新时期 火力发电厂脱硫技术应用研究

新时期 火力发电厂脱硫技术应用研究

王宏 1 刘剑 2

1 中国华能国际电力股份有限公司淮阴电厂 江苏 淮安 223000

2连云港市科技服务中心 江苏 连云港 222002

[摘要]针对国内外脱硫技术研究现状，分析了石灰石一石膏湿法脱硫工艺、炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫(LIFAC)、循环流化床干法和旋转喷雾半干法烟气脱硫。通过脱硫技术的不断发展，必能达到新标准二氧化硫的排放要求。

[关键词]火电厂；脱硫技术；二氧化硫

1 国内外脱硫技术研究现状

目前燃煤脱硫主要有三种方式:一是锅炉燃烧前脱硫;二是燃烧过程中炉内脱硫;三是燃烧后脱硫，即烟气脱硫技术。由于燃烧前和炉内脱硫的效率较低，难以达到较高的环保要求，因此目前火电厂，特别是大型火电机组烟气脱硫，主要采用炉后烟气脱硫(FGD)工艺。就目前的技术水平和现实能力而言，烟气脱硫技术也是世界上应用最广泛、最经济、最有效的一种控制SO₂排放的技术。电厂烟气脱硫技术大致可分为干法、半干法和湿法三种类型。

，，1.1 干法脱硫

干法烟气脱硫技术是脱硫吸收和产物处理均在无液相介入的完全干燥的状态下进行，具有流程短、无污水废酸排出、净化后烟气温度高，利于烟囱排气扩散、设备腐蚀小等优点，反应产物亦为干粉状。此种方法的脱硫效率为40%-70%，脱硫剂利用率较低，但投资少、设备占地面积小。

，，1.2半干法脱硫

半干法烟气脱硫技术是结合了湿法和干法脱硫的部分特点，吸收剂在湿的状态下脱硫，在干燥状态下处理脱硫产物;也有在干燥状态下脱硫，在湿状态下处理脱硫产物的。半干法的工艺特点是反应在气、固、液三相中进行，利用烟气显热蒸发吸收液中的水分，使最终产物为干粉状。这种方法的脱硫效率为70%-85%，较脱硫效率比湿法低，但投资及运行费用也较低，具有较好的经济性。

，，1.3 湿法脱硫

，，湿法烟气脱硫技术是液体或浆状吸收剂在湿的状态下脱硫和处理脱硫产物，具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。湿式烟气脱硫工艺脱硫产物为膏状物，可脱除烟气中95%以上的SO₂。

，，2 脱硫工艺简介

2.1石灰石一石膏湿法脱硫工艺

目前，世界上应用最广泛、技术最为成熟的脱除技术是石灰石—石膏湿法脱硫工艺，它能占到FGD容量的70%左右。这种技术以石灰石为脱硫吸收剂，向吸收塔内喷入吸收剂浆液，让这些物质和烟气充分接触、混合，随之对烟气进行净化、洗涤，使烟气中的SO₂与浆液中的碳酸钙以及氧化空气发生化学反应，最后生成石膏，从而达到减少SO₂排放的目的，是控制酸雨和SO₂最有效的方法。

(1)脱硫效率高，技术成熟近年来，石灰石—石膏湿法脱硫技术发展迅速，脱硫效率能够达到95%以上，经过处理后SO₂浓度和烟气含尘量都会大幅减少。从目前运行实际情况看，很多大型电厂普遍采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺，效果较好，有利于本地区烟气污染物总量控制，改善周边环境。此项技术成熟，运行经验多，运行稳定，易于调整，能够取得很好的经济效益。

(2)投资高，占地面积大石灰石—石膏湿法脱硫工艺需要配置石灰石粉碎、磨制系统，石膏脱水系统、废水处理系统等，因此占地面积比较大，况且设备多，一次性建设投资就会比较大。

(3)吸收剂资源丰富，价格便宜我国有丰富的石灰石资源，并且品质也较好，价格便宜，碳酸钙含量在90%以上，有的可达95%以上，钙利用率较高。

(4)副产物的综合利用石灰石—石膏湿法脱硫工艺的脱硫副产物为二水石膏。石膏是用于生产建材产品和水泥缓凝剂，目前我国房地产市场非常大，石膏的利用率也很高，且消耗大，因此脱硫副产品基本可以达到综合利用。这样不仅可以增加电厂的经济效益，还会降低企业的运行成本，减少二次污染。

