鍋爐煙氣脫硫技術(shù)探究

任永峰

【摘 要】進(jìn)入“十二五”后，環(huán)保形勢(shì)的變化對(duì)燃煤鍋爐的大氣污染防治、特別是SO2總量減排提出了更高要求。本文對(duì)現(xiàn)階段燃煤鍋爐的脫硫技術(shù)及效率影響因素進(jìn)行 分析、歸納，建議燃煤鍋爐的SO2減排工作首先選用氧化鎂法脫硫工藝。在燃煤鍋爐的SO2減排方面，提出相關(guān)建議。

【關(guān)鍵詞】SO2 脫硫 技術(shù)分析 煤炭燃燒

《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃綱要》提出，“十二五”期間，國(guó)家對(duì)化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物4種主要污染物實(shí)施排放總量控制。對(duì)供暖企業(yè)而言，對(duì)燃煤鍋爐煙氣進(jìn)行脫硫是減排二氧化硫的重要途徑。目前，我國(guó)在用燃煤工業(yè)鍋爐二氧化硫排放量占全國(guó)排放總量的36.7%，燃煤鍋爐污染物排放遠(yuǎn)超煤電。因此，探討燃煤鍋爐最佳可行的脫硫技術(shù)顯得尤為迫切[1]。

1 SO2控制技術(shù)及應(yīng)用分析

目前，世界上煙氣脫硫工藝有上百種，但具有實(shí)用價(jià)值的工藝僅十幾種。根據(jù)脫硫反應(yīng)物和脫硫產(chǎn)物的存在狀態(tài)可將其分為濕法、干法和半干法3種。濕法脫硫工藝應(yīng)用廣泛，占世界總量的85.0%，其中氧化鎂法技術(shù)成熟，尤其對(duì)中、小鍋爐煙氣脫硫來(lái)說(shuō)，具有投資少，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合我國(guó)的國(guó)情[2]。

1.1 石灰石-石膏法

采用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當(dāng)采用石灰為吸收劑時(shí)，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣觸混合，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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。

石膏法的主要優(yōu)點(diǎn)是：適用的煤種范圍廣、脫硫效率高（有的裝置Ca/S=1時(shí)，脫硫效率大于90%）、吸收劑利用率高（可大于90%）、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高（可達(dá)90%以上）、工作的可靠性高（目前最成熟的煙氣脫硫工藝）、脫硫劑—石灰石來(lái)源豐富且廉價(jià)。但是石灰石/石膏法的缺點(diǎn)也是比較明顯的：初期投資費(fèi)用太高、運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大、系統(tǒng)管理操作復(fù)雜、磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重、副產(chǎn)物—石膏很難處理（由于銷路問(wèn)題只能堆放）、廢水較難處理。

1.2 氧化鎂法

氧化鎂法脫硫的主要原理：在洗滌中采用含有MgO的漿液作脫硫劑，MgO被轉(zhuǎn)變?yōu)閬喠蛩徭V（MgSO3） 和硫酸鎂（MgSO4），然后將硫從溶液中脫除。氧化鎂法脫硫工藝有如下特點(diǎn)：

（1）原料來(lái)源充足。在我國(guó)氧化鎂的儲(chǔ)量十分可觀，目前已探明的氧化鎂儲(chǔ)藏量約為160億噸，占全世界的80%左右。因此氧化鎂完全能夠作為脫硫劑應(yīng)用于電廠的脫硫系統(tǒng)中去。

（2）脫硫效率高。在化學(xué)反應(yīng)活性方面氧化鎂要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鈣基脫硫劑，并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小。因此其它條件相同的情況下氧化鎂的脫硫效率要高于鈣法的脫硫效率。一般情況下氧化鎂的脫硫效率可達(dá)到95-98%以上。

（3）投資費(fèi)用少。由于氧化鎂作為脫硫本身有其獨(dú)特的優(yōu)越性，因此在吸收塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、循環(huán)漿液量的大小、系統(tǒng)的整體規(guī)模、設(shè)備的功率都可以相應(yīng)較小，這樣一來(lái)，整個(gè)脫硫系統(tǒng)的投資費(fèi)用可以降低20%以上。

（4）運(yùn)行費(fèi)用低。決定脫硫系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的主要因素是脫硫劑的消耗費(fèi)用和水電汽的消耗費(fèi)用。氧化鎂的價(jià)格比氧化鈣的價(jià)格高一些，但是脫除同樣的SO2氧化鎂的用量是碳酸鈣的40%；水電汽等動(dòng)力消耗方面，液氣比是一個(gè)十分重要的因素，它直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的脫硫效率以及系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)石灰石石膏系統(tǒng)而言，液氣比一般都在15L/m3以上，而氧化鎂在7 L/m3以下，這樣氧化鎂法脫硫工藝就能節(jié)省很大一部分費(fèi)用。同時(shí)氧化鎂法副產(chǎn)物的出售又能抵消很大一部分費(fèi)用。

（5）運(yùn)行可靠。鎂法脫硫相對(duì)于鈣法的最大優(yōu)勢(shì)是系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生設(shè)備結(jié)垢堵塞問(wèn)題，能保證整個(gè)脫硫系統(tǒng)能夠安全有效的運(yùn)行，同時(shí)鎂法PH值控制在6.0-6.5之間，在這種條件下設(shè)備腐蝕問(wèn)題也得到了一定程度的解決。總的來(lái)說(shuō)，鎂法脫硫在實(shí)際工程中的安全性能擁有非常有力的保證。

1.3 雙堿法

雙堿法是采用鈉基脫硫劑進(jìn)行塔內(nèi)脫硫，由于鈉基脫硫劑堿性強(qiáng)，吸收二氧化硫后反應(yīng)產(chǎn)物溶解度大，不會(huì)造成過(guò)飽和結(jié)晶，造成結(jié)垢堵塞問(wèn)題。另一方面脫硫產(chǎn)物被排入再生池內(nèi)用氫氧化鈣進(jìn)行還原再生，再生出的鈉基脫硫劑再被打回脫硫塔循環(huán)使用。

雙堿法的主要優(yōu)點(diǎn)是：適用的煤種范圍廣、脫硫效率高（脫硫效率大于90%）、液氣比小、運(yùn)行成本較低、可脫硫除塵一體化、適應(yīng)范圍廣。但是石灰石/石膏法的缺點(diǎn)也是比較明顯的：初期投資費(fèi)用較高、運(yùn)行費(fèi)用一般、占地面積較大。

2 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)脫硫除塵工藝的對(duì)比分析，石灰石-石膏法雖然工藝非常成熟，但投資大，占地面積大，不適合中、小鍋爐。相比之下，氧化鎂法具有投資少、占地面積小、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此，建議選用氧化鎂法脫硫工藝。大氣污染治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期性的工作，在減少企業(yè)對(duì)環(huán)境影響的同時(shí)，又能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，才會(huì)實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和企業(yè)發(fā)展的雙贏。

參考文獻(xiàn)：

[1] 國(guó)務(wù)院《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》.2011.

[2] 《SO2的生成機(jī)理及治理》.中國(guó)百科網(wǎng).