摘要：通過(guo)對(dui)燃煤發(fa)電廠(chang)(chang)進行煙氣脫(tuo)硫技(ji)術工藝的分析對(dui)比，為(wei)火力發(fa)電廠(chang)(chang)的環保(bao)管理和脫(tuo)硫技(ji)術選擇(ze)提供(gong)依(yi)據和決策服務(wu)。

關鍵詞：煙氣脫硫, 運行分(fen)析

我國(guo)空(kong)氣污(wu)染問題的(de)(de)(de)形成與(yu)二氧化硫排(pai)(pai)放總量(liang)居高(gao)不(bu)下密(mi)切相(xiang)關，中(zhong)國(guo)排(pai)(pai)放二氧化硫的(de)(de)(de)90%、氮氧化物的(de)(de)(de)70%來自(zi)(zi)燃煤，而(er)其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)50%左右(you)來自(zi)(zi)火電廠。中(zhong)國(guo)目(mu)前一年(nian)(nian)的(de)(de)(de) SO2 的(de)(de)(de)年(nian)(nian)排(pai)(pai)放量(liang)為(wei) 2000 多萬噸，如果不(bu)采用控制(zhi)措施(shi)，2010 年(nian)(nian)，SO2 的(de)(de)(de)排(pai)(pai)放量(liang)將達到3300 萬噸。為(wei)此國(guo)家頒布了新的(de)(de)(de)《大氣污(wu)染防治(zhi)法》， 并劃定了 SO2 污(wu)染控制(zhi)區及酸雨控制(zhi)區，安裝(zhuang)在線(xian)監測系統，并且(qie)開(kai)始實行 SO2 排(pai)(pai)放收(shou)費(fei)制(zhi)度(du)。同時，國(guo)家出臺了脫硫加價(jia)政策，規定脫硫電廠上網電價(jia)每千瓦時提(ti)高(gao)1.5 分(fen)錢。因此控制(zhi)SO2 的(de)(de)(de)排(pai)(pai)放量(liang)，探索(suo)適合(he)中(zhong)國(guo)國(guo)情的(de)(de)(de)低費(fei)用、低耗本的(de)(de)(de)脫硫技術。已成為(wei)當(dang)代科技研究的(de)(de)(de)重要課題之(zhi)一。

1、 目前主要脫硫工藝介紹

世(shi)界燃煤電廠(chang)控制 SO2 排放最(zui)有效、應(ying)用最(zui)廣的(de)技術為燃后脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)即煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)，該法可(ke)達(da)到很(hen)高的(de)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)率，技術比(bi)較成熟。而煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工(gong)藝達(da)數百種，以下介紹幾(ji)種國內(nei)擁(yong)有運行業績的(de)煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)工(gong)藝。

A: 石灰石/石膏(gao)濕(shi)法脫硫工藝

石灰石/石膏濕法脫硫工藝采用石灰石或石灰做脫硫吸收劑，石灰石經破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，石灰粉經消化處理后加水攪拌制成吸收漿。在吸收塔內，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行
化(hua)學(xue)反應被脫(tuo)除(chu)，最終反應產物(wu)為(wei)石(shi)膏。脫(tuo)硫后(hou)的(de)煙(yan)氣經(jing)(jing)(jing)除(chu)霧器除(chu)去細小液(ye)滴，經(jing)(jing)(jing)換熱器加熱升溫后(hou)排入(ru)煙(yan)囪。脫(tuo)硫石(shi)膏漿經(jing)(jing)(jing)脫(tuo)水(shui)裝置脫(tuo)水(shui)后(hou)回(hui)收(shou)。由(you)于吸(xi)收(shou)漿液(ye)循環利(li)用(yong)，脫(tuo)硫吸(xi)收(shou)劑的(de)利(li)用(yong)率很(hen)高。石(shi)灰石(shi)/石(shi)膏濕法脫(tuo)硫主要(yao)特點如(ru)下：

