火电厂烟气脱硫控制技术探讨

陈海永

中煤华晋集团晋城热电有限公司 山西 晋城 048000

摘要：尽管我国大力支持新能源发展利用，但很长时间内，煤炭能源还将是工业生产的主要能源。为督促节能减排，从“十一五”期间已经全面开启SO2减排工作，且减排成果显著，截至2015年年末，SO2的排放总量较2010年减少10%。到2018年，SO2排放降至1651.6万吨。近些年，SO2排放量在逐年递减，但整体排放量仍很大。因此，如何有效控制SO2排放并回收利用有重要意义。

关键词：火电厂；烟气脱硫；控制技术

1火电厂烟气脱硫控制技术

1.1湿法脱硫技术

湿法脱硫技术（WFGD），即脱硫过程在液相中进行。湿法脱硫技术脱硫效率高、占地面积小、适用性强。尽管WFGD是目前使用的最为广泛的脱硫技术，但是传统WFGD有大量废水、能耗高、洗涤后烟气温度低以及腐蚀严重等缺点，需进一步优化。下面简单介绍石灰石—石膏法、氧化镁法等几种主要的湿法脱硫工艺及存在问题。（1）石灰石-石膏法。当前火电厂生产运行过程中，最常使用的烟气脱硫脱硝技术为石灰石-石膏脱硫技术，该技术的优势在于：很强的操作稳定性、操作简便、操作工艺成熟、处理成本较低、清洁环保、处理效率高等；这一技术能够较好的控制烟气中的二氧化硫，在很大程度上减少烟气对大气的污染。相较于其他脱硫脱硝技术，石灰石-石膏脱硫技术的应用要点主要是：在具体应用过程中，火电厂需要构建石膏脱水系统、石灰石浆液备制系统、烟气系统、自动控制系统，让石灰石浆液能够与烟气发生反应，从而对烟气中的二氧化硫进行较好地吸收；然后让空气进入到浆液之中，与其中的亚硫酸钙发生氧化，形成石膏，最终获得较为理想的火电厂烟气脱硫效果。然而该技术也存在一些不足，即在净化烟气过程中会产生废渣、废气或是其他污染物，从而对环境造成二次污染，故而火电厂需要充分考虑自身的生产运行情况，恰当运用石灰石-石膏脱硫技术。（2）氧化镁法。氧化镁法脱硫剂是由氧化镁粉与热水熟化制成的氢氧化镁溶液，在洗涤塔内洗涤高温烟气，吸收二氧化硫再经氧化反应生成硫酸镁溶液，再经结晶处理后得到七水硫酸镁和其他副产品。氧化镁脱硫工艺有如下优点:①氧化镁反应活性高于氧化钙，氢氧化镁碱性强于氢氧化钙，在反应中氧化钙颗粒与二氧化硫反应生成硫酸钙覆盖膜，不影响后续反应。②镁基脱硫剂投资少，这是由于氧化镁的相对质量是氧化钙的71%，碳酸钙的40%。③副产品溶解度较高，悬浮物不易聚集沉降。④无次生污染，副产物亚硫酸镁与硫酸镁的水溶液可直接外排。

1.2传统脱硫技术

1.2.1干法脱硫技术

干法脱硫技术（DFGD）是完全干燥情况下将粉状催化剂、吸附剂、吸收剂等与烟气中SO2反应除SO2，常用固体石灰石粉料做吸收剂。由于反应物和产物都是干固态粉末，这种脱硫技术中无废水产生，不存在设备结垢和腐蚀设备。然而，由于气固两相接触时反应速率慢，扩散受限，脱硫效率较低，且脱硫设备庞大，需高投资并对操作技术要求高，不适合老企业引进。

1.2.2半干法脱硫技术

半干法烟气脱硫主要有喷雾干燥脱硫和循环硫化床脱硫两种。喷雾干燥脱硫是以熟石灰浆等碱性溶液以喷雾的形式喷入烟气中，氢氧化物与SO2在这种形式的接触下会发生快速的化学反应，产生不溶于水的沉淀物。在工艺过程中，石灰浆喷雾会在高温的作用下变得干燥，最后随着脱硫后的烟气一起排出。这种脱硫工艺的脱硫效率较高，而且操作简单，投入成本也比较低，可以说是综合了湿法脱硫和干法脱硫的优点。需要注意的是，在烟气中具有高SO2排放浓度时，半干法脱硫的脱硫效率可能存在不满足脱硫效率要求的情况。循环硫化床烟气脱硫工艺将吸收剂以颗粒悬浮的形式与高速流动的烟气进行接触，反应物间的接触表面积大，脱硫效率可达90%以上，且可以很好地把控污染物，同时固体颗粒可循环使用，缺点是易堵塞，前期投入成本高。为了响应国家保护环境，打赢蓝天保卫战的号召，现阶段在火电厂烟气脱硫处理中半干法脱硫工艺应用范围相当广泛。

