燃煤電廠鍋爐煙氣濕法脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀與展望

于洋

中國(guó)水利電力物資沈陽有限公司 遼寧沈陽 110001

步入21世紀(jì)以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速騰飛，重工業(yè)得到長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步，但與此同時(shí)，隨著越來越多燃煤工廠的出現(xiàn)，大氣中SO2的含量也在逐年提高。為減少大氣污染物的排放，遵循可持續(xù)發(fā)展，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀。國(guó)家提出采用多種污染物協(xié)同高效脫除集成系統(tǒng)技術(shù)，使燃煤企業(yè)在工作過程以及末端治理有效降低污染排放。濕法脫硫因其具有反應(yīng)迅速，效率高，設(shè)備簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各大火電廠燃煤鍋爐。

1 常見的四種濕法脫硫技術(shù)與其優(yōu)缺點(diǎn)

濕法脫硫技術(shù)中的脫硫劑，一般以水溶液或者堿性液為主，反應(yīng)得到的脫硫產(chǎn)物存在于液體之中，一般為濕態(tài)。該技術(shù)在具有設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫效率高、反應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在腐蝕嚴(yán)重、維護(hù)成本高，易產(chǎn)生再污染等問題[1]。

1.1 石灰石（石灰）-石膏脫硫法

此法采用石灰石或石灰液與SO2產(chǎn)生吸收反應(yīng)，生成石膏。而石膏可以通過進(jìn)一步的處理可以循環(huán)利用。其反應(yīng)過程如下：SO2吸水后形成SO32-，與CaCO3溶解過程形成的Ca2+發(fā)生反應(yīng)生成CaSO3。再通過加入大量O2與CaSO3發(fā)生強(qiáng)制氧化，生成CaSO4，即石膏。

石灰石-石膏法的原理表明，此脫硫反應(yīng)處于整個(gè)煙道的末端，所用脫硫劑與產(chǎn)物均為濕態(tài)，全反應(yīng)過程在液體中進(jìn)行。同時(shí)，該反應(yīng)中的脫硫劑成本相對(duì)低廉且技術(shù)相對(duì)成熟。然而，石灰石-石膏法也具有一定的缺點(diǎn)，如固體產(chǎn)物量偏大，設(shè)備占地面積廣，易造成管路結(jié)垢堵塞，故障率高。

1.2 雙堿法

雙堿法的吸收劑一般為氫氧化鈉溶液。利用氫氧化鈉呈堿性的特點(diǎn)，與酸性氣體二氧化硫發(fā)生酸堿反應(yīng)，以達(dá)到脫硫的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，將一定濃度的氫氧化鈉溶液注入脫硫塔，與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，之后將形成的產(chǎn)物導(dǎo)入再生池，經(jīng)過氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉，再打回脫硫塔內(nèi)形成循環(huán)利用。

該技術(shù)采用酸堿反應(yīng)脫硫，脫硫效率在90%以上，脫硫劑選用鈉堿與石灰，有效避免了結(jié)垢堵塞。更加適合中小型鍋爐的煙氣脫硫， 市場(chǎng)前景廣闊。但同時(shí)，此法在反應(yīng)過程中需要消耗大量的氫氧化鈉與碳酸鈉，使得成本較高[2]。

1.3 氨法

氨法，主要采用氨基物質(zhì)作為脫硫劑，與煙氣中的SO2反應(yīng)，并回收反應(yīng)產(chǎn)物硫酸銨等。常見的氨基脫硫劑包括廢氨水，液氨等,氨法脫硫的副產(chǎn)物是硫銨，這是一種性能優(yōu)秀的氨肥。氨法脫硫使得二氧化硫可資源化，將污染物二氧化硫轉(zhuǎn)化成商品化產(chǎn)品，具有很大的市場(chǎng)前景。同時(shí)，氨法脫硫的過程是氣液相反應(yīng)，速率快，利用率高，脫硫效率保持在95-99%。同時(shí)，因其原料無需預(yù)處理，生產(chǎn)過程相對(duì)簡(jiǎn)單，其配置設(shè)備占地面積小，十分有利于國(guó)內(nèi)老鍋爐的改造。同時(shí)，氨法脫硫與之前的鈣法脫硫不同，是擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的脫硫技術(shù)，應(yīng)用時(shí)無需支付高額的先期技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)與技術(shù)使用費(fèi)。大大節(jié)省了成本。

