循環(huán)流化床脫硫技術(shù)應(yīng)用及進(jìn)展探討

陳軍

摘 要：隨著人們對(duì)環(huán)保重視程度的日益提升，煙氣脫硫技術(shù)也受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。當(dāng)前，循環(huán)流化床其技術(shù)成熟度相對(duì)較高，因此其應(yīng)用范圍也相對(duì)較為廣泛。本文將重點(diǎn)就循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的具體應(yīng)用展開簡要介紹，為脫硫技術(shù)的選擇和應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;脫硫技術(shù);應(yīng)用

引言

能源為社會(huì)的建設(shè)和發(fā)展發(fā)揮著不可或缺的動(dòng)力作用，其中煤炭作為最主要的能源形式，為人類發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。然而，煤炭中含有的硫元素，在燃燒利用的過程中會(huì)變成SO2，一旦不加處理釋放在空氣中，就會(huì)引發(fā)諸多環(huán)境問題[1]。2014年國家有關(guān)部門下發(fā)文件（發(fā)改能源[2014]2093號(hào)）《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》，作為電力行業(yè)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和改造目標(biāo)。燃煤企業(yè)必須通過合理的應(yīng)用脫硫技術(shù)，降低對(duì)環(huán)境的污染，在各種煙氣脫硫技術(shù)中，循環(huán)流化床脫硫技術(shù)是當(dāng)前較為成熟、應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一。

一、循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫

我國的流化床技術(shù)也在上世紀(jì)六十年代末開始出現(xiàn)，在八十年代逐漸開始了循環(huán)流化床的研究。九十年代以后，在眾多科研機(jī)構(gòu)、高校力量的支持下，循環(huán)流化床鍋爐的制造和運(yùn)行能力也得到了不斷的強(qiáng)化，在設(shè)備國產(chǎn)化道路上取得了巨大的貢獻(xiàn)。

一般來說，根據(jù)脫硫時(shí)機(jī)，脫硫技術(shù)可以分成燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫技術(shù);流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫?qū)儆谌紵忻摿?。采用該技術(shù)的最大優(yōu)勢在于，不僅能夠?qū)α淤|(zhì)燃料實(shí)施燃燒，而且脫硫劑成本也較低，可以將SO2排放控制在較低范圍內(nèi)。循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫，是在低溫環(huán)境下燃燒，一方面以此控制有害氣體排放，另一方面通過加入石灰石，這樣在特定溫度下就能夠?qū)O2脫出，在鈣硫比最合適的狀態(tài)下，其脫硫效率比較理想[2]。而且，采用循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫技術(shù)，除了具有燃料適應(yīng)性強(qiáng)以外還具有其他好處，諸如設(shè)備簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)成本低、負(fù)荷調(diào)節(jié)性好等。在當(dāng)前的各種脫硫技術(shù)中，循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫技術(shù)是系統(tǒng)最簡單的脫硫技術(shù)。但單獨(dú)采用循環(huán)流化床爐內(nèi)脫硫較難達(dá)到“超低排放”標(biāo)準(zhǔn)，若同時(shí)結(jié)合燃燒后煙氣脫硫技術(shù)則可以達(dá)到更高的脫硫效率。

二、循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫

循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫?qū)儆谌紵竺摿蚣夹g(shù)，該技術(shù)最早是德國魯奇公司研發(fā)出來的技術(shù)，將其應(yīng)用在電廠鍋爐燃燒尾氣處理中，具有非常卓越的脫硫效果。當(dāng)前，該技術(shù)的成熟度已經(jīng)非常高，是近幾年國際上新興起的比較先進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)，由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外大小容量機(jī)組上應(yīng)用性非常廣泛[1]。對(duì)于燃煤帶來的含硫氣體含量相對(duì)較高的時(shí)候，該技術(shù)的優(yōu)勢將會(huì)被顯著體現(xiàn)出來。

