火电厂脱硫存在问题及工艺选择方法

孙志伟

摘要：在经济与社会发展中，电力发挥了重要的作用，具有举足轻重的地位，火力发电厂的扩容导致烟气排放总量不断加大，产生了大量的SO2，而脱硫工程是SO2控制的重要环节。脱硫工艺的选择是火电厂脱硫工程的关键，本文针对目前火电厂脱硫技术存在问题，从技术角度提出应重点考虑的选择原则，技术指标和选择方法，对科学建设以及高效运用脱硫工艺方面提供参考

关键词：火电厂；脱硫；问题；工艺选择

1、引言

随着我国居民生活水平的不断提高，人们对生活质量和生活环境的要求也在不断提高，特别是在雾霾频发的当下，大气污染已经引起了人们的广泛关注。火电厂烟气排放一直以来都是大气污染的一个主要来源，根据相关的统计可知火电厂排放的SO2占到的全国总排量的三分之一左右，因此可见大力发展火电厂脱硫技术势在必行。

2、当前火力电厂脱硫技术简介

（1）燃烧前脱硫。主要为煤炭的脱硫，可以采取三种方式进行，主要分为化学途径、微生物途径以及物理途径，在实践中运用最多的为物理途径的重力分选方式，这一方式原理为利用密度特征，对煤炭进行破碎处理并以旋流器将精煤分离开来，能够将五分之四的硫份以及五分之三的灰份脱除，达到脱硫的效果。在国内燃烧前煤炭洗选控制研究与运用方面，我国还属于探索阶段，与西方国家技术层面还有一定差距。（2）燃烧中脱硫。燃烧中脱硫又称炉内脱硫法，循环流化床脱硫技术是电厂普遍采用的方法。循环流化床脱硫技术，添加脱硫剂在高温燃烧环节，碳酸钙煅烧分解产生氧化钙，与SO2，进行化学反应，生成了化合物硫酸钙，有效实现了硫固化的目标，但脱硫效率低于90%，燃用高硫煤不能满足国家排放要求。运用这一方式进行脱硫，效率高低与钙硫比、过量空气系数、流化温度、脱硫剂品质、脱硫剂投放方式等因素有关，由于工艺简单，运行成本低，中小型电厂循环流化床锅炉运用较为广泛。（3）燃烧后的脱硫。主要是在烟气排放之前对燃烧中已经形成的SO2进行处理，烟气侧脱硫有干法、半干法和湿法等多种方式，目前国内大部分火电厂都是采用石灰石石膏法，其具有脱硫效率高的优点。此外还有一部分沿海的发电站在使用海水脱硫的方法，该方式主要是运用海水的碱性特性来吸收SO2，该方法最大的优点是成本低，但是由于受到地域的严重限制，其难以得到推广。

3、当前火力电厂脱硫存在的问题

近些年来，经济建设进程的加快对电力需求持续上升，火力发电装机容量大幅增加，燃煤量也呈现出直线上升的态势，导致SO2排放量骤然增加。造成这样的状况，一方面与燃煤总量增加有关，另一方面也与火力电厂脱硫项目建设与作用发挥不足有关。国家相关部门已经对火力电厂脱硫问题高度重视，从顶层设计上进行了关注，基本都完成了脱硫改造，中小型火电企业也在积极引进和建设脱硫工程项目，积极开展SO2治理，保护环境。目前，这一工作还存在着以下几个方面的问题。

3.1技术落后，设备老旧

如前文所述，目前国内发电厂所用的脱硫技术几乎都是从国外引进的，不仅如此，很多关键的脱硫设备也基本上都是从欧美和日本等发达国家进口的，国内企业由于缺乏关键技术，其生产的设备市场竞争力还稍显不足。由于大部分关键的脱硫设备都需要从国外进口，而其价格又相当昂贵，这使得很多电厂都一直在使用老旧的设备进行脱硫作业，导致脱硫工作的质量受到巨大的影响。此外即使是从国外引进了一些脱硫的技术和设备，但是由于实际生产情况、管理能力和工作环境等多方面因素的限制，这些技术在国内有时也并不适用，再加上国内如今对环保的重视程度不断提高，当前的一些脱硫技术已经不能满足如今的发展要求了。

3.2缺少有效的技术推广体系

我国没有开发出自主知识产权的脱硫技术，技术开发力度不够；对多种脱硫方式完成了实验及示范工作，但没有推广，技术的推广力度也不够，科技转化为生产力的两个重要方面就是科技术推广与技术开发，我国缺乏有效的技术推广体系，技术不能转化成生产力，不能形成科研与效益的良性循环。

