一、引言

隨著國民經濟的高速增長，電力工業已成為經濟建設中的主力，而設備投運燃煤產生的煙氣對大氣的污染也越來越嚴重，怎樣解決燃煤后產生的有害氣體、溶液等物資成為迫切需要。SO₂是煙氣中最主要的污染氣體，控制它主要有三個途徑：(1) 減少煤中的含硫量，即采用低硫煤；(2) 采用清潔煤燃燒技術，在燃燒階段盡量減少SO₂的生成；(3) 煙氣脫硫技術。而投入煙氣脫硫裝置（簡稱FGD）成為當今燃煤鍋爐控制二氧化硫排放的主要措施。

煙氣脫硫(FGD)技術是目前國際、國內應用最多的方法。煙氣脫硫方法很多，成熟的技術主要分為三類：濕法、干法、半干法，另外還有循環硫化床法、氨法、鎂法、海水脫硫、電子束輻射法等。

以下重點介紹滇東電廠和黃島電廠的煙氣濕法脫硫和海水脫硫的原理、技術流程、安裝方法等，由此來對比、分析研究脫硫技術的應用。

二、工程概述

石灰石-石膏濕法工藝是當今世界各國應用最多且最為成熟的工藝。云南滇東發電廠新建工程4×600MW機組煙氣脫硫工程，產品由北京博奇電力科技有限公司引進日本技術設計，采用濕法煙氣脫硫，吸收系統采用日本技術鼓泡塔型式，整體布置在引風機出口煙道的后側，布置緊湊。

GGH框架總高度為44米，煙風道有1300噸，GGH本體500噸，鋼結構600噸，吸收塔400噸，進口出口煙道支架150噸，在原煙氣進口處配備2臺增壓風機，2臺氧化風機、3臺煙氣冷卻泵、4臺大型吸收塔攪拌機等。

黃島工地2×660MW，5#、6#機組煙氣海水脫硫系統是采用挪威Alstom公司技術，采用純海水法工藝方案。整體布置在引風機出口煙道的后側，其系統煙風道重550噸，鋼結構130噸，吸收塔6層，在煙氣擋板門處配備2臺密封風機、1臺電加熱器，2臺海水增壓泵、2臺曝氣風機等。脫硫煙道分別由煙道鋼支架、吸收塔原煙道、凈煙道組成。吸收塔原煙道重192.389噸，布置在引風機與吸收塔之間；凈煙道重279.557噸，布置在吸收塔與煙囪之間。除塵后的鍋爐煙氣從引風機排出后，通過原煙道后進入吸收塔通過海水噴淋進行脫硫處理，脫硫處理后的煙氣經凈煙道，由煙囪排出。

三、技術原理

濕式石灰石/石灰—石膏法

該工藝采用石灰石或石灰漿液為吸收劑，脫硫副產物為石膏(CaSO₄*2H₂O)。它包括石灰石輸送系統、吸收劑漿液配制系統、煙氣系統、SO₂ 吸收系統、煙氣除霧再熱系統、石膏脫水及貯存和石膏拋棄系統、廢水處理系統、脫硫控制系統。滇東電廠濕式石灰 /石灰石漿液脫硫系統在運行過程中 ,從鍋爐引風機引出的煙氣全部進入ＦＧＤ系統 ,首先通過德國巴克•杜爾生產的氣氣熱交換器(ＧＧH)對未脫硫煙氣進行降溫 ,再自上而下進入吸收塔進行脫硫反應 ,完成脫硫后的凈化煙氣經溢流槽及兩級除霧后 ,再通過ＧＧH熱交換器的煙氣吸熱側 ,被重新加熱到 88℃以上。煙氣中SO₂ 的脫除是在吸收塔內完成。當煙氣中的SO₂ 在吸收塔填料格柵界面上與吸收劑漿液接觸時 ,借助于氣液兩相濃度梯度 ,通過擴散過程把SO₂ 傳質到液相 ,形成H₂ SO₃ ,并電離成H+、HSO- 3 與SO₂-3 ,部分SO₂-3 被煙氣中的氧氣氧化形成SO₂-4,而漿液中的CaCO₃ 在低 ｐH值條件下電離的Ca2+與其反應形成穩定的二水石膏 ,部分SO₂-3 先與Ca2+反應生成CaSO₃ ,然后被煙氣中氧氣，氧化形成石膏，以達到脫除煙氣中SO₂的目的。

