火力發(fā)電廠中高效低成本脫硫技術(shù)的研究與實(shí)踐

［關(guān)鍵詞］火力發(fā)電廠；煙氣脫硫；高效低成本技術(shù)

［中圖分類號(hào)］TM75 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）11–0097–03

然后迅速蒸發(fā)掉滴中的水份，形成干粉狀的產(chǎn)品。這一過(guò)程不僅可以去除SO₂，同時(shí)煙氣溫度也會(huì)降低，對(duì)后續(xù)的除塵作業(yè)有一定的幫助。隨煙氣進(jìn)入后續(xù)的袋式除塵器或靜電除塵器，生成的亞硫酸鈣或硫酸鈣將這些固體微粒從煙氣中通過(guò)物理方式分離出來(lái)。半干法脫硫技術(shù)比傳統(tǒng)的濕法脫硫減少了水的消耗，使處理廢水的復(fù)雜度降低；脫硫效率和吸收劑利用率均比干法脫硫有所提高。

2.4各類脫硫技術(shù)的比較與適用范圍

各類脫硫技術(shù)的比較見表1。不同的脫硫技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)和局限性，選擇合適的脫硫方法需要綜合考慮項(xiàng)目的具體條件，如煙氣排放量、污染物種類、投資預(yù)算等因素。

3新型高效低成本脫硫技術(shù)的開發(fā)

3.1技術(shù)路線與創(chuàng)新點(diǎn)

開發(fā)新型高效低成本脫硫技術(shù)，旨在通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，在降低成本的同時(shí)，克服現(xiàn)有脫硫技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)脫硫效率更高。技術(shù)路線主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）優(yōu)化吸收劑、開發(fā)新型吸收劑、降低脫硫成本、提高吸收劑的活性和利用率。如通過(guò)表面改性技術(shù)提高吸收劑的比表面積，吸收劑的吸收量就會(huì)增加；配合多種吸收劑的優(yōu)點(diǎn)，制作復(fù)合吸收劑使脫硫效果得到加強(qiáng)。

（2）改進(jìn)工藝流程，優(yōu)化工藝流程，降低能耗，減少副產(chǎn)品的產(chǎn)生。如應(yīng)用逆流觸點(diǎn)技術(shù)，使反應(yīng)效率提高，吸收劑量下降；改進(jìn)烘干分離工藝，提高副產(chǎn)物循環(huán)利用率。

（3）創(chuàng)新反應(yīng)器設(shè)計(jì)，以提高反應(yīng)率、提高脫硫效率為目標(biāo)，設(shè)計(jì)高效反應(yīng)器。如增加氣固接觸面積、提高傳質(zhì)效率的流化床反應(yīng)器的使用；為保證充分脫硫，采用多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)器，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。

（4）副產(chǎn)物資源化利用，為減少?gòu)U棄物排放探索副產(chǎn)物資源化途徑。如建筑材料制造中使用脫硫副產(chǎn)品，在降低廢料處理成本的同時(shí)提高產(chǎn)品附加值。

（5）自動(dòng)化、智能化控制，通過(guò)引入先進(jìn)的自動(dòng)化、智能化控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，實(shí)現(xiàn)脫硫過(guò)程的精確控制。

3.2脫硫劑的選擇與優(yōu)化

為了提高脫硫效率并降低成本，通過(guò)材料科學(xué)的方法合成具有高吸附能力和選擇性的新型脫硫劑。如利用納米材料的高比表面積特性，開發(fā)納米級(jí)的脫硫劑，以提高脫硫效率。對(duì)傳統(tǒng)脫硫劑進(jìn)行表面改性，提高其活性和穩(wěn)定性。如通過(guò)負(fù)載催化劑或使用化學(xué)修飾的方法改變脫硫劑的表面性質(zhì)，以增強(qiáng)其對(duì)SO2的吸附能力。結(jié)合不同脫硫劑的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)復(fù)合脫硫劑。如將鈣基材料與鎂基材料復(fù)合使用，不僅可以提高脫硫效率，還可以減少副產(chǎn)品的生成。研究脫硫劑的再生技術(shù)，延長(zhǎng)使用壽命，降低運(yùn)行成本。如開發(fā)高溫?zé)峤庠偕夹g(shù)，使脫硫劑在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后能夠恢復(fù)其初始性能。

