電廠脫硫技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展研究

郝曉林

摘 要：在當(dāng)今，我國發(fā)電主要還是依靠火力發(fā)電，而火力發(fā)電需要燃燒大量的化石燃料，化石燃料的燃燒會對空氣產(chǎn)生巨大的影響，燃燒過程會產(chǎn)生大量的有害氣體，比如二氧化硫。如何更加環(huán)保地進(jìn)行火力發(fā)電是人們急需解決的問題。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電；二氧化硫；有害；脫硫技術(shù)

中圖分類號：TF704.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2017）07-0165-02

Abstract：At present， China's power generation mainly rely on thermal power， thermal power and need to burn a lot of fossil fuels， the combustion of fossil fuels will have a great effect on the air， the combustion process will produce large amounts of harmful gases， such as sulfur dioxide. How to carry out thermal power generation more environmentally friendly is a problem that people need to solve urgently.

Key Words：thermal power generation； sulfur dioxide； harmful； desulfurization technology

1當(dāng)今電廠的污染情況

我國發(fā)電廠中火力發(fā)電廠占了很大的比例，火力發(fā)電需要燃燒大量的煤炭，但是耗能高、效率低。發(fā)電廠越建越多，二氧化硫的排放也越來越多，這嚴(yán)重污染了環(huán)境，使一些地方經(jīng)常出現(xiàn)酸雨，對人們的正常生活產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。國家為了保護(hù)環(huán)境，出臺了相關(guān)的規(guī)定，嚴(yán)格控制電廠二氧化硫的排放。電廠執(zhí)行這一規(guī)定必須的辦法就是使用脫硫技術(shù)。

2脫硫技術(shù)的運用

現(xiàn)在我們主要使用的脫硫方法有三種，分別是對化石燃料進(jìn)行脫硫、在燃料燃燒中進(jìn)行脫硫和對燃燒后產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行脫硫。在這三種脫硫方法中最常用的就是對燃燒后產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行脫硫。對化石燃料進(jìn)行脫硫是指對化石燃料進(jìn)行脫硫處理，使燃料中的含硫量降低：燃燒中進(jìn)行脫硫是指在化石燃料燃燒中加入固硫劑，使燃料在燃燒當(dāng)中產(chǎn)生硫酸鈣等固體物質(zhì)，將這些固體物質(zhì)隨著爐渣一起排掉；對廢氣進(jìn)行脫硫是指對廢氣中的二氧化硫進(jìn)行中和，使廢氣中的硫含量下降，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1在燃燒前進(jìn)行脫硫

在燃燒前對化石燃料進(jìn)行脫硫是比較常用的脫硫方式。它主要有物理脫硫、化學(xué)脫硫、生物脫硫三種脫硫方法。其中物理脫硫是現(xiàn)在最受歡迎的的脫硫方法。它的操作簡單，成本便宜，所以受到了大家的歡迎。物理脫硫的原理是利用硫化物和化石燃料的密度不同，將化石燃料放到旋流器中攪碎，根據(jù)密度的不同使化石燃料和硫化物分離。當(dāng)今我國對這種脫硫方法的使用還不夠成熟，脫硫率只能達(dá)到40%到80%，這一數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的水平。

2.2在燃燒中進(jìn)行脫硫

在燃燒當(dāng)中進(jìn)行脫硫主要是用碳酸鈣等固硫劑與二氧化硫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鈣達(dá)到減少二氧化硫的目的。這種方法投入的資金較少，適合一些以小型發(fā)電廠使用。但是這種脫硫方法效率很低，沒有使用的固硫劑會對靜電除塵器的使用效率產(chǎn)生影響，長期以來會縮短靜電除塵器的使用壽命。燃燒中脫硫主要包含兩個方法，一個是爐內(nèi)噴鈣，一個是型煤固硫。爐內(nèi)噴鈣法的使用效率很低，帶來的副作用也很大。型煤固硫方法是指煤場制作出型煤賣給電廠，電廠直接拿來使用。但是以我國的設(shè)備和技術(shù)還不能大量生產(chǎn)型煤，而且我國的型煤固硫率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的水平，固硫率僅為40%，而發(fā)達(dá)國家可以輕松達(dá)到80%。

