浅谈烟气脱硫技术在火电厂中的有效运用

谢美玲

合肥热电集团有限公司

1 我国烟气脱硫技术现状分析

在全社会环境保护意识不断提升的时代背景下，我国加大了对燃煤电厂生产的把控力度，努力完善相关设备以达到绿色、节能、高效的目的，所以各个厂子中都配备了相应的烟气脱硫装置，从整体上来看，其中绝大多数电厂中所采用的都是石膏法进行脱硫，该技术虽符合经济效益的需求却不满足社会效益的需要，在实际操作中会产生大量的有害物质，不利于环境保护工作的开展，很多企业在运用湿法脱硫技术后都出现了污染物大量堆积的问题，且在这过程中所出现的废水也难以处理，虽然能起到脱硫效果，但如果要完全清除污染物则需要消耗大量的成本，不利于企业与社会的长远发展。

从脱硫的方式上来说，烟气脱硫可分为三种基础性类别，分别是湿法脱硫、干法脱硫、半干法脱硫，湿法脱硫又可分成氧化镁法、氨法、双碱法与石灰-石膏法；干法脱硫以炉内喷钙为主；而半干法脱硫则由旋转喷雾法与循环流化床法组成。

2 各类烟气脱硫方法的技术特点分析

2.1 氧化镁法

氧化镁法还有另一个称呼是技术氧化物法，其原理就是利用SO2与氧化镁的化学特性，在其反应后生成硫酸镁和亚硫酸镁，这两种物质在经过充分煅烧之后以分解重构的方式再次生成氧化镁，在这一过程中还能回收纯净的SO2气体，如此一来基本上没有产生什么浪费，且脱硫剂能够再次重复利用，在实际操作中，相对于石灰水而言，氧化镁有着更强的活性、液气比较小，总的脱硫效率更高，但该方法并不是十全十美的，因为氧化镁多为固体状，所以在反应过程中会出现大量的固定沉降，会造成堵塞问题，且反应过后所产生的硫酸镁极难处理，若直接抛弃很容易造成二次污染，若想全部去除则需要消耗大量成本。

2.2 氨法

该技术以脱硫效率高而闻名，其主要是以氨水作为SO2的吸收剂，在实际操作中，当NH3与SO2发生化学反应后，会产生亚硫酸氢铵、亚硫酸铵与氧化后所形成的硫酸铵。由于吸收液再生方法的不同，该方法又可分为氨-硫酸铵法、氨-亚硫酸铵法等。可该方法虽然所产生出的副产物能够被用于农业生产中，但该方法存在诸多问题，比如氨本身就有着易挥发的特点，在运用时的实际消耗量较大，脱硫剂的使用效率提不上来，且需要对氨水的浓度进行全面把控，若浓度较高，则会大大提升欧蒸发量，导致工作环境恶化；若浓度较低，则难以提升脱硫效率，且需要大量成本来维持同等条件下水循环系统的正常运转。除此之外，氨非常容易与烟气中已被净化的SO2反应，产生气溶胶，从而阻塞烟气排放，且氨气回收困难，需要用到中和器、脱水机、结晶器、干燥机等，组成一个庞大的综合系统，所涉及的设备数量多，日常维护管理工作难度大，各类设备在联动的过程中容易出现问题，往往需要投入大量的人力进行必要维修、管控。

2.3 石灰-石膏法

石灰石/石灰-石膏法是最常见的一种烟气脱硫手段，在长时间的发展与完善中，我们不难看出该技术有着可信性强、安全系数高、技术体系成熟、脱硫效率好等优势，其最高能达到百分之九十九，能在脱硫的同时除去HC1、SO3、HF等多种污染物，且吸收剂价格便宜、产量大、钙利用率较高，在脱硫完成后能得到纯度较高的副产品石膏，在脱硫的同时创造经济效益。在实际操作中，该方法能有效应对燃煤煤质变化问题，就算其中的硫含量较高，也能体现出较强的脱硫效率，除此之外也能很好地适应系统中的负荷变化，不同的SO2浓度与烟气负荷下可以保持稳定运行、保障脱硫效率。