1.3海水脱硫技术

当前海水脱硫技术在我国火电厂烟气脱硫中占据关键地位，该技术由烟气系统、海水供应系统、水质恢复系统、二氧化硫吸收系统所构成，这一技术的应用优势在于：可在很大程度上减少前期投入成本，在具体作业过程中无需使用化学染料，有效规避环境二次污染，可获得非常显著的脱硫效果，然而该技术的应用前提条件是：火电厂附近存在大量的海水资源。当前该技术在我国火电厂烟气脱硫脱硝作业中得到大量推进。如：在某地区500MW火电厂烟气脱硫脱硝作业中应用海水脱硫技术时，相关作业人员通过在吸收塔上游安装冷却塔，让海水能够被吸收至吸收塔顶部，待冷却处理烟气后，将其输送至吸收塔底部；吸收塔内设置了专门淋水盘，下方引入的烟气能够接触到上方引入的海水，使得二氧化硫吸收率高达98%，先是借助单层湿气分离器来处理气体，在气体离开吸收塔前能够去掉其中的水滴，再被引入烟道，这时洗手槽会对酸化的海水进行收集，并借助重力让其进入到海水处理厂，经过通风区、混合箱、排水管等，可有效防止烟道发生腐蚀问题，也能够通过加热烟气来对含有水蒸气的烟气进行恰当处理。

2火电厂烟气脱硫技术中的节能环保措施

现阶段，在我国工业化水平不断提升的背景下，在工业生产中产生的污染物也在不断增加，导致生态环境遭受了极大破坏，对我国社会以及经济的持续发展产生极大影响。近些年来，我国生态文明建设工作的深入发展，在一定程度上提升了人们的环保意识。在火电厂生产过程中烟气污染问题是人们普遍关注的问题。为了降低火电厂生产过程中烟气污染情况，需要加强火电厂烟气处理技术的有效应用。在对火电厂烟气脱硫技术进行应用时，还需要对其节能环保效益进行充分考虑：第一，降低电厂噪音污染。火电厂烟气脱硫运行中，设备运转会不可避免的出现较大噪音，一方面给人员开展作业造成困扰，另一方面也给周围居民正常生活和工作产生影响。为了消除和降低噪音污染，火电厂烟气脱硫运行中需要在系统中增设隔声罩、消音设备和降震装置等，避免系统运行出现较大的噪声污染，确保烟气脱硫高效运行。第二，废水和废气处理。火电厂脱硫系统运行中会产生废水，废水的随意排放也会造成生态环境的污染，不符合环保生产理念，所以在实际运行中要做好废水处理工作，结合物理吸附、化学消除以及生物降解等手段，将脱硫后产生的废水集中进行处理，实现水资源回收再利用，提升水资源利用效率，同时避免其对环境造成的污染。此外，火电厂烟尘排放中，除了二氧化硫物质外，还存在铅、铬等物质，这些污染物进入大气不仅污染环境，而且一旦接触到人体，会对皮肤、呼吸系统造成影响。因此，在传统的脱硫系统基础上，还要增设除尘和过滤装置，加强对铅、铬等污染物的过滤消除，为提升大气环境质量提供必要保障。第三，在对发电过程中产生的副产品进行运用时，需要开展有效的分析工作，全面掌握在烟气脱硫过程中副产品的具体性能、特点等资料，才能够采取科学措施利用副产品提高烟气脱硫技术的节能效果和环保水平。

3结束语

总而言之，为了尽可能减少大气环境中SO2成分的排放，最主要是研究开发高效烟气脱硫技术。传统脱硫技术都存在着各种缺点，无法满足越来越高的脱硫要求，因此，研究者们对传统的脱硫技术进行了升级改进并且开发新脱硫技术。SO2排放量逐年降低，但仍不能达到期望值，因此，开发合适的烟气脱硫技术在很长时间仍是研究重点。此外，目前对硫资源回收利用和脱硫产物有效利用的研究还不够深入，这也是一个值得研究者考虑的方向。

参考文献

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