當(dāng)前，該技術(shù)在我國的應(yīng)用也較為廣泛。循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫系統(tǒng)主要包括以下的組成部分，生石灰消化系統(tǒng)、消石灰儲(chǔ)存給料系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)、循環(huán)灰系統(tǒng)、外排灰系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、布袋除塵與煙道系統(tǒng)、氣力輸灰等系統(tǒng)。該技術(shù)兼有干法與濕法的一些特點(diǎn)，不僅具有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且具有以下多方面的優(yōu)勢：第一，該工藝應(yīng)用于實(shí)踐具有很高的成熟度，而且工藝流程非常簡單，生產(chǎn)操作也十分便捷，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性均有良好保障，并且對(duì)各種含硫煤種均有非常顯著的效果。第二，運(yùn)用該技術(shù)不需要巨大的投資額，而且不需要太大的占地面積;并且在運(yùn)行的過程中，既不需要專業(yè)技術(shù)人員的參與，也不會(huì)耗費(fèi)太高的電量，運(yùn)行成本較低[3]。第三，整個(gè)工藝過程中無需噴漿系統(tǒng)，只要適量水噴入即可，且對(duì)水質(zhì)要求不高，脫硫完成以后沒有廢水排出，固態(tài)的脫硫產(chǎn)物也相對(duì)更好處理。第四，該工藝的脫硫效率非常理想，一般情況下可以達(dá)到95%以上，甚至可達(dá)98%以上，達(dá)到“超凈排放”標(biāo)準(zhǔn)。第五，因?yàn)榇擦显谡麄€(gè)過程中參與循環(huán)，所以對(duì)于新鮮石灰有很高的利用率，進(jìn)一步節(jié)約了成本。第六，該工藝能夠滿足鍋爐多種負(fù)荷狀況下的脫硫需求，從鍋爐的30%負(fù)荷到100%負(fù)荷，均能夠完美的發(fā)揮作用。第七，完成脫硫之后的煙氣，其溫度不低于露點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生白煙，尤其在市區(qū)中距居民較近的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，脫硫后的煙氣視覺觀感很好。所以電廠無需對(duì)其實(shí)施加熱處理，這對(duì)于降低煙道、煙囪腐蝕有重要意義，大大降低投資，對(duì)周圍環(huán)境影響也小。第八，該技術(shù)不但脫硫能力強(qiáng)，而且具有SO3、汞等重金屬、HCl、HF等多組份污染物協(xié)同凈化能力。

總的來說，采用循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫應(yīng)用于大小容量機(jī)組，高硫煤燃燒鍋爐，能夠獲得非常好的脫硫效果。

三、循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的可行性

當(dāng)前，燃煤鍋爐對(duì)于我國的電力工業(yè)依然具有至關(guān)重要的作用，然而其帶來的高污染性也必須得到社會(huì)的高度重視，所以必須找到有效的方法，確保燃煤中有害氣體得到有效的控制。無論是新建鍋爐，還是對(duì)當(dāng)前鍋爐實(shí)施改造，循環(huán)流化床脫硫技術(shù)對(duì)于高硫煤的使用，其脫硫凈化效果都是很好的。對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐來說，在輔以燃燒中爐內(nèi)脫硫低成本優(yōu)勢將SO2降至200mg/Nm?以下，利用循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫進(jìn)一步脫硫后達(dá)到“超低排放”、“凈零排放”標(biāo)準(zhǔn)，即 NOx 排放濃度小于50mg/Nm3，SO2排放濃度小于35mg/Nm3，粉塵排放濃度小于5mg/Nm3。兩者協(xié)同脫硫的優(yōu)勢是還可利用燃燒中爐內(nèi)脫硫剩余的氧化鈣，在尾部吸收塔采用噴水增濕或投加少量吸收劑即可保證SO2超低排放。在能夠得到滿足環(huán)境要求前提下脫硫效果的同時(shí)，還能夠有效控制成本，這也是該技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的優(yōu)勢之一。

控制SO2的排放，使得鍋爐燃煤滿足環(huán)境保護(hù)的相關(guān)要求，是當(dāng)前電力工業(yè)中的重要問題。提高脫硫效率，控制脫硫成本，是脫硫技術(shù)中的核心要素。所以，必須選擇合適的脫硫技術(shù)，并通過深入研究掌握核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，這對(duì)于提高企業(yè)市場競爭力有至關(guān)重要的意義。另外，對(duì)推動(dòng)我國社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展同樣意義重大。

四、小結(jié)

我國在長期經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度不足，也使得當(dāng)前面臨的環(huán)保態(tài)勢越來越嚴(yán)峻?；诖耍刂瓢⊿O2等有害氣體排放，對(duì)于當(dāng)前的環(huán)保事業(yè)至關(guān)重要。然而，要想在成本可控范圍內(nèi)提高脫硫效果，就必須要選擇最合適的脫硫技術(shù)。就當(dāng)前脫硫工藝的發(fā)展來看，循環(huán)流化床技術(shù)無論是效果還是成本都具有較為顯著的優(yōu)勢;只是該技術(shù)要應(yīng)用于大型電站，還需要對(duì)其展開進(jìn)一步的探索和研究，可以預(yù)見未來其應(yīng)用必將更加廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1]程亮，劉宇，李華民，等.循環(huán)流化床脫硫技術(shù)在我國的應(yīng)用[J].能源研究與管理，2016（1）：54-57.

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[3]宮國卓，楊文芬，陳倬為.循環(huán)流化床技術(shù)在煙氣脫硫中的應(yīng)用[J].煤炭加工 與綜合利用，2017（1）：54-59.