工業(yè)除塵中幾種常見的煙氣脫硫技術(shù)

摘　 要：火力發(fā)電廠是我國最主要的煙氣排放源,會(huì)產(chǎn)生大量的SO2 及NOx，給大氣環(huán)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(shù),并對一些新興脫硫技術(shù)進(jìn)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(chǎn)生的煙氣。長期以來，在中國能源的生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭一直占主導(dǎo)地位，這種格局在比較長的一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變。煤炭燃燒產(chǎn)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(fā)電廠又是最主要的煙氣排放源。隨著火電廠裝機(jī)容量的逐年增加及工業(yè)持續(xù)快速發(fā)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(shù)和設(shè)備的研究、開發(fā)、推廣和應(yīng)用成為當(dāng)前大氣污染控制工作的一個(gè)重點(diǎn)。本文介紹了目前常見的幾種煙氣脫硫技術(shù)。

　　1、幾種常見的煙氣脫硫技術(shù)

　　目前，工業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)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(diǎn)是脫硫效率低，設(shè)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(shè)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(kuò)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(yīng)用廣技術(shù)成熟的SO2 脫除技術(shù)，約占已安裝FGD 機(jī)組容量的70%。該工藝具有脫硫效率高、運(yùn)行可靠性高、吸收劑利用率高、能適應(yīng)大容量機(jī)組和高濃度SO2 煙氣條件、對煤種適應(yīng)性強(qiáng)、吸收劑廉價(jià)、鈣硫比低(一般小于1.