小议燃煤锅炉脱硫除尘技术及其特点

纪明江

[关键词]燃煤锅炉；脱硫除尘技术；特点

由于我国的经济结构和社会生活建立在国产能源的基础上，而煤炭又占常规能源探明储量的重要位置。因此，在今后相当长的时期内，煤炭仍将是我国的主要能源。

我国的大气污染与以煤为主的能源结构有着直接的关系。煤炭的大量燃烧是造成城市大气中二氧化硫和烟尘污染的最直接的原因。我国排放的二氧化硫已连续多年超过2000万吨，居世界首位。火电厂的二氧化硫排放占整个二氧化硫排放量的比重相当高。二氧化硫和烟尘污染危害整个生态系统及建筑物等，已成为制约社会经济发展的重要环境因素，在"八五"和"九五"期间，对国际上现有脱硫的主要除尘技术组织了研究开发，取得了一定成绩，从总体上说，除尘工艺和设备已日趋完善，现已形成一定的规模生产能力，而对脱硫工艺和设备，除少数引进国外的脱硫脱硫工艺和设备能确保可靠、有效运行外，多数工艺和设备尚处在小试探索或中试阶段，到最后进入实用阶段，还有许多问题需要完善。

尽管总的来说安装脱硫装置的锅炉比例还很低，但目前在用的脱硫技术已涉及到很多种工艺，各种技术在运行过程中所具有的减排特性，可靠性，经济性等都是有差别的，它们将影响到技术的适用性和推广应用前景。

我国火电厂烟气脱硫技术的研发起始于上世纪六十年代初，进入七十年代后，先后开展了十多项不同规模、不同工艺的试验研究，取得了阶段性成果。但由于技术、经济等多方面的原因，一直未能在大型火电厂机组上得到应用。

近几年来，随着我国经济发展的增长和环境标准的渐趋严格以及对火电厂二氧化硫污染治理力度的加大，促使火电厂烟气脱硫行业的发展，取得了长足进步。主要表现在以下几个方面：

1.在国内技术和经验不能满足国内脱硫市场需求的情况下，通过多种合作方法，引进了在国际上已进入商业化市场或具有良好商业发展前景的多种脱硫技术。初步形成了一批火电厂烟气脱硫工程骨干企业，为技术、设备国产化和参与国外脱硫市场的竞争，奠定坚实的基础。

2.烟气脱硫工程技术和设备的国产化程度不断提高。有些骨干企业已能承接我国火力发电厂主导机组的烟气脱硫工程总承包，具备从工程设计、设备供应、加工安装、运行调试等项工作依靠国内技术力量自行独立完成的条件和能力，不但使工程造价大幅度下降，同时也带动国内相关机电产品的开发和生产，新的产业链已初步形成。

下面重点介绍一下石灰石-石膏法烟气脱硫技术。石灰石-石膏法脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术。

它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔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从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。

旋转喷雾干燥烟气脱硫技术旋转喷雾干燥烟气脱硫技术于70年代中开始研究开发，80年代初开始工业性应用，该技术与湿式石灰石-石膏法烟气脱硫技术相比，具有流程短，系统简单，能耗低，无腐蚀，无废水排放等优点。

该装置是石灰由斗式提升机送至石灰储仓，经仓下部的螺旋给料机加入消化槽与水混合消化，同时经终产物仓下部的螺旋给料机将反应物加入混合槽与水混合，两种浆液按比例同时泵入吸收槽，配制成所需要的吸收液，然后泵入高位槽经喷雾器在干燥塔内雾化，并与经烟气分配器进入干燥塔的烟气混合，浆液雾滴在蒸发干燥过程中，钙与烟气中的硫氧化物发生反应，生成硫酸钙和亚硫酸钙。反应后的烟气进入布袋除尘器在除去烟气中携带的已被干燥的吸收剂及烟尘的同时，烟气中的硫氧化物再次与一部分吸附在滤袋上尚未反应完全的吸收剂继续发生反应，进一步脱除硫氧化物。

磷铵肥法烟气脱硫技术磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附（活性炭脱硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷矿萃取磷酸）、中和（磷铵中和液制备）、吸收（磷铵液脱硫制肥）、氧化（亚硫酸铵氧化）、浓缩干燥（固体肥料制备）等单元组成。它分为两个系统：l烟气脱硫系统-烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3，用风机将烟压升高到7000Pa，先经文氏管喷水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组（其中一只塔周期性切换再生），控制一级脱硫率大于或等于70，并制得30左右浓度的硫酸，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫，净化后的烟气经分离雾沫后排放。

肥料制备系统在常规单槽多浆萃取槽中，同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉（P2O5含量大于26），过滤后获得稀磷酸（其浓度大于10），加氨中和后制得磷氨，作为二级脱硫剂，二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。

炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫技术炉内喷钙脱硫技术由两步固硫反应组成，首先将石灰石粉料喷入炉膛热烟气中，石灰石热解后生成的氧化钙与烟气中的二氧化硫发生反应，脱除一部分二氧化硫，然后烟气进入锅炉尾部的活化反应器，通过有序的喷水增湿，一部分尚未反应的氧化钙转变为有较高脱硫活性的氢氧化钙，继续与烟气中二氧化硫发生反应从而完成脱硫的全过程。

简易石灰石——石膏法烟气脱硫技术我国的燃煤烟气脱硫技术尚处在引进、研究和开发阶段，而且不同的脱硫工艺技术，其设备投资、运行费用、技术性能和经济性均有很大差异。虽然我国已对国际上现有烟气脱硫技术的一些主要类型引进、消化、研究和开发，但还仅仅处在探索和示范阶段。