1.4 氧化鎂法

氧化鎂脫硫技術(shù)成熟度極高，僅此與鈣法脫硫。它被廣泛應(yīng)用于日本、臺(tái)灣、美國(guó)等地區(qū)，在我國(guó)部分地區(qū)，也有了應(yīng)用的實(shí)例與業(yè)績(jī)。氧化鎂法脫硫的原理如下：鍋爐煙氣進(jìn)入吸收塔進(jìn)行先期預(yù)冷，冷卻至一定溫度后，向上與氧化鎂漿液反應(yīng)，脫去硫份。之后，凈煙氣通過除霧器進(jìn)入煙囪排放。除霧器在降低凈煙氣水含量的同時(shí)，也會(huì)使煙氣中的粉塵雜物吸附與濾網(wǎng)上，長(zhǎng)時(shí)間易造成堵塞，損壞系統(tǒng)。所以，需定期對(duì)除霧器進(jìn)行噴霧清洗。

氧化鎂在我國(guó)的儲(chǔ)量十分可觀，占全世界總量的80%左右，因此，在氧化鎂脫硫法中，原理供應(yīng)十分充足，且價(jià)格低廉，能有效控制成本。同時(shí)，氧化鎂的化學(xué)反應(yīng)活性遠(yuǎn)高于鈣基脫硫劑，其脫硫效率也會(huì)更高，可達(dá)95%-98%。不僅如此，與鈣基脫硫法相比，氧化鎂法最大的優(yōu)勢(shì)是不易產(chǎn)生結(jié)垢堵塞系統(tǒng)管道，一定程度上解決了設(shè)備腐蝕老化的問題[3]。

2 濕法脫硫技術(shù)的未來

隨著人民與國(guó)家對(duì)大氣環(huán)境的重視，傳統(tǒng)的火電燃煤廠將逐步向綠色化、環(huán)保化、可持續(xù)化方向發(fā)展。這將對(duì)脫硫技術(shù)提出新的要求。如何進(jìn)一步提升脫硫效率，降低原料成本，增長(zhǎng)設(shè)備壽命，循環(huán)利用副產(chǎn)品等，都是學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)課題與研究方向。

與干法脫硫或半干法脫硫相比，濕法脫硫具有其獨(dú)特的優(yōu)越性：更高的脫硫效率，更廣的適應(yīng)性。隨著輔助技術(shù)的發(fā)展，除塵除霧更加先進(jìn)，濕法脫硫技術(shù)導(dǎo)致的長(zhǎng)白煙羽也會(huì)逐漸被解決。目前，也有許多新興的脫硫技術(shù)在不斷的被研發(fā)出來，如電子束照射技術(shù)，活性炭吸附技術(shù)，微生物濕法煙氣脫硫技術(shù)等等。我們有理由相信，隨著科技時(shí)代的進(jìn)步，這些新興技術(shù)將不斷解決現(xiàn)有的問題，開發(fā)探索出更多更好的脫硫技術(shù)。

3 結(jié)語

燃煤電廠作為傳統(tǒng)發(fā)電供能手段，在今天的能源市場(chǎng)上仍占有很大比重，這也意味著燃煤煙氣依舊對(duì)大氣環(huán)境有著巨大威脅。脫硫，脫硝技術(shù)是減少大氣污染排放的基本手段。在注重環(huán)境保護(hù)的同時(shí)，我們與需要盡力解決較高投資于運(yùn)行成本高的問題，這樣才能將脫硫技術(shù)更廣泛的應(yīng)用于燃煤電廠。每種濕法脫硫在具有其獨(dú)特優(yōu)越性的同時(shí)，也或多或少存在一些弊端及問題，這就要求我們?cè)谶x擇脫硫方法的時(shí)候，注意實(shí)際情況，與實(shí)際條件相結(jié)合，選擇合適自己脫硫方法，做到揚(yáng)長(zhǎng)避短，真正將可持續(xù)發(fā)展落在實(shí)處。