2.2炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫(LIFAC)

LIFAC技术是在炉内喷钙脱硫技术的基础上在锅炉尾部增设了增湿活化塔，以提高脱硫效率。石灰石粉作为吸收剂，由气力喷入炉膛950-1150℃的温度区，使石灰石受热分解为CaO和CO₂，CaO再与烟气中的SO₂反应生成CaSO₃。此方法的脱硫效率较低，约为25%-35%。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的CaO接触生成Ca(OH)₂随后与烟气中的SO₂反应，可以将系统脱硫效率提高到75%。增湿水由于烟气加热而迅速蒸发，未反应的吸收剂、反应产物被干燥，一部分从增湿活化器底部分离出来，其余的随烟气排出，被除尘器收集下来。为了提高吸收剂的利用率，部分飞灰返回增湿活化反应器入口实现再循环。该技术具有以下特点:系统简单、占地面积少，投资及运行费用低，特别是可以分步实施，适应环保标准逐渐提高的要求，特别适用于中小机组改造，但可能会引起原锅炉结焦及受热面磨损;主要适用于燃煤含硫量低于2.0%的中、低硫煤种;脱硫效率在60%-85%之间，钙的利用率低，一般Ca/S为2.0-3.0;脱硫副产品呈干粉状，无废水排放，副产品的利用有一定困难，锅炉效率下降约0.3%。

2.3循环流化床干法

烟气循环流化床脱硫技术(CFB)是20世纪80年代后期发展起来的一种新的烟气脱硫技术，该技术是利用循环流化床强烈的传热和传质特性，在吸收塔内加入消石灰等脱硫剂，用高速烟气使脱硫剂流态化从而与烟气强烈混合接触，烟气中的酸性污染物与脱硫剂中和、固化，从而达到净化烟气的目的。增湿(或制浆)后的吸收剂注入到吸收塔入口，使之均匀地分布在热态烟气中。此时，吸收剂得到干燥，烟气得到冷却、增湿，烟气中的SO₂在吸收塔中被吸收，最终生成CaSO₃和CaSO₄。除尘器后的洁净烟气经引风机(或增压风机)升压后通过烟囱排放，被除尘器捕集下来的含硫产物和未反应的吸收剂，部分注入吸收塔进行再循环，以达到提高吸收剂利用率的目的。

2.4旋转喷雾半干法烟气脱硫

喷雾干燥法脱硫工艺脱硫吸收剂是石灰，石灰经消化后加水形成消石灰乳，通过泵将其打入吸收塔内的雾化装置。在吸收塔内，被雾化后的吸收剂与烟气混合接触，并和烟气中的SO₂发生化学反应，生成CaSO₃和CaSO₄，从而脱去烟气中的SO₂。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形态随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。为提高脱硫吸收剂的利用率，将部分脱硫灰渣返回制浆系统进行循环利用，其余的可综合利用。

该技术具有以下特点:技术成熟，流程简单，系统可靠性高;单塔处理能力大小(约200MW);中等脱硫效率70%-85%，钙的利用率较低，一般Ca/S=1.2-2.0，对生石灰品质要求不高;脱硫副产品呈干粉状，无废水排放，不过副产品利用有一定困难。此技术适应于中小规模机组，燃煤含硫量一般不超过1.5%，脱硫效率均低于90%。运行初期出现过吸收塔塔壁积灰、喷嘴结垢堵塞、R/A圆盘磨损等问题，但经过改进后基本运行正常。

3结语

脱硫技术目前相对比较成熟，应用较广泛，对于降低我国火电厂的环境污染有着十分重要的意义。通过脱硫技术的不断发展，必能达到新标准二氧化硫的排放要求。

参考文献

[1]张怀明.脱氮技术在火电厂中应用探讨[J].信息技术时代

2018（7）

作者简介：王宏（1994—），男，江苏省灌南县人，本科，助理工程师，从事工作：设备检修。

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