燃煤锅炉烟气脱硫的技术现状及发展趋势

周军武

摘 要：我国经济的提升推动了工业化的发展，这因此让火力发电厂的规模逐渐的扩大，不过与此同时也导致污染物排放量的日益加大，这给生态环境造成了严重的破坏。而根据研究发现，采用烟气脱硫技术能够很大程度的解决这一问题，这就需要相关企业不断强化对燃煤锅炉烟气脱硫技术的研究与应用。鉴于此，文章首先对当前应用的燃煤锅炉烟气脱硫技术进行了分析，然后对其未来发展趋势进行了展望，以供参考。

关键词：燃煤锅炉;烟气脱硫;技术应用

1 以净化煤炭的方式实现烟气脱硫

1.1 选煤法

选煤是采用不同的处理方法将煤中的杂质、灰分去除，主要有重力筛分法、物理方法、化学法和微生物分解法。通过不同方式将煤进行分类，并按照各个用户的需求严格控制煤炭的质量以保证煤自身的燃烧特性，使对应等级需满足用户使用要求。该方法是煤炭燃烧前最主要的利用方式。主要利用不同质地原煤物理性质如密度、磁性等方面的明显差异，将煤中的有机硫及无机硫去除，同时可去除一半以上的灰分。该方法脱硫效率不高，但技术操作简单，经济型较好。化学法通过用强酸、强碱、强氧化剂等与原煤中物质产生化学反应进行脱硫，可将煤中99%矿硫脱除。生物法是通过微生物选择性的分解和降解煤中不同形式的硫将其脱除，脱硫率达90%。但化学法和生物法经济成本较大，一般仅是对煤质有特殊要求的行业中使用。

1.2 动力配煤法

动力配煤法是将大量的各种不同质地的煤炭聚集在一起，经过破碎后形成更小体积的煤炭颗粒混合物。再根据用户需求，将符合条件的组分从中筛选出来，在进行二次混合，使之形成组分与品质都在人为控制下的人工煤炭。这种方法可以人为的调节煤炭的品质，比如相混合物中加入增燃剂一提高煤炭的可燃性，或者将具有互补组分的煤炭粉碎重组，以实现其质量的升华等等。

2 炉内脱硫技术

2.1 循环流化床技术

此技术的原理为在锅炉内加入循环流化床工艺，在燃烧过程中再向炉内加入适量的脱硫剂，这些脱硫剂与燃烧时产生的处于悬浮状态的小颗粒状煤粉结合，因此产生的二氧化硫容易与脱硫剂结合生成诸如硫酸钙等物质。这项技术中脱硫剂与煤炭颗粒都处于悬浮状态，接触面积大，可以很好地抑制氮氧化物的形成，且需要的反应温度低，耗费能量相对较少，可以将煤炭产生的二氧化硫去除80%以上，目前应用较为广泛。

2.2 炉内喷钙脱硫法

这是一种较为常见的干法脱硫技术，主要是通过将碳酸钙粉末高速地喷入炉内，使其在高温的作用下发生分解反应产生氧化钙。氧化钙在高温下会快速地与二氧化硫反应生成亚硫酸钙。但是若仅仅通过喷入碳酸钙实现脱硫，由于空气动力学原因，碳酸钙的利用率并不高，这就使得该工艺整体脱硫效率只有20%～50%。因此，为了提升该工艺的脱硫效率，向其中增加了尾部增湿的补救措施，使其效率大致达到60%～85%。总称为炉内喷钙尾部增湿脱硫工艺，该工艺虽然脱硫率不是非常高，但是具有操作简单、无二次污染、投资成本低等优点。

2.3 湿式水浆脱硫技术

湿式水浆脱硫技术又称为水煤浆燃烧技术。该法具体的操作办法是先将煤炭加工至微米级，大约在250微米左右，然后再向其中加入三倍煤粉剂量的水以及适量的稳定剂与分散剂。使用水煤浆燃烧技术时通常要满足以下两个要求：第一，煤炭中的灰分含量要低于10%;第二，煤炭中的硫含量要低于0.5%。在这种操作条件下形成的煤水混合物即称为水煤浆，它的燃点比普通煤炭低约100℃，因此在运输、储存时更加具有安全性。不过由于该法的特殊性，水煤浆的运输要求特定的运输设备，在此过程中会耗费额外的经济成本。除此之外水煤浆还具有保质期这一特点，过了保质期之后的水煤浆其燃烧性能会受到很大的影响，保质期一般为50天左右。受以上两种因素的制约，水煤浆燃烧技术的使用并不广泛。