3新型脫硫技術(shù)的發(fā)展

3.1利用干法進(jìn)行脫硫

干法脫硫使用固體粉末在完全干燥的環(huán)境下進(jìn)行操作，它可以用罐車來運送而不會對鋼鐵產(chǎn)生腐蝕和損壞。用干法脫硫后的廢氣可以直接排放，能夠達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。但是這種脫硫方法也有一些弊端，脫硫的效率低，對操作人員的要求比較高，對排氣管道的磨損比較嚴(yán)重，也會產(chǎn)生大量的灰堆積在管道內(nèi)。

3.1.1利用活性炭吸附二氧化硫

利用活性炭的吸附作用，將廢氣中的二氧化硫吸附到活性炭的表面，同時二氧化硫被氧化成為三氧化硫，在高溫水蒸汽的作用下變成了稀硫酸，大大降低了廢氣中二氧化硫的含量。這種方法操作簡單，成本也便宜，效率較高，脫硫率能夠達(dá)到90%以上。但是這種方法也有一些缺點，活性炭吸附對管道內(nèi)的氣體流速要求較高，流速過快會使吸附不完全，達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)；活性炭本身也容易被氧化，發(fā)揮不了原本的作用；在吸附二氧化硫的過程中，活性炭的表面會被稀硫酸覆蓋，這樣也會影響活性炭的吸附效果。

3.1.2利用堿性鋁酸鹽吸附二氧化硫

堿性鋁酸鹽的使用方法和活性炭比較相似，都是靠吸附作用降低廢氣中的二氧化硫含量。它的工作原理是廢氣經(jīng)過加熱進(jìn)入集塵器中，將廢氣加熱到330度的高溫后將其排放到反應(yīng)塔，廢氣與堿性鋁酸鹽互相接觸使二氧化硫與堿性鋁酸鹽反應(yīng)生成硫酸鈉，再進(jìn)行反應(yīng)還可以生成出堿性鋁酸鹽，可以重復(fù)利用。這種方法的弊端是脫硫工藝比較復(fù)雜，對操作要求較高；堿性鋁酸鹽的循環(huán)使用率比較低，消耗的成本比較大，用這種方法帶來的經(jīng)濟(jì)效益也比較低。

3.1.3荷電干式噴射法脫硫

經(jīng)過多次的實驗得出，二氧化硫吸收劑在高速經(jīng)過高壓靜電電暈充電區(qū)時，也就獲得了靜電荷，與此同時我們將大的靜電荷噴射到煙霧中，這樣就增大了二氧化硫與吸收劑顆粒之間的接觸面積，加速了二氧化硫的吸收。分析研究表明，吸收劑顆粒物的電暈，使得本身的活性大幅度增強(qiáng)，提高了吸收二氧化硫的效率。荷電干式脫硫的方法效率相較于其他手段還是比較有效的，投資少，占地面積小，工藝簡單，主要的是經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)尤為明顯，因此現(xiàn)已廣泛應(yīng)于脫硫工藝程序中。

3.1.4等離子體

等離子體主要就是應(yīng)用于脫硫的程序中，但可喜的是在此過程中可以產(chǎn)生利用實現(xiàn)資源的重復(fù)利用，這也是當(dāng)今技術(shù)比較環(huán)保的新型技術(shù)產(chǎn)業(yè)。主要的技術(shù)就是將分子電離裂解，產(chǎn)生離子以及自由基等活性粒子，然后利用強(qiáng)氧化物進(jìn)行氧化還原，通入氨氣，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，生成化學(xué)物質(zhì)。

3.2利用濕法進(jìn)行脫硫

濕法脫硫指的是利用液體等化學(xué)藥品吸收劑對二氧化硫進(jìn)行吸收。它的主要特點在于對二氧化硫的反應(yīng)速度快，試劑的利用率高，對二氧化硫的吸收效率也較高。但是這種方法會對管道有腐蝕性，脫硫設(shè)備長期裝有這類試劑容易被腐蝕，用過后排放也容易對環(huán)境造成污染，運輸產(chǎn)生的費用較高。