2.4 炉内喷钙法

炉内喷钙法有着工艺简单、参与设备数量少、建设与运营维护成本低等特殊特点，但脱硫效率仅有百分之八十，在石灰石运输系统容易受潮，出现结块等问题造成通道堵塞。在实际操作中，通常情况下我们要将炉内温度控制在850℃～1000℃之间，在该温度区间内，石灰石可当作高效脱硫剂，实用价值较高。

2.5 循环流化床法

该方法就是利用氢氧化钙与二氧化硫、三氧化硫所发生的化学反应的方式来达到既定的脱硫效果。在该技术的加持下，脱硫剂存在的条件便利，其能与塔内的烟气充分反映，大大提高了脱硫原料的使用效率，在实际运行过程中，若脱硫塔中没有易损坏或无转动部件，则可达到一种不需经常维护或不维护的状态。一般情况下，脱硫渣以干态的方式存在，在这种较为稳定的状态下其与系统设备间不会出现堵塞、黏结、腐蚀等问题，且脱硫效率高达90%以上，在脱硫完成后，烟气的平均温度要远远高于露点温度，所以很难形成湿润环境，也无须考虑烟道与相应设备的防潮、防腐措施。在使用过程中我们不难发现，该脱硫系统有着操作简单、占地面积少、无废水排放、耗能低、建设与运营成本小等优势，也正是因此该技术受到许多企业的推崇。

2.6 旋转喷雾法

该方法与循环流化床法同时被归类于干法脱硫之中，其有着相似的性能与特点，在脱硫时我们不难发现，在塔内的脱硫剂能与烟气进行充分反映，也有着使用效率高、停留时间长等特点，且脱硫效率高达90%。在脱硫完成后烟气也低于露点，所以也没必要考虑烟道或防潮，且与循环流化床法一样，其也有着操作简单、占地面积小、无废水排放、耗能低、建设与运营成本小的特点，二者的不同之处在于，旋转喷雾法容易出现粘壁现象，造成烟道堵塞，装置的磨损问题也较为突出，除尘器容易被腐蚀，所以在实际运用中应结合特殊情况进行具体讨论。

总的来说，湿法脱硫的整体效率较高，能很好地应对煤质与系统负荷变化等问题，且有多种吸收剂可供选择，在实际项目中相关人员要考虑本地区盛产或产量较高的原料是什么，结合运输、生产需要等内容来进行合理选择，并着重思考副产物处理的难易程度与其所可能带来的经济效益。

3 烟气脱硫案例分析

本文以合肥热电集团有限公司（天源分公司）中所采用的脱硝脱硫除尘装置进行讲解。

3.1 系统构成

在热力发电过程中所产生的原烟气会提前进入到预除尘系统之中（可有可无），处理后会以此进入到吸收系统中，随后进入脱硫除尘系统，脱硫除尘系统会在此分为三条路径，正常情况下会直接进入引风机直至从烟囱排出，而脱硫副产物会进入到独立系统中进行处理，当然也可通过灰循环系统的加工后再次汇入到吸收系统中循环往复。

（1）烟气系统。原烟气从空预器出口引出之后，会在静电场中进行电除尘处理，随后引入到塔中进行下一步处理，烟气在经过脱硫后会被输送到顶部的除尘设备中，最后通过引风机排出系统。这套烟气系统最大的优势就在于其内部加入了循环烟道，能起到较强的清洁效果。

（2）吸收塔系统。该系统由文丘里管、塔底吹扫、塔底排灰装置、进口烟道、顶部出口段等构件组成，其中塔底徘徊装置采用双轴自清式机械运输方式构成，并设置相应的吹扫放堵装置，该系统吸收塔压降设计值为1200Pa～200Pa，床层压降设计为600Pa～1400Pa，烟气在其中的停留时间要高于5S，吸收塔的流速为4.5m/s～6m/s。