優點： 脫硫效率高達 95%，引進技術早，技術成熟，可靠性高。國外火電廠石灰石/石膏濕法脫硫裝置投運率可達98%以上。該工
藝適用于(yu)任何(he)含硫(liu)(liu)量(liang)(liang)煤種的(de)(de)煙氣(qi)脫硫(liu)(liu)，但是(shi)在對含硫(liu)(liu)量(liang)(liang)低(di)于(yu)1%的(de)(de)低(di)硫(liu)(liu)煤，會存在資源(yuan)(yuan)大(da)量(liang)(liang)浪費的(de)(de)情(qing)況(kuang)。吸收(shou)劑(ji)石(shi)灰石(shi)在我國資源(yuan)(yuan)豐(feng)富，價格便宜。脫硫(liu)(liu)副(fu)產(chan)物（二(er)水(shui)石(shi)膏）主要(yao)用于(yu)建(jian)材產(chan)品和水(shui)泥緩凝劑(ji)，脫硫(liu)(liu)副(fu)產(chan)物綜合利用，不僅可以增加電(dian)廠(chang)效益、還可延長灰場(chang)使用年(nian)限。

缺點： 系(xi)統(tong)復雜，占地面積較大，一次性建(jian)設投資(zi)相對較大。后期處理復雜，二次污染嚴重。該(gai)工藝(yi)需要配置廢水處理系(xi)統(tong)，煙(yan)氣再(zai)熱系(xi)統(tong) GGH，煙(yan)道和煙(yan)囪必(bi)須(xu)防腐蝕等(deng)，均(jun)是石(shi)灰(hui)石(shi)/石(shi)膏濕法(fa)脫(tuo)硫工藝(yi)無法(fa)避(bi)免的。

B: CFB（ 煙氣(qi)循環流化床）

該工(gong)藝由吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)劑制備、吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)、脫硫(liu)灰(hui)(hui)再循(xun)環(huan)、除(chu)塵器及控制系(xi)統等(deng)部(bu)分(fen)(fen)組(zu)成。一般采(cai)用干態的(de)(de)(de)(de)(de)(de)消石(shi)(shi)灰(hui)(hui)粉(fen)作為吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)劑。鍋爐(lu)排出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)未經(jing)處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)(yan)氣(qi)從(cong)底部(bu)進(jin)(jin)(jin)入吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)，煙(yan)(yan)氣(qi)經(jing)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)底文丘里結(jie)構加(jia)速(su)(su)后與加(jia)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)消石(shi)(shi)灰(hui)(hui)、循(xun)環(huan)灰(hui)(hui)及水發生反應，除(chu)去煙(yan)(yan)氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de) SO2 等(deng)氣(qi)體(ti)。煙(yan)(yan)氣(qi)中夾帶(dai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)劑和脫硫(liu)灰(hui)(hui)，在通(tong)過(guo)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)下部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)文丘里管時，受到(dao)氣(qi)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)速(su)(su)而懸浮起來，形成激烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)湍動狀態，攜帶(dai)大量吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)劑和反應產物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)(yan)氣(qi)從(cong)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)塔(ta)(ta)頂部(bu)側向(xiang)下行進(jin)(jin)(jin)入脫硫(liu)除(chu)塵器，進(jin)(jin)(jin)行氣(qi)固分(fen)(fen)離，經(jing)氣(qi)固分(fen)(fen)離后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煙(yan)(yan)氣(qi)含(han)塵量不(bu)超過(guo)50mg/Nm3。煙(yan)(yan)氣(qi)循(xun)環(huan)流化(hua)床（ CFB） 工(gong)藝特點：

①綜合造價低(di)，系(xi)統簡單，維(wei)護(hu)工作(zuo)量低(di)，維(wei)護(hu)費用(yong)占總投資(zi)的1%。

②不需要考慮防腐(fu)。煙氣循(xun)環流化(hua)床脫硫工(gong)藝脫除了幾乎全部的HCl、HF和SO3，煙氣溫(wen)度高于露點(dian)25℃以上(shang)，因此不存在腐(fu)蝕問題。

