工業除塵中幾種常見的煙氣脫硫技術

工業除塵中幾種常見的煙氣脫硫技術

摘　 要：火力發電廠是我國最主要的煙氣排放源,會產生大量的SO2 及NOx，給大氣環境造成了很大的危害。介紹了目前幾種常見的煙氣脫硫技術,并對一些新興脫硫技術進行了展望。

　　人為排放到大氣中的SO2 和NOx 主要來源于化石燃料燃燒產生的煙氣。長期以來，在中國能源的生產與消費結構中，煤炭一直占主導地位，這種格局在比較長的一段時間內不會改變。煤炭燃燒產生大量的含SO2 及NOx 的煙氣。我國目前燃煤SO2 排放量占SO2 排放總量的90%以上，而火力發電廠又是最主要的煙氣排放源。隨著火電廠裝機容量的逐年增加及工業持續快速發展，SO2 污染未能得到有效控制，NOx的控制也剛剛起步，因此，加快脫硫脫硝技術和設備的研究、開發、推廣和應用成為當前大氣污染控制工作的一個重點。本文介紹了目前常見的幾種煙氣脫硫技術。

　　1、幾種常見的煙氣脫硫技術

　　目前，工業應用的煙氣脫硫技術可分為干法(含半干法) 脫硫和濕法脫硫。干法脫硫是使用固體吸收劑、吸附劑或催化劑除去廢氣中的SO2 ，常用的方法有活性炭吸附法、分子篩吸附法、氧化法和金屬氧化物吸收法等。干法脫硫的是治理中無廢水、廢酸的排出,減少了二次污染;缺點是脫硫效率低，設備龐大。濕法脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣以除去SO2 ，常用的方法有石灰石/ 石膏法、鈉堿吸收法、氨吸收法、鋁法、催化氧化和催化還原法等。

　　濕法脫硫所用設備比較簡單，操作容易，脫硫效率高。但脫硫后煙氣溫度較低，不利于煙氣的擴散。

　　1.1石灰石/ 石膏濕法脫硫

　　石灰石/ 石膏濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上應用廣技術成熟的SO2 脫除技術，約占已安裝FGD 機組容量的70%。該工藝具有脫硫效率高、運行可靠性高、吸收劑利用率高、能適應大容量機組和高濃度SO2 煙氣條件、對煤種適應性強、吸收劑廉價、鈣硫比低(一般小于1.05) 以及副產品具有綜合利用的商業價值等特點，其主要缺點是基建投資費用高、占地面積大、耗水量大及脫硫副產品為濕態，因此難以處理，而且脫硫產生的廢水需要經過處理才能排放。

　　1. 2海煙氣氣脫硫

　　海煙氣氣脫硫是目前惟一一種不需要添加任何化學藥劑的工藝，也不產生固體廢棄物，脫硫效率大于92%，運行穩定，系統可用率高達100%；用海水冷卻水脫硫，經濟性好，運行及維護費用較低；壓力損失小，一般在0.98kPa～2.16kPa；結構簡單，操作簡便，易于實現自動化。

　　海氣脫硫工藝受地域限制，僅適用于有豐富海水資源的工程，特別適用于海水作循環冷卻水的火電廠；用于脫硫的海水堿度、pH 和鹽度等水質指標要求比較高；只適用于燃用中低硫煤的電廠，對燃用高硫煤的電廠其脫硫除塵器成本顯著增加；需要采取專門的防腐設計，妥善解決吸收塔內部、吸收塔排水管溝及其后部煙道、煙囪、曝氣池和曝氣裝置的防腐問題。

　　1. 3噴霧干燥工藝

　　噴霧干燥工藝(SDA) 是一種半干法煙氣脫硫技術，其僅次于濕法。該法是將吸收劑漿液Ca (OH) 2 在反應塔內噴霧,霧滴在吸收煙氣中SO2 的同時被熱煙氣蒸發，生成固體并由電除塵器捕集。SDA 法較適于中、低硫煤地區，當鈣硫比為1.3～1.6 時，脫硫效率可達80%～90%。其主要缺點是利用消石灰乳作為吸收劑，系統易結垢和堵塞，而且需要專門設備進行吸收劑的制備，因而投資費用偏大；脫硫效率和吸收劑利用率也不如石灰石/ 石膏法高。該工藝在歐洲應用較多，國內有四川白馬電廠的工業性中試和青島黃島電廠的脫硫示范工程。

　　1. 4煙氣循環流化床脫硫工藝

　　煙氣循環流化床脫硫工藝(CFB2FGD) 常采用消石灰作為吸收劑，其脫硫原理與噴霧干燥法類似。來自空氣預熱器的煙氣通過循環流化床反應器的底部,向上與塔內的石灰反應,大量的反應產物與飛灰由煙氣攜帶進入反應塔后部的預除塵器和ESP ,大部分固體物料返回流化床,最終的產物為干態的粉末狀鈣基混合物。與傳統的石灰石/ 石膏法脫硫裝置相比,CFB2FGD 具有系統簡單,工程投資、維修和運行費用低,占地面積小等特點,適于現有電廠及工業鍋爐的改造。經濟分析表明:1) CFB2FGD 工藝的單位容量投資加運行費用僅為石灰石/ 石膏法的60% ,初投資為噴霧干燥法的80%。2) 吸收劑采用Ca (OH) 2 和循環粉煤灰,粉煤灰可以作為Ca (OH) 2 的載體,增大吸收劑與煙氣的接觸面積,提高吸收劑的利用率,減少石灰用量。同時,吸收劑在流化床內多次循環,氣固間劇烈紊流混合可以使未反應的消石灰不斷暴露出來,而且吸收劑與煙氣的接觸時間長,因此脫硫效率和吸收劑的利用率較高。3) 可以通過噴水將床溫控制在最佳反應溫度條件下,排煙溫度可在煙氣露點溫度以上,不需常規脫硫工藝的煙溫調整。