摘要：結(jié)合我國(guó)火電廠脫硫技術(shù)現(xiàn)狀，簡(jiǎn)要介紹了幾種火電廠燃煤煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及其各自的特點(diǎn)，并對(duì)脫硫技術(shù)的工藝選擇進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

1引言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染問(wèn)題日益突顯，嚴(yán)重危害人們的身心健康,影響社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，逐漸成為威脅生存和發(fā)展的重大社會(huì)問(wèn)題。目前，我國(guó)的空氣污染較為嚴(yán)重，主要污染物為二氧化硫和煙塵，二氧化硫排放量約為百分之六十到七十，其中大部分來(lái)自于火電廠燃煤過(guò)程。因此，發(fā)展低成本、高效率的脫硫技術(shù)成為發(fā)電企業(yè)的重中之重。近年來(lái)，我國(guó)緊抓煙氣脫硫工作并取得了重大進(jìn)展，先后從國(guó)外引進(jìn)了各種類型的煙氣脫硫技術(shù)，并已投入運(yùn)行。

2我國(guó)現(xiàn)有的脫硫技術(shù)

2.1石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù)

基本原理為煙氣首先進(jìn)入電除塵器除去粉塵，再進(jìn)入換熱器冷卻，最后進(jìn)入吸收塔，在向上流動(dòng)的過(guò)程中SO2與吸收劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaSO3。潔凈煙氣在換熱器中加熱以后排放，CaSO3與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成石膏。

此技術(shù)具有處理煙氣量大、脫硫效率高、脫硫所需原料分布廣泛、價(jià)格便宜、煤種適應(yīng)性好且脫硫裝置的運(yùn)行不影響鍋爐性能的優(yōu)點(diǎn)，除此以外脫硫產(chǎn)物(石膏)還能夠作為水泥生產(chǎn)的原料，具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，也存在易堵塞、結(jié)垢、硫酸鈣腐蝕和機(jī)械故障等問(wèn)題，而且能源消耗較大，需要處理廢水，投資運(yùn)行費(fèi)用較高。

2.2.噴霧干燥法脫硫技術(shù)

噴霧干燥法的基本原理是用石灰漿作脫硫劑，將石灰漿水溶液用霧化器噴入吸收塔內(nèi)，石灰漿以極細(xì)的霧滴與煙氣中的SO2接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，利用煙氣中的熱量使霧滴的水分汽化，干燥后的粉末被脫硫后的煙氣帶走。

噴霧干燥法不僅能夠脫除SO2，而且對(duì)SO2和Cl-的脫除率也較高，一般可達(dá)到95%。該方法沒(méi)有廢水產(chǎn)生，無(wú)需廢水處理設(shè)施。干燥塔內(nèi)運(yùn)行溫度比飽和溫度高，凈化后的煙氣無(wú)需再熱設(shè)備，其能耗僅為濕法脫硫工藝的一半，在中、小型電廠中應(yīng)用較多。

噴霧干燥法通常會(huì)引入石灰，一定程度上影響了脫硫產(chǎn)物的綜合利用，運(yùn)行成本較高。同時(shí)，此方法還存在霧化噴嘴易堵塞磨損、固態(tài)物易沉積、、漿池、料箱和管道易結(jié)垢、除塵設(shè)備易引起局部腐蝕的缺陷，導(dǎo)致脫硫劑的利用率較低，通常只有45%一55%。

2.3.海水煙氣脫硫技術(shù)

天然海水含有大量的堿性可溶性鹽，自然堿度通常為1.2～2.5mol/L，具有天然的酸堿緩沖能力和吸收SO2的能力。

基本原理為冷卻后的煙氣進(jìn)入吸收塔，與海水在塔板上逆向接觸去除SO2。清潔煙氣經(jīng)除霧后排放，吸收了SO2的海水進(jìn)入曝氣池進(jìn)行曝氣處理，待水質(zhì)充分恢復(fù)后返回大海。

海水脫硫工藝比較適合于燃燒中低硫煤的沿海電廠，其工藝比較簡(jiǎn)單，投資及運(yùn)行費(fèi)用較低，不存在廢棄物處理問(wèn)題，且脫硫效率較高。

2.4.脈沖電暈放電等離子體煙氣脫硫脫硝技術(shù)