③工藝(yi)簡單可靠，不受燃煤(mei)含硫量限制。

C: 新型一體化干法脫硫（ NID）

工藝特點：

NID 工藝是 ALSTOM公司于(yu)90 年代(dai)中期開發的(de)一種干(gan)法(fa)脫(tuo)(tuo)硫工藝。其主要利用石(shi)灰(hui)或(huo)消石(shi)灰(hui)為脫(tuo)(tuo)硫劑(ji)，把(ba)電除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)捕(bu)集下來的(de)飛(fei)灰(hui)和(he)(he)加入的(de)脫(tuo)(tuo)硫劑(ji)進(jin)行混合、增濕后，作為吸(xi)(xi)收(shou)劑(ji)注入除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)入口煙道(dao)，使(shi)之均勻地分(fen)布在煙氣中。通過煙氣的(de)冷卻、增濕，煙氣中的(de)SO2、HCl 等在隨后的(de)煙道(dao)和(he)(he)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)中被(bei)吸(xi)(xi)收(shou)，最終生成 CaSO3·1/2H2O 和(he)(he) CaCl2 ·4H2O。被(bei)除(chu)塵(chen)器(qi)(qi)(qi)捕(bu)集下來的(de)終產物和(he)(he)未反應的(de)吸(xi)(xi)收(shou)劑(ji)，再部分(fen)注入混合增濕裝置，并(bing)補(bu)充(chong)新鮮(xian)吸(xi)(xi)收(shou)劑(ji)后進(jin)行再循環(huan)，達到提高吸(xi)(xi)收(shou)劑(ji)利用率的(de)目的(de)。

NID 脫硫工(gong)藝的主要技術特點如下：

①工藝流程簡單，設(she)備(bei)組成(cheng)少，投資省(sheng)，占地面積小(xiao)。

②運行費用低(di)。約(yue)占(zhan)流化床脫硫工(gong)藝(yi) 80%。

③維護工作量小。

④能耗(hao)低(di)。電耗(hao)、 水耗(hao)均低(di)于(yu)石(shi)灰石(shi)/石(shi)膏濕法和流化床脫硫工藝(yi)。

⑤不受燃煤含硫量限(xian)制，不需(xu)要考慮防腐。

D 氨法脫硫（FGD）

氨(an)法脫硫（FGD）系統(tong)，是當今最(zui)先進的(de) SO2 排(pai)放控制技(ji)術。它不但脫除煙氣中 95%以上的(de) SO2，而且生(sheng)產(chan)出(chu)高附加值的(de)硫酸銨化肥產(chan)品。該系統(tong)利用濃(nong)度(du)為 15%含量的(de)氨(an)水(shui)作(zuo)為脫硫劑，生(sheng)成(cheng)的(de)硫酸銨漿液，輸(shu)送(song)到濃(nong)縮脫水(shui)處(chu)理系統(tong)。硫酸銨結(jie)(jie)晶(jing)體(ti)在(zai)脫硫塔中被(bei)飽和的(de)硫酸銨漿液結(jie)(jie)晶(jing)出(chu)來，生(sheng)成(cheng) 3- 5%重量比左(zuo)右(you)的(de)懸浮粒子。

氨法脫硫(liu)（FGD） 工藝特(te)點：

①技(ji)術成熟，運行可靠性好，該脫硫工藝(yi)副(fu)產品為硫酸銨化(hua)肥。

②脫(tuo)硫化學吸收反應速度(du)快，脫(tuo)硫效率(lv)高。可(ke)(ke)以采用(yong)較小液氣比，降低能(neng)耗(hao)和操作運行費用(yong)，并可(ke)(ke)減少(shao)設備尺(chi)寸。

③原(yuan)材(cai)料來源豐富，吸收劑配制系(xi)統簡單，工藝流程緊湊。

④該(gai)脫硫工藝在(zai)脫硫的同時，也(ye)可以(yi)除氮(dan)，具有(you)20%以(yi)上的除氮(dan)效(xiao)率。

2、 山東淄博電廠采用的兩種脫硫工藝比較

A:2 臺 410 噸煤(mei)粉鍋爐(lu)采用 NID（即(ji)新(xin)型循環干(gan)法煙氣脫硫技術），該項目(mu)于 2006 年(nian)完工并(bing)移交(jiao)生產，由武漢凱迪藍天科技有限公(gong)司總(zong)承(cheng)包，是該技術引進國內后(hou)的首次業績(ji)：