3 烟气净化技术

3.1 半干式脱硫技术

半干式脱硫是一个复杂的过程，其中不仅涉及到了各种化学和物理反应还包含了气液固三相之间的相互转换。比如，烟气与脱硫剂之前由于温差会发生一个热量传递的物理过程;而脱硫剂在与烟气发生作用时会与其中的二氧化硫发生各种化学反应。半干式脱硫技术使用的脱硫剂大多为石灰浆，由于低硫煤燃烧后产生的粉煤灰呈高碱性，在水存在的条件下粉煤灰中主要物质SiO2和Al2O3溶解出来，与熟石灰发生水合反应，形成水合硅酸钙和水合铝酸钙等高水合物质，主要包括以下3个反应：①石灰快速消化形成Ca（OH）2胶束;②活性氧化铝与CaSO4和Ca（OH）2反应生成水合硅酸铝;③活性二氧化硅与Ca（OH）2反应生成水合硅酸钙;水合产物具有黏结性、比表面积较大、持水性高的特点，能显著提高脱硫效率。半干式脱硫技术除了去除二氧化硫之外还可以去除许多其他具有酸性的气体，比如氯化氢、三氧化硫等，且其去除率可以高达95%。

3.2 石灰/膏法脱硫技术

石灰/膏法是目前被应用最多最广泛的一种脱硫技术，在我国主要被电力行业所使用的，一般采取的是湿式脱硫处理。常采取生石灰作为吸收剂主要成分、将生石灰与一定比例的水混合在一起放入吸收塔中。烟气进入吸收塔后与吸收剂充分混合，其中的二氧化硫会与碳酸钙发生化学反应，进而实现烟气脱硫的目的。并且脱硫后还可以得到副产物，即石膏。这种脱硫工艺安全稳定，脱硫效率可以达到95%以上。工业化处理应用范围更加广泛，烟气的处理量更大，能够适应较强大的负荷变化能力。而吸收剂使用石灰石，成本低廉，副产物的石膏可以替代天然石膏得到繼续应用。这种方法具有耗费成本低、脱硫效率高、减少二次污染等特点。但同时，也有一些不可避免的缺点，如占用空间资源过多、会产生少量污水、以及后期生产的石膏利用率低等等。

3.3 氨--硫铵法该法

同为湿式脱硫法，使用的吸收剂主要为氨水。吸收剂与水混合形成吸收液，吸收液经循环系统后进入吸收塔，在吸收塔中与烟气充分接触，后吸收液中的氨水与烟气中的二氧化硫发生化学反应，生成亚硫酸铵，进而实现脱硫的目的。经过吸收塔脱硫处理的烟气会再经过除雾器，去除其中的小液滴。由于氨的活性比钙基高很多，因此硫铵法的脱硫率也要高于石灰石膏法。且硫铵法的副产品是一种化肥，比石膏更具有可利用性，可以产生更多经济效益。因此也被较为广泛的使用。

4 燃煤锅炉烟气脱硫技术的发展方向

燃煤锅炉的运行需要燃烧掉大量的煤炭，在此期间会出现非常多的有害气体，其中主要包括氮氧化物、二氧化硫等，会给大气环境造成很大的破坏。当前，我国大量的火电厂在利用煤炭进行发电的过程中，都开始采用烟气脱硫技术。而若想得到合理的使用，则一定要采用石灰石--石膏法，而一些火电厂不但采用了烟气脱硫技术，同时也采用了另外的一些烟气处理方式，其中主要包括喷雾半干法、海水脱硫发等。此外，由于社会的进步，使得人们越来越重视环保工作，这使得脱硫技术获得了更为广阔的发展空间。不过只是采用脱硫技术这难以满足人们日益增长的环保要求，因此有必要把脱硫脱硝技术进行结合，从而便可以改善火电厂烟气污染的严重度。

5 结语

综上所述，随着工业行业发展进程的不断深入，经济发展与生态环境保护之间的关系越来越紧张，尤其是大量锅炉的应用导致空气中的二氧化硫以及烟尘等大量排入空气之中，致使生态环境遭到严重的破坏。在当前生态文明建设过程中，相关企业应当合理选择有效的技术工艺和手段，加强锅炉烟气处理，既要对其中的硫化物气体进行处理，又要解决锅炉燃煤产生的烟尘问题，在保证生产的前提下，降低对环境的污染，促进我国环境质量的进一步提升。

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