（3）物料循环系统。该系统由插板阀、空气斜槽、灰斗流化槽、充气箱、气动流量调节阀等构件组成，该系统运用空气斜槽来运输循环灰，并可根据床层压差的变化对关断阀进行把控，除尘器灰斗流化槽与空气斜槽中分别设置相应的流化风机，其能将流化风加热到80℃～120℃之间。

（4）布袋除尘系统。近年来，除尘技术的不断革新为我国火电行业的发展奠定了重要基础，低压脉冲旋转反吹袋式除尘器以其所具备的优势功能备受企业所推崇，且日益成熟，特别适用于燃煤锅炉中的烟气除尘。该类型的袋式除尘器都采用动态在线清灰技术，在具体操作的过程中同一过滤分室其他滤袋也一直处于工作状态，清灰过程往往用大型脉冲控制阀进行操控，并以旋转的喷吹臂对滤袋进行清理，且低压的处理方式也从一定程度上提升了滤袋的使用寿命。

（5）输灰系统。前级预电除尘器中加入了引式仓泵，能将那些粉煤灰用气力运输的方法送到高品质灰库中，并根据物料的平衡需求，将反应中留存下来的少许脱硫剂副产物排到设备外，从脱硫灰的属性与工艺特点来说，可选择正压浓相气力输送的方式用管道将脱硫灰传动到相应的存储库中。在布袋除尘器中，有一部分脱硫灰经过气动流量关断阀与充气箱之后进入脱硫灰库中，所以通常情况下气力运输舱泵往往要选择下引式，而出料阀、进料阀可采用双金属插板的方式，保障系统运行的平稳性，并设置相应的三次气动及自动清堵装置。

（6）工艺水系统。在烟气脱硫过程中，往往会用到吸收剂消化水、辅助设备冷却水、吸收塔工艺水等，其中吸收塔工艺水的运输与储存需要以单体设备为单位组成完善系统，要涵盖高压水泵、喷枪、括水箱、连接管道阀门及必要的调节装置，在水泵、水箱的入口处要设置过滤网。

3.2 操作要点研究

（1）做好启动前的必要准备工作。在系统启动前，相关工作人员要先做好系统吹净工作，将压缩空气管道、水管道及系统中的设备用吹风机的方式来保障其洁净程度；随后，要做好清洗工作，对那些不带电、不走电的构件进行清理，如喷嘴、气管、水管等；在清理工作完成后要开展相关的试验，对系统所能承受的强度、是否漏气漏水、泄漏量的多少进行检测，找到问题后快速解决，要做好各管路、阀门的排查工作，以免耽误后续脱硫工作的正常开展。

（2）系统急停。在脱硫设备运转过程中难免会出现一些问题，这时我们就需将系统紧急制动，可脱硫系统较为复杂，若不按照一定的顺序很可能会带来较大的负面影响。我们可按照以下的流程进行：关闭高压水系统→关停吸收剂制备与供应系统→关停脱硫循环灰系统→关闭清洁烟气再循环从风挡→关停斜槽流化风系统→启动排灰装置，直至排空。

（3）塌床处理。若在运行过程中，炉内引风机突然失去电能供给，脱硫除尘系统会快速关闭吸收塔喷水与脱硫灰循环，用引风机在失去动力后的惯性在短短数秒中快速排空塔内物料，在锅炉重启后布袋除尘器灰斗中所存储的物料传输回吸收塔，在几分钟内快速重建流化床并恢复正常工作。

综上所述，我们不难看出烟气脱硫是一项有着较强专业性的系统性工作，相关工作者应在实际操作中不断总结经验，用世界格局时刻留意该技术的发展，加紧学习先进知识，着力解决实际问题，在岗位上谋求突破创新，在实现自我价值的同时为企业的长远发展提供助力。