薛虎冬

摘要：烟气脱硫技术具有成本低、处理量大、效率高等优点，被广泛的应用在燃煤电厂中，燃煤电厂通过应用烟气脱硫技术来控制二氧化硫的排放量。烟气脱硫技术有很多种，不同的烟气脱硫技术有不同的特点，燃煤电厂应结合企业的实际生产运营情况，选择合适的烟气脱硫技术，最大程度地控制二氧化硫排放量，提高燃煤电厂的经济效益、环境效益和社会效益。

关键词：燃煤电厂;烟气脱硫;工艺

引言：

近年来，我国二氧化硫污染相当严重，已成为世界上二氧化硫污染最严重的国家之一。由于经济技术方面的原因，我国二氧化硫的排放一直处于失控状态，排放量呈逐年上升趋势，酸雨面积逐年扩大，对生态系统、建筑材料、农业和人体健康等方面构成了严重威胁。2019年全国二氧化硫排放总量达2500万t，居世界第一！其中，火电厂二氧化硫排放量占全国总排放量的一半以上。我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70%左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。因此抓住电力工业二氧化硫排放这一主要问题并加大治理力度，在很大程度上可缓解我国二氧化硫排放失控的状态。

一、燃煤电厂烟气脱硫工作原理

据环保部门的资料显示，2014年我国燃煤电厂的二氧化硫排放量超过1500万吨，煤炭消耗量约9.3亿吨。当前，燃煤电厂排放二氧化硫主要分为三个阶段：燃烧前、燃烧中和燃烧后，而燃烧后阶段的脱硫是燃煤电厂控制二氧化硫排放量最有效的方式，这种脱硫技术在国外很多发达国家应用也比较广泛。燃煤电厂烟气脱硫方法主要有湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫、干法烟气脱硫。燃煤电厂烟气脱硫工作原理主要是利用碱性物质和酸性物质发生中和反应，二氧化硫是酸性物质，和碱性物质发生化学反应后生成硫酸盐或者亚硫酸盐，以此从烟气中脱除二氧化硫。燃煤电厂烟气脱硫技术主要采用的碱性物质有海水、氨气、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钙等。在碱性物质湿润表面上和二氧化硫发生化学反应称为半干法或者干法烟气脱硫技术，在碱性溶液中碱性物质和二氧化硫发生化学反应称为湿法烟气脱硫技术。

二、燃煤电厂烟气脱硫技术

（一）湿法烟气脱硫技术

第一种，石膏法/石灰石烟气脱硫技术的脱硫剂主要采用石灰石浆液，在吸收塔装置中洗涤喷淋烟气，二氧化硫和石灰石发生化学反应生成亚硫酸钙，并且将空气鼓入吸收塔浆液中，使亚硫酸钙发生氧化转化为硫酸钙，这种烟气脱硫技术生成石膏，同时，石灰石性价比较高，容易保存和运输，在湿法烟气脱硫技术中应用广泛。当前，燃煤电厂在条件允许情况下会优先选择这种烟气脱硫技术。石膏法/石灰石烟气脱硫技术在应用中具有以下优点：石灰石材料来源广，价格便宜;脱硫效率高;脱硫设备运行效率高。燃煤电厂应用石膏法/石灰石脱硫工艺，需要设置脱硫剂浆液生产系统、吸收塔脱硫系统、石膏脱水系统、废水处理系统等，因此采用这种烟气脱硫技术也存在一些缺点，如脱硫废水处理困难、脱硫设备存在严重的腐蚀和磨损、整个烟气脱硫的一次性投资费用较高。第二种，海水洗涤法。海水洗涤脱硫是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去，净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中的亚硫酸根离子被氧化成为稳定的硫酸根离子，并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好、用海水作为冷却水、燃用低硫煤的电厂，装置处理容量仅占湿法的2.2%。海水洗涤法法具有技术成熟、工艺简单、系统运行可靠、脱硫效率高和投资运行费用低等特点，特别适用于沿海地区的燃中、低硫煤的电厂。在加入熟石灰进行强化脱硫后，海水洗涤法的脱硫率可达到98%以上。除了地域局限性大外，此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论，因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。