圖一：煙氣濕法脫硫工藝流程圖

海水脫硫工藝

本系統是采用挪威Alstom公司先進的海水脫硫技術。海水脫硫工藝是利用天然海水的堿度達到脫除煙氣中SO₂目的的一種脫硫方法。在脫硫吸收塔內,大量海水噴淋洗滌進入吸收塔內的燃煤煙氣,煙氣中的SO₂被海水吸收而除去,凈化后的煙氣經除霧器除霧后排放。吸收SO₂后的海水在曝氣池中與海水混合,曝氣處理,使其中不穩定的亞硫酸根被氧化成為穩定的硫酸根,并使海水的PH值與COD等指標恢復到海水水質標準后排入大海。

海水本身呈現堿性，具有很強的吸收和中和SO₂之類酸性氣體的能力。SO₂被吸收在海水中后的最終產物是溶解硫酸鹽，而溶解硫酸鹽就是海水的主要成分之一。

海水吸收煙氣中的SO₂是在一次通過的過程中完成的，吸收塔排出的水進入海水處理裝置，空氣也被鼓入海水處理裝置，將被吸收的SO₂氧化成硫酸鹽離子。經處理的海水最終仍流回海洋。

該工藝主要原理如下：

煙氣中的SO₂在吸收塔中被海水吸收生成亞硫酸根(SO₃2－)和氧離子(H＋)：

SO₂(氣)→SO₂(液)

SO₂(液)＋H₂O→SO₃2－＋2H＋

在吸收SO₂的海水中通入大量空氣 ，使SO₃2－與空氣中的氧反應生成硫酸根離子(SO₄2－)：

SO₃2－＋ O₂(氣)→SO₄2－

同時，利用海水中的碳酸根和碳酸氫根離子(CO₃2－、HCO₃－)中和氫離子(H＋)使海水pH得以恢復：

CO₃2－＋H＋→HCO₃－

HCO₃－＋H＋→CO₂(氣＋液)＋H₂O

圖二：海水脫硫工藝流程圖

四、施工方案、運行、工藝特點、環保、成本控制分析對比

因此，石灰石濕法工藝是應用最廣泛的脫硫方式，但系統復雜，工作量大，成本高；而海水法煙氣脫硫工藝是純海水煙氣脫硫，環保綠色，成本較低，但受到地域的限制，只能在靠近海域的電廠設置。  

五、結束語

 濕法煙氣脫硫是當今世界上采用的脫硫主導工藝。這種工藝在80年代就已經相當成熟，運行非常可靠，脫硫效率高達95%以上。鈣的利用率高，對煤種的適應性好，尤其適用于高硫煤，副產品石膏可以作為建材使用。但它的一次性投資很大(約占總投資的15%～20%)，占地面積較大。

海水脫硫工藝是有一定適用范圍的。首先，海邊電廠才具備海水充足的條件；其次，海水脫硫工藝主要分為SO₂吸收和海水水質恢復兩大部分，其中SO₂吸收系統能力較大，但水質恢復系統要受SO₃2－→SO₄2－轉換能力和pH值保證的限制。因此，燃料含硫量應控制在1%左右；另外，海水脫硫要求燃料中重金屬元素含量低，除塵器效率高。

海水法火電脫硫工藝具有脫硫率高、可靠性高的特點，同時可以大大降低火電脫硫建設和運行成本，節約大量淡水和礦石資源，該技術如果在沿海火電廠得到推廣應用，將有效減少二氧化硫排放量，減緩我國近年酸雨污染日益嚴重的趨勢。

參考文獻：

1、 中華人民共和國環境保護行業標準《火電廠煙氣脫硫工程技術規范——石灰石/石灰—石膏法》2005-06-24發布2005-10-01實施 HJ/T-179-2005國家環境保護總局發布

2、《火力發電廠煙氣脫硫設計技術規范》（DL/T5196）

3、中國電力出版社電力工程建設技術經濟叢書《機務》，中國電力企業聯合會、電力建設技術經濟咨詢中心編制

4、挪威Alstom公司技術說明書

5、山東電建主要施工機械性能手冊（山東電力二公司編）

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