燃煤锅炉烟气脱硫技术应用现状及发展浅析

卢俊飞

山东华鲁恒升化工股份有限公司 山东 德州 253000

引言

火电厂可以使用到的脱硫技术有很多，企业需要结合实际情况合理选择脱硫技术，有针对性地进行选择和调整，保证只有符合应用需求的脱硫技术才能真正投入实际应用。在此过程中需要能够从实际情况出发来做好对应的调整，保证脱硫能够真正达到对应的效果。要能够从实际情况出发来调整工作推进的效率和效果，使其尽可能达到脱硫目的的同时，降低整个脱硫工作可能会对环境造成的负面影响。

1 燃煤锅炉烟气脱硫现状

目前来说，我国常见的燃煤锅炉烟气脱硫技术有三类，分别是干法、半干法以及湿法。这其中包含的技术类型有很多，比如炉内喷钙法、海水法、氨法、CFB、NID以及石灰石－石灰膏湿法。不同类型方法在实际应用中对应的标准不一样，相关工作人员要能够从各个层面出发来合理的选择脱硫技术，使其能够达到国家的排放标准再进行排放[1]。

2 燃煤锅炉烟气脱硫的处理技术分析

2.1 以净化煤炭的方式实现烟气脱硫

燃煤锅炉烟气中含有的硫化物成分来源于煤炭本身，是煤炭在燃烧过程中与氧气产生化学作用后形成的产物。因此，可以通过对煤炭原料的净化处理减少硫化物的产生，进而是实现烟气脱硫。一般来说，常用的煤炭净化脱硫方法包括选煤法以及动力配煤法。

2.1.1 选煤法。选煤法是在煤炭燃烧前对煤炭进行的一系列处理方法，通过物理、化学以及生物降解等方法对煤炭进行处理，降低煤炭所含有的硫化物等杂质的含量。采用选煤法进行处理，可以根据实际使用需求进行针对性处理，能够在保持煤炭燃烧特性的同时实现对煤炭质量的控制。不同地质层所形成的煤炭在成分含量上会有所区别，表现出的物理性质因此存在一定差异。选煤法通过利用原煤本身所具有的不同物理特性，例如密度、磁性等，将煤炭中含有的杂质成分进行处理，最终降低煤炭中硫化物的含量，达到脱硫效果。通过物理方式进行选煤，实现方式相对简单，是选煤法的主要实现方法，经济性较高且处理后的煤炭中硫化物的含量能够明显降低，但是处理效率表现相对较差。通过化学反应使用化学药剂进行处理也是选煤法的实现方式，该方式能够减少煤炭中90%以上硫化物。通过生物分解方式进行选煤则是利用微生物对煤炭中硫化物的选择性降解来实现的，同样能够减少煤炭中90%以上硫化物。相对于物理方法进行选煤处理，生物分解法和化学法的实现成本较高，适用于对煤质有特殊需求的行业。

2.1.2 动力配煤法。动力配煤法首先对煤质性能不同的煤炭采用物理方式进行颗粒粉碎，而后将粉碎形成的颗粒进行混合处理，形成煤炭混合物，再根据实际使用需求对煤炭颗粒进行筛选。使用动力配煤法进行处理，对煤质性能以及成分的控制更加准确。此外，在使用动力配煤法时，可通过人工添加增燃剂等方式加强煤炭的各方面性能，在有效控制硫化物含量的条件下，提升煤炭的质量。

2.2 炉内脱硫技术

在煤炭燃烧的过程中，同样可以通过各种处理方式进行脱硫处理，最终达到降低锅炉烟气中硫化物含量的目的。炉内脱硫技术的实现方法主要包括循环流化床法、喷钙脱硫法以及湿式水浆脱硫法。

2.2.1 循环流化床法。煤炭在燃烧的过程中，会在空气中形成大量的小颗粒煤炭。使用循环流化床法就是利用煤炭燃烧的这一特点，在煤炭燃烧过程中加入一定量的脱硫剂，通过利用脱硫剂于煤炭颗粒间的化学反应，形成硫酸钙等固体成分，实现锅炉烟气脱硫。使用循环流化床法进行脱硫处理，能够将锅炉烟气中的硫化物成分降低到20%以下，而且由于脱硫剂在脱硫过程中能够与煤炭颗粒进行充分接触，使得氮氧化物的产生得到有效抑制，脱硫效率较高。循环流化床法的实现方法简单且能量损耗较低，是目前应用较为广泛的一种炉内脱硫技术。

2.2.2 炉内喷钙脱硫法。炉内喷钙脱硫法的原理是利用碳酸钙在高温条件下分解形成氧化钙，氧化钙能够与二氧化硫发生化学反应，形成亚硫酸钙，进而将烟气中的气态硫化物转化为固态硫化物，实现烟气的脱硫处理。具体的实现方法是在锅炉内部温度达到一定条件时，向炉内喷洒碳酸钙粉末，使碳酸钙高温分解并进一步与二氧化硫发生反应。由于空气动力学影响，单纯使用炉内喷钙脱硫法能够将烟气脱硫率最高达到50%，脱硫效率相对较低。因此，在实际应用中，常在炉内喷钙脱硫法基础上增加尾部增湿措施，可将脱硫率最高提升至85%左右。由于碳酸钙原料价格较低，因此炉内喷钙脱硫法的实现成本相对较低，且操作方法简单、不会造成二次污染。