基本原理為將脈沖電源產(chǎn)生的高電壓脈沖加在反應(yīng)器電極上，使其產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，部分煙氣分子在強(qiáng)電場(chǎng)作用下發(fā)生電離作用產(chǎn)生電子，電子在強(qiáng)電場(chǎng)的加速下獲得能量成為高能電子，高能電子可以激活、裂解、電離其他煙氣分子，進(jìn)而產(chǎn)生OH-、O2、H20等多種活性粒子和自由基。在反應(yīng)器里，煙氣中的SO2、NOX被氧化為高階氧化物SO3，與煙氣中的H20發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成H2SO4，在有NH3或其他中和物注入情況下，生成(NH4)2SO4的氣溶膠。

該工藝具有裝置簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、有害污染物清除徹底、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以脫硫脫硝，同時(shí)還能夠除塵，副產(chǎn)物本身就是很好的化肥。該技術(shù)未能廣泛應(yīng)用最大的問(wèn)題在于能耗較高。

2.5.濕法煙氣脫硫除塵一體化凈化技術(shù)

濕法除塵的基本原理是創(chuàng)造煙氣與水接觸的機(jī)會(huì)，在水中加入脫硫劑，那么除塵同時(shí)又能脫硫。濕式除塵機(jī)理可歸納為以下幾點(diǎn):利用慣性、布朗運(yùn)動(dòng)、表面張力和重力作用使塵粒被液滴、液膜截留、粘附;塵粒增濕相互凝聚，蒸汽以塵為凝結(jié)核凝結(jié)，,增強(qiáng)塵料的凝聚性,強(qiáng)化上述除塵作用;熱泳力、靜電力使塵粒在液面上聚集而除去。

煙氣與水或洗滌液接觸的方式主要有以下幾種：利用霧化器把含有脫硫劑的洗滌液霧化成細(xì)小液滴,噴灑到煙氣中，如噴霧室煙氣洗滌器，讓煙氣通過(guò)吸收液層，煙氣以氣泡形式與吸收液接觸，即煙氣洗滌，利用此原理的裝置目前開發(fā)應(yīng)用的較多，如流化床煙氣凈化器、湍球塔煙氣凈化器、水浴式煙氣凈化器等。利用慣性作用使煙氣與水膜接觸，如旋風(fēng)水膜除塵器、文丘里水膜除塵器等。利用靜電力使煙氣中的塵粒與液膜接觸，如靜電水膜除塵器。

2.6.電子束氨法煙氣脫硫脫硝工業(yè)化技術(shù)脫硫

電子束氨法煙氣脫硫脫硝是一種利用高能電子束輻照煙氣，將煙氣中的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化成硫酸銨和硝酸銨的煙氣脫硫脫硝技術(shù)?；驹硎墙?jīng)過(guò)凈化的煙氣首先進(jìn)入冷卻塔調(diào)節(jié)溫度和濕度，然后進(jìn)入反應(yīng)器,遇到電子束輻照產(chǎn)生多種活性基團(tuán)，煙氣中的SO2和NOX被這些活性基團(tuán)氧化，形成相應(yīng)的酸，酸再與氨反應(yīng)，生成硫酸氨和硝酸氨微粒。

該工藝流程簡(jiǎn)單，投資不到濕法脫硫工藝的70%，能夠高效率脫除煙氣中的SO2，裝置運(yùn)行操作簡(jiǎn)便、負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng);該技術(shù)有充分挖掘電子束輻照煙氣脫硫脫硝技術(shù)的潛力，具有投資及運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便、可靠性高、副產(chǎn)物是有用的氨料、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用空間。

3脫硫工藝的選擇原則

控制火電廠SO2排放方法眾多，各種脫硫工藝工程投資及其脫硫效率各不相同，一般可根據(jù)以下幾個(gè)方面綜合考慮選擇何種工藝:

(1)SO2排放濃度和排放量須滿足國(guó)家和當(dāng)?shù)卣沫h(huán)保要求;

(2)脫硫工藝要適用于工程已確定的煤種條件，并考慮燃煤硫分等在一定范圍內(nèi)變動(dòng)的可能性;

(3)脫硫工藝要技術(shù)成熟、設(shè)備運(yùn)行可靠,并有較多成功的運(yùn)行業(yè)績(jī);

(4)脫硫裝置應(yīng)布置合理，特別是老機(jī)組增設(shè)脫硫裝置其占地面積應(yīng)盡可能小;

(5)吸收劑要有穩(wěn)定可靠的來(lái)源且價(jià)格合理;

(6)脫硫劑、水和能源等消耗少，盡量減少運(yùn)行費(fèi)用;

(7)脫硫副產(chǎn)物、脫硫工藝產(chǎn)生的廢水應(yīng)能合理地利用或處置。