与二氧化硫进一步反应生成硫酸钙。

2.3 燃烧后脱硫技术

燃烧后脱硫技术又称烟气脱硫技术，在目前各种脱硫技术中效率最高、应用也最为广泛。对于燃煤电厂来说，在较长的一段时间内，烟气脱硫技术将是控制二氧化硫的一个主要途径。烟气脱硫技术包括干式烟气脱硫工艺和湿式烟气脱硫工艺。

2.3.1 干式烟气脱硫工艺

上世纪八十年代初，干式烟气脱硫工艺开始用于电厂烟气脱硫，其优点包括：投资费用低；脱硫产物呈现干态；无需装设除雾器及再热器等，设备不易发生结垢及杜塞现象，设备不易腐蚀。

缺点有：吸收剂的利用率偏低；用于高硫煤时经济性较差；飞灰与脱硫产物的混合有可能影响综合利用；对于干燥过程的控制要求较高。

干式脱硫又包括喷雾干式烟气脱硫工艺和煤粉灰干式烟气脱硫技术。喷雾干式烟气脱硫工艺由美国与丹麦公司共同开发，并在上世纪七十年代在电力系统得到广泛应用；该工艺利用雾化的石灰浆液在喷雾干燥塔中与烟气进行接触，并与二氧化硫进行反应，生成干燥的固体物质，最终连同飞灰一块被除尘器收集。煤粉灰干式烟气脱硫技术利用煤粉灰作为脱硫剂，是日本上世纪八九十年开发并运用于生产，取得很好的效果；其优点有：脱硫效率较高，性能稳定，脱硫成本较低；煤灰脱硫剂可以复用，设备简单，维护方便。

2.3.2 湿法烟气脱硫工艺

湿式烟气脱硫工艺主要利用石灰石、石灰或者碳酸钠等浆液作为洗涤剂，在反应塔中洗涤烟气，除去其中的二氧化硫。

该法的特点包括：效率高，可达95%以上；煤种适应性强，烟气处理量大，对于大容量高寒流煤机组有很大的优势；吸收剂易得且廉价；副产品为方便利用的二水石膏。在世界范围内大型火电厂常采用湿式石灰石/石灰—石膏法烟气脱硫工艺。

湿法工艺中，影响湿法烟气脱硫工艺投资的一个重要问题是烟气再热问题。湿法工艺脱硫后烟气温度一般较低，一般在露点以下，倘若不经再热而直接排入烟囱，酸雾极易形成，对烟囱造成腐蚀，同时不利于烟气扩散。

3 我国脱硫技术的发展状况

我国脱硫技术是在引进国外先进技术的基础上，进行再吸收并创新，脱硫技术水平得到很大提高，然而脱硫方法比较单一，其中石灰石—石膏法占了很大的比例，已建成和在建脱硫项目中，石灰石—石膏法的比例超过了百分之九十，而对于脱硫过程的副产物石膏的处置及综合利用还没够足够重视，抛弃或堆放，既占用了场地浪费了资源，同时还会造成二次污染[3]。

我国应用最为广泛的烟气脱硫技术也存在一些问题。上世纪八十年代，我国开始从国外引进或自主开发烟气脱硫技术，建成了几个大型的示范工程，取得了很大的环境与社会效益，但是仍存在很多问题。

烟气脱硫国产化问题比较困难，关键技术只能依靠国外技术，研发费用高昂，缺少配套的国产化优惠政策，重硬件、轻软件，忽视吸收和创新，并存在重复引进的问题；脱硫工程周期长，运行稳定性能差；管理不到位，脱硫市场低价竞争、无序竞争，不利于国内脱硫技术的发展，同时造成安全上的隐患[4]；脱硫的经济问题，不但要技术上可行，还要考虑脱硫成本，努力提高脱硫效率，减小脱硫设备投资，从而等降低成本，在减少污染的同时，提高企业盈利能力。

综上所述，我国未来一段时间脱硫技术研究的重点主要有：开发研制高效率的脱硫以及副产品回收技术；提高脱硫技术国产化水平，突破脱硫领域一些核心技术；通过国家政策引导，提供一系列优惠政策促进脱硫技术行业的健康发展，提高行业的竞争力，实现环境保护与企业效益的协调。

4 结论

目前，我国面临很严重的环境问题，对人们身体健康与社会的可持续发展带来很大的隐患，二氧化硫在污染物排放里面占据一个很大比例，我国已煤炭为主要能源，发电厂消耗了大部分的煤炭，燃烧过程产生大量二氧化硫，脱硫技术研究尤为迫切。我国火电厂应用最多的是燃后脱硫，其中石灰石—石膏法占很大比例，其它工艺也在不断地进步推广。

参考文献：

[1]郭永军，李全明，赵家雨.火电厂的脱硫技术[J].2011，（11）：107-108.

[2]尚华.循环流化床在脱硫技术中的应用[J].新疆化工，2010，（2）：25-27，38.

[3]岳涛，庄德安，杨明珍，等.我国燃煤火电厂烟气脱硫脱硝技术发展现状[J].能源研究与信息，2008，24（3）：125-129.

[4]刘诚林.我国燃煤电厂烟气脱硫技术的应用于发展[J].应用技术，2011，（214）：90-91，96.