2.2.3 湿式水浆脱硫法。使用湿式水浆脱硫法，首先需要对煤炭进行粉碎加工，使煤炭颗粒大小达到微米级，而后向煤炭粉末中添加一定比例的水和其他化学添加剂，达到降低煤炭燃点的目的，使得煤炭燃烧更加充分，从而达到烟气脱硫的目的。使用湿式水浆脱硫法处理后的煤炭，具有液体流动性和稳定性特点、便于运输。但是具有一定的保质期，一般在一个半月左右，受此影响，湿式水浆脱硫法在的实际应用较少。

2.3 燃煤锅炉烟气脱硫技术应用现状

不同的燃煤锅炉烟气厂有不同的脱硫流程，其中常见的方法是湿法烟气脱硫技术。

2.3.1 干法脱硫。干法脱硫有很多优点，它可以不用考虑设备腐蚀、结垢的问题，并且在实际应用中不会产生废水，整体来看操作简单，且投资运营成本低，使用干法脱硫的时候，不用考虑后续设备调试和废水处理的问题。通常来说火电厂脱硫常常应用到的干法脱硫方法是颅内喷钙法，不过这种方法效率不高，不能完全做好脱硫工作，所以通常只适用在脱硫的环节，让脱硫工艺能够一定程度发挥出自己对应的作用，然后给后续脱硫做好准备工作，预除一部分的二氧化硫。

2.3.2 半干法脱硫。使用固液混合的脱硫剂来进行半干法脱硫，可以在吸收塔中和二氧化硫反应之后，再被蒸发水分，干燥为固态。这时候，过剩的脱硫剂以及整个过程中产生的副产品都可以很方便的以固态的形式被收集起来。常用的半干法脱硫包含了NID和CFB。这两种技术运用的比较成熟，并且整体的投资小，运行成本低，且流程简单，具有很好的系统可靠性，实际应用范围比较广。目前来说很多企业都革新了除尘技术，突破了半干法的实际应用，使半干法的脱硫效率达到了95%，脱硫效果得到了行业的验证。

2.3.3 湿法脱硫。作为应用最广泛的脱硫工艺，湿法脱硫的技术比较成熟，并且整体适应性强，可以很好地运用在各类大型发电机组中。不过，湿法脱硫本身的占地面积比较大，投资和运行成本高，且在实际应用中存在着腐蚀的问题[2]。

2.3.3.1 石灰石-石膏法。该方法包含到的组成部分有很多，如辅助系统、烟气系统、脱水系统、浆液制备系统、氧化系统、二氧化硫吸收系统，石膏脱水系统都是实际运转中会用到的系统。使用石灰石－石膏法，需要将石灰石粉和水按照一定比例混合在一起，然后合理的制造混合液，做烟气的混合工作，让气体、液体、固体能够发生三相反应，最后形成亚硫酸钙。空气的氧化会使亚硫酸钙进一步生成石膏晶体，然后通过排浆泵来进行脱水，将工作设置好生长背景，并进行进一步的脱水，制成石膏。我国最新环保政策包含了很多方面的内容，在进行石灰石－石膏法脱硫的时候，要保证烟气含硫量在可控范围内。要合理使用双塔双循环、托盘加喷淋层、单塔双循环等各类技术来做行脱硫工作。目前来说，各项技术的综合运用已经让企业脱硫量达到99%以上，实际应用中可以得到广泛的采纳。石灰石－石膏法，实际应用的优势有很多，比如效率高、可靠性高，能够作为脱硫剂的材料来源非常丰富。但是另一方面，它会产生很多的副产物，而这些不能得到很好的综合利用。某企业产生的废水呈酸性，pH值在5～6之间，并含有一定的固体悬浮物和重金属。本套脱硫废水处理系统包括5个处理工序，即中和、沉降、絮凝、澄清及污泥处理系统。

该废水处理系统通过中和沉淀处理装置除去重金属离子和氟化物。经过中和、混凝、澄清处理后的出水，pH值和浊度达到外排标准后经出水泵排出，沉积和污泥用泵送到板框式压滤机，经脱水处理后用汽车运出。

2.3.3.2 氨法。合成氨企业比较普遍的应用到氨法来进行烟气脱硫处理。一般来说，氨法涉及的步骤包含三个，分别是吸收、中间产品处理以及副产品的制造。吸收是整个氨法处理的核心，而中间产品则包括亚硫酸氨等等。要处理中间产品，可以用酸碱和氧化来进行。氨法能耗低，效率高，并且设备的体积比较小，可以用于高硫煤火电厂的脱硫处理，并且，在进行氨法脱硫时，不会产生废水和废渣。但是按法处理也存在着一些缺点，那就是副产物重金属离子很多，如果进入食物链，很有可能导致土地板结。副产物的处理，只适合用作化肥厂的原料、盐碱地。

3 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，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—石膏湿法的比例超过了90%，技术已经非常成熟，并且有很多新的技术（如双塔双循环法）产生，在国内脱硫行业内有举足轻重的地位。目前火电厂脱硫改造已经基本完成，项目会越来越少，以后国内脱硫行业主战场会出现在非电比如钢铁、焦化等行业，小机组比较多，此背景下，半干法的技术特点决定了半干法会比原来占据更多的市场份额[3]。

4 结束语

综上所述，要做好燃煤锅炉烟气脱硫工作，可以使用到的方法很多。但是每种方法都有对应的优缺点，相关的燃煤锅炉运行企业需要结合本身的发展模式来合理选择脱硫技术，结合不同脱硫技术的优势来进行脱硫处理，保证脱硫技术能够真正发挥出对应的作用。燃煤锅炉烟气脱硫产业的进展和很多内容都有关系，在此过程中，必须要结合锅炉运行生产本身的发展状况来进行技术的优化，让脱硫工艺能够真正发挥出脱硫作用的，降低企业对环境产生的负面影响。