運行參數： 脫硫效率 > 90%

出口(kou)煙氣含(han)塵量濃度<100 mg/Nm3

脫(tuo)硫劑耗(hao)量 2.6 t /h

脫硫用水(shui)耗量 <23.5 t /h

脫硫系統總功率 <1220 Kw

經測算，單臺機組脫硫(liu)年正常(chang)運行成(cheng)(cheng)本(ben)為(wei) 1362.58 萬元， 折算電(dian)成(cheng)(cheng)本(ben)為(wei) 0.019 元/kwh。

該脫硫除塵(chen)系(xi)(xi)統(tong)簡單，自動化程(cheng)度(du)高，維護量小(xiao)，投停方便快速(su)，對主系(xi)(xi)統(tong)影響很(hen)小(xiao)，項目實施中未發生過因脫硫系(xi)(xi)統(tong)故障(zhang)導致主系(xi)(xi)統(tong)波動的情況,是目前國內運行最好的 NID 脫硫裝置。

B:CFB 脫硫工藝

2 臺 410 噸煤粉鍋(guo)爐采用循環(huan)流化床常(chang)溫半(ban)干法(fa)脫硫工藝，2006 年 6 月移(yi)交生產(chan)。

運行參數： 脫硫效率 >90%

出口煙(yan)氣含塵量濃度<50mg/Nm3

脫硫劑耗量 2.83 t /h

脫(tuo)硫用水耗量 <18.4t /h

脫硫系統總功率 <3290Kw

單臺機組(zu)脫硫年正常運行成(cheng)本為 1613.74 萬元，折算電成(cheng)本為0.0224 元/kwh

該(gai)項目為控制系統未能(neng)做到(dao)全部引入(ru) DCS 控制，脫硫系統投停對主系統影響較大。脫硫系統能(neng)耗高，脫硫風機電機功率高達1400kw。

兩種正在運(yun)行的脫硫系統比較:

CFB 脫硫工藝由于采用布袋除塵器，除塵效果很明顯，達到50mg/Nm3。NID 脫硫工藝采用電除塵器， 除塵效果稍差，達到 100mg/
Nm3以下(xia)，也可滿足國(guo)家標準。

NID 脫硫工藝可靠的達到 90%的脫硫率，可以長周期運行并保持SO2 排放達到小于 400mg/NM3的標準。CFB 脫硫工藝穩定性稍差。
NID 脫硫工藝采用先進的 NIDIC 工藝包，所有操作全部實現DCS 控制，脫硫各參數設置詳細，連鎖到位，操作簡單，工藝上很少
出現波動，NID 脫硫工藝(yi)運行(xing)能耗低，可降(jiang)低生產成(cheng)本。

3、 結論及建議

通過(guo)實(shi)際運行感(gan)到目(mu)前國(guo)內干法脫(tuo)硫(liu)裝置在消(xiao)和系統的設計(ji)和設備制造方面與國(guo)外相比還存在一定的差(cha)距。消(xiao)和系統能否長期穩定正常(chang)運行是制約脫(tuo)硫(liu)系統正常(chang)運行的“ 瓶頸” 。

由于煙氣脫硫系統的投資和今后的運行、維護費用較高，因此如何因地制宜地選擇相適應的脫硫工藝，以降低投資和運行費用是非
常重要的(de)(de)(de)(de)。上述的(de)(de)(de)(de) NID（ 即新(xin)型循環干(gan)法煙氣(qi)脫(tuo)(tuo)硫技術(shu)）、CFB 脫(tuo)(tuo)硫工藝以及氨法脫(tuo)(tuo)硫（FGD）都是(shi)(shi)應用較廣(guang)的(de)(de)(de)(de)火電脫(tuo)(tuo)硫技術(shu)，當然，根據(ju)各自(zi)的(de)(de)(de)(de)實際情(qing)況，選擇(ze)一種能(neng)耗(hao)低、吸收劑(ji)消耗(hao)量小，二次污(wu)染(ran)物少，排放(fang)指標(biao)符合國家(jia)環保(bao)標(biao)準的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)硫工藝是(shi)(shi)技術(shu)選擇(ze)遵循的(de)(de)(de)(de)基本原則。

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