3.3反應(yīng)器設(shè)計(jì)與工藝流程

反應(yīng)器的設(shè)計(jì)需要考慮流體動(dòng)力學(xué)特性、傳質(zhì)效率和運(yùn)行條件等因素，以滿足脫硫技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景的不同。通過(guò)對(duì)流場(chǎng)的模擬分析，改善物料分布均勻性和接觸面積，從而提高脫硫效率，優(yōu)化反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如增加混合元件或采用特殊形狀的攪拌器。對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力、氣體流量等參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)控，在避免能源消耗增加的同時(shí)，確保脫硫劑達(dá)到節(jié)能、高效的目的，從而達(dá)到最佳的工作狀態(tài)。通過(guò)逐級(jí)提高脫硫劑濃度或調(diào)整反應(yīng)條件，逐步去除煙氣中的SO2，設(shè)計(jì)多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)脫硫反應(yīng)器，在保證脫硫效果的同時(shí)，也便于根據(jù)實(shí)際情況對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行靈活調(diào)整。對(duì)脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，如制備石膏作為建筑材料等，在工藝流程中加入副產(chǎn)物回收單元，資源化利用，既減少了廢棄物處理費(fèi)用，又提高了整體工藝的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)智能控制系統(tǒng)，以大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)算法為基礎(chǔ)，對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的各種指標(biāo)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以保證脫硫過(guò)程的穩(wěn)定高效。

3.4脫硫副產(chǎn)物的處理與利用

脫硫副產(chǎn)物的處理與利用需要將脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物如亞硫酸鈣或硫酸鈣轉(zhuǎn)化為建筑材料，如石膏板和水泥添加劑等，減少?gòu)U棄物排放，增加產(chǎn)品的附加值。探索副產(chǎn)物在其他工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，如作為肥料原料或用于土壤改良，拓寬副產(chǎn)物的利用途徑。開發(fā)高效的副產(chǎn)物回收技術(shù)，如通過(guò)熱解或化學(xué)處理方法將副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為可再利用的原料，降低處理成本。

4高效低成本脫硫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用

4.1工業(yè)試驗(yàn)與示范工程

某火力發(fā)電廠進(jìn)行了新型高效低成本脫硫技術(shù)在工業(yè)上的示范試驗(yàn)項(xiàng)目。工程通過(guò)改進(jìn)脫硫劑的配方來(lái)增強(qiáng)對(duì)SO₂的吸附能力，并優(yōu)化反應(yīng)器設(shè)計(jì)以改善脫硫劑與煙氣的接觸效率，提高使脫硫效果。同時(shí)，工程還引入智能化控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)脫硫過(guò)程的精確控制，保證脫硫劑的最佳工作狀態(tài)。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)脫硫劑性能反應(yīng)器狀態(tài)及脫硫效率等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行密切監(jiān)控，以評(píng)估這一技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用效果。

4.2運(yùn)行數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)分析

運(yùn)行數(shù)據(jù)與經(jīng)濟(jì)分析見表2。從表2可看出，通過(guò)優(yōu)化脫硫劑配方和反應(yīng)器設(shè)計(jì)，脫硫效率改善比例達(dá)到了11.8% ；脫硫劑消耗量減少了20.8% ；能耗節(jié)省了20% ；運(yùn)行成本降低了25%。

5結(jié)束語(yǔ)

高效低成本脫硫技術(shù)不僅可以令火力發(fā)電廠的SO₂排放得到控制，還對(duì)保護(hù)環(huán)境和人類健康起到很大的作用，而且具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是可行的脫硫技術(shù)方案。針對(duì)技術(shù)實(shí)施過(guò)程中可能遇到的挑戰(zhàn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化策略，成功地解決了脫硫劑選擇、優(yōu)化反應(yīng)器設(shè)計(jì)與工藝流程優(yōu)化、副產(chǎn)物資源化利用等諸多問(wèn)題。為適應(yīng)不同工況條件，未來(lái)，還將就該技術(shù)在不同領(lǐng)域的推廣應(yīng)用進(jìn)行進(jìn)一步的探索和嘗試，為我國(guó)的環(huán)境治理作出更大貢獻(xiàn)。