3.3资金不足

火电厂上脱硫项目初始投资大，主要原因是核心技术、关键设备依靠进口。一般来说，上脱硫项目的20%启动资金要企业自筹。其余的80%除可以争取很少的一部分国家环保补助金外，大部分需要向银行贷款，而这部分贷款的本金和利息最后都要发电企业自己来承担。发电企业上脱硫项目，必然增加生产成本，大约每千瓦时电量增加0.06～0.09元的费用。按照价值规律，这部分增加的生产费用应该在上网电价中体现出来。如果上脱硫项目的所有费用都要发电企业来消化和负担，这对上脱硫项目的发电企业来说，显然有失公平。

3.4缺少固定脱硫场地

老机组改造项目存在场地限制问题。对老机组的脱硫改造，没有预留改建场地，因此，多数厂家不得不退而求其次选择脱硫工艺和装置。老机组的改造需要增设场地拆迁费用，还要根据主机运行寿命，计算脱硫装置的折旧年限，加速了计提资产折旧。？

我国脱硫产业前期发展缓慢、近期发展迅猛，涌现出一大批脱硫环保公司，进入脱硫市场。目前整个烟气脱硫产业化存在的问题主要表现在：市场发展滞后于市场需求；引进脱硫技术没有被完全掌握；关键设备需要进口，国产技术不够过硬；脱硫工程设计缺乏系统性；脱硫公司技术水平良莠不齐；脱硫设备与机组同步投运率不高等。

4、脱硫工艺的选择方法

4.1选择的主要技术原则

（1）本着可持续发展原则，提出合理可行的控制目标，包括脱硫效率、排放浓度和排放量大小。（2）结合机组的现状，考虑机组新旧程度、机组容量、燃煤硫分等，考虑当地的资源条件、脱硫建设条件，提出技术上可行、經济上合理、操作上可控且有一定延伸性的脱硫工艺。（3）脱硫工程实施后，在允许时间和投资范围内，能实现经济效益目标。（4）脱硫工程实施后，不造成二次污染或尽可能将污染降至最少。

4.2选择工艺时应考虑的主要指标

（1）钙硫比：要选择钙硫比<1.05，其与脱硫效率呈现出正比例的关系，主要表达一定脱硫效率时，钙基吸收剂的过量状况。

（2）脱硫效率：脱硫效率是表征脱硫系统脱硫能力的指标。电厂安装脱硫系统的目的是脱除烟气中的硫。因此脱硫系统必须有足够高的脱硫效率。

（3）吸收剂利用率：主要指脱硫效率和钙硫比的比例，在脱硫效率达到～定程度时，钙硫比越低表明钙利用率发挥程度就越高。

（4）吸收剂的可获得性和易处理性：脱硫工艺一般运用钙基化合物为吸收剂，因为石灰石成本低、来源广，较容易获得，处理也较为理想，在具体选择与运用时，要对CaCO3的含量、活性进行严格把关。

（5）脱硫副产品的处置和可利用性：脱硫副产品是吸收剂与硫反应之后的产物，副产品应具有以下特性：性能稳定，对环境不产生二次污染；最好是固体粉末状态；能作为其它行业的原料，实现可资源化。

（6）运行适应性：和发电企业机组配套的脱硫设备应当能够满足经常起停的需求，对燃煤变化要有较强的适应性能，一般情况下干法脱硫工艺对调峰机组较为适合，其与半干法脱硫工艺对中低硫煤较为适应，湿法脱硫对高硫煤效果较好。

4.3常用的脱硫工艺选择方法

在选择脱硫工艺时不仅要参考相关的原则和技术指标，还需要运用一些专业的方法来评估该火电厂运用该工艺的可行性、可靠性和经济性，在实际的运用当中最常用的脱硫工艺选择方法有以下几种：（1）专家会议法，通过组织相关专家开会讨论的方式，参考各方的意见，制定更加合理的工艺方案。（2）特尔菲法，该方法最大的优点能够让与会的各方充分的思考，有利于探索性解决问题。（3）层次分析法，通过分层的方式来衡量不同因素的实际权重，从而能够更加真实地反应所选工艺的科学性和合理性。（4）灰色综合评价法，该方法能够通过系统分析的方式，对工艺环节进行一种半定性半定量的评价，从而既能够保证评价结果的直观性，也能够保证评价结果的合理性和实用性。

5、结语

随着人们的环保意识越来越强，环境保护力度越来越大，国家对火力发电企业脱硫要求更高，考核力度更大，各企业应当深入研究脱硫工艺，结合实际状况充分发挥脱硫系统的作用，适应经济与社会发展需求。

参考文献：

[1]火电厂脱硫技术应用现状及发展[J].张亮.科技资讯.2017（16）

[2]浅谈火电厂脱硫工艺存在的问题及对策[J].李月伟.科技创新与应用.2017（22）

[3]浅谈火电厂脱硫装置常见故障及处理办法[J].吕晓磊.山东工业技术.2016（23）

（作者單位：山西平朔煤矸石发电有限责任公司 ）