3.2.1海水濕法脫硫

海水本身呈現(xiàn)堿性，我們可以利用二氧化硫經(jīng)過海水吸收后通過化學(xué)反應(yīng)氧化還原為無害的硫酸鹽溶液，其產(chǎn)物是可以完全溶解與海水中的，這也就避免了水質(zhì)的污染及環(huán)境的污染問題的出現(xiàn)。而且通過海水脫硫我們可以達(dá)到節(jié)約吸收劑，降低生產(chǎn)成本的目的，這也是海水的最大優(yōu)點之一；整個制備系統(tǒng)生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生結(jié)垢堵塞等問題，重復(fù)利用率高；生產(chǎn)成品中沒有灰渣產(chǎn)生，產(chǎn)物純度高。海水脫硫的效率高，相對于其他的方法花費成本較低。但是考慮到生產(chǎn)過程中需要的吸收劑較為特殊，所以我們可以在近海域地區(qū)的電廠使用，所以具有一定的局限性，并不適用于所有的生產(chǎn)地區(qū)。

3.2.2石灰石法脫硫

利用石灰石進(jìn)行脫硫，用石灰石溶液作為吸附劑將廢氣中的二氧化硫反應(yīng)中和掉，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。這種脫硫方法是目前使用的最成熟的方法，石灰石成本低廉、使用率高、使用范圍也比較廣。但是這種方法前期投資比較大，操作步驟比較多，設(shè)備容易被腐蝕造成損害。

3.2.3利用氨進(jìn)行脫硫

這種方法主要是利用氨水與二氧化硫進(jìn)行反應(yīng)，產(chǎn)生亞硫酸銨，在經(jīng)過氧化得到硫酸銨。這種脫硫方法反應(yīng)速度快，氨水的使用率高，吸收二氧化硫的效率高，而且設(shè)備的投資比較小，對環(huán)境不會產(chǎn)生污染，反應(yīng)后產(chǎn)生的廢物對環(huán)境也沒有污染，對管道沒有腐蝕堵塞，應(yīng)該是比較好的脫硫方法。

3.2.4彩用雙堿法進(jìn)行脫硫

常用的雙堿法就是利用氫氧化鈉和石灰石進(jìn)行處理，經(jīng)過鈉化合物吸收二氧化硫之后，采用石灰石實現(xiàn)再生循環(huán)，這種方法的優(yōu)勢就是成本低，收益高，對設(shè)備的損害較小，唯一的不足就是會導(dǎo)致水體的污染。

3.3半干法脫硫

3.3.1噴霧干燥法

噴霧干燥法用石灰水作為吸收劑，將石灰水噴霧噴灑在吸收塔中，使其與二氧化硫充分反應(yīng)，同時也能吸收廢氣中的水蒸氣，降低廢氣的溫度，最終以固體的方式排出反應(yīng)產(chǎn)生的廢物。這種方法投入比較低，操作比較簡單，對設(shè)備的損害也比較小，反應(yīng)產(chǎn)生的廢物處理也比較方便，但是脫硫的效率不高。

3.3.2循環(huán)流化床脫硫法

這種方法是將石灰石加入循環(huán)流化床中，使石灰石與二氧化硫反應(yīng)達(dá)到脫硫的效果。操作簡單、成本低、脫硫效果好、原料利用率高。

4結(jié)語

在進(jìn)行脫硫方法的選擇時一定要根據(jù)電廠本身的情況進(jìn)行選擇，不能只滿足達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)，還要考慮成本問題，使保護(hù)環(huán)境與電廠的發(fā)展同時進(jìn)行。脫硫方法不應(yīng)太復(fù)雜，要保證脫硫效果的穩(wěn)定性，在脫硫后要對反應(yīng)產(chǎn)生的廢物妥善處理，防止反應(yīng)廢物對環(huán)境產(chǎn)生破壞。

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