（二）半干法/干法烟气脱硫技术

第一种，旋转喷雾干燥法。旋转喷雾干燥法主要是基于喷雾干燥原理，在吸收塔中喷入雾化的吸收剂浆液，使二氧化硫和吸收剂在吸收塔中快速发生化学反应，燃煤电厂烟气的热量促使吸收剂水分快速蒸发干燥，最后脱硫反应产生干态的废渣。燃煤电厂应用旋转喷雾干燥法进行烟气脱硫需要经过四个步骤：第一，制备吸收剂;第二，雾化吸收剂浆液;第三，使烟气和雾粒充分混合，吸收二氧化硫;第四，排出脱硫废渣。旋转喷雾干燥法烟气脱硫主要采用生石灰作为吸收剂，经过熟化后生成熟石灰，转速高达18000～20000r/min的旋转雾化器将熟石灰浆液均匀的喷射为雾滴，形成较大的表面积，烟气和雾滴接触后发生剧烈的化学反应和热交换反应，快速蒸发大部分水分，产生固体灰渣。这种烟气脱硫技术运行费用和投资低、系统设置比较简单，不会出现堵塞或者结垢，通过合理控制烟气温度不会对脱硫设备产生较大腐蚀。第二种，炉内喷钙尾部增湿活化法。炉内喷钙尾部增湿活化法主要是在燃煤电厂的除尘器间和空气预热器上安装一个活化反应器，通过喷水增湿，加快脱硫反应，这种烟气脱硫效率较高，在脱硫生产运行费用和投资方面具有较大优势。同时，活化器安装不会影响燃煤电厂机组的正常运行，也比较适用于老电厂和中小容量机组的改造。

（三）新兴脱硫法

微生物脱硫法，常用的烟气脱硫技术通常需要额外的物质和能量投入，而且往往产生大量的废弃物，因此，生物过滤和微生物烟气脱硫作为最环保、最有前途脱硫技术之一逐渐受到重视。在微生物脱硫过程中，氧化态的污染物如二氧化硫、硫酸盐、亚硫酸盐及硫代硫酸盐经过微生物的还原作用生成单质硫而被去除。

三、烟气脱硫工艺选择

电力行业在选择烟气脱硫工艺时要能够遵循安全可靠、有效经济、资源节约、综合利用率高等原则来因地制宜选择性价比最高的工艺。燃煤电厂在对脱硫工艺进行选择时需要能够从经济、环保以及技术等不同的指标来入手，尽可能选择技术成熟、运行可靠、先进、脱硫效率高、操作简单、占地面积小、投资小、工艺过程简单、无二次污染、自动化水平高的工艺。针对燃煤发电机组而言，要能够达到相应的排放标准，并且考虑以下问题。首先，针对容量超过200MW、含硫量超过1%煤种的机组，在占地面积不受到限制的前提下，所建设的烟气脱硫设施要能够考虑石灰石—石膏湿法脱硫方法;其次，在燃用含硫量低于1.5%的煤种海滨电厂，当海水碱度达到工艺要求、海域环境影响评价顺利通过相关部门的审核之后，在通过全面经济技术比较之后，这时候就可能考虑到海水法脱硫方法;最后，针对100到200MW机组经过脱硫改造之后，烟气循环流化床技术为首选，包括NID、LIFAC、SDA等成熟技术。

结束语

隨着环境保护逐渐成为大众关注的焦点，限制二氧化硫排放量法律法规也越来越严格，作为二氧化硫排放大户的燃煤电厂整治势在必行。脱硫工程是火电厂建设中一次性投资和持续性运行投入最高的项目，科学的选择合适的脱硫技术显得尤为重要

参考文献：

[1]冯娟.燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化应用探讨[J].华东科技：综合，2020（2）：1.

[2]母章霞.大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫技术分析[J].科学技术创新，2020（17）：176-177.

[3]易娟，何磊.电厂烟气脱硫工艺分析与选择[J].广州化工，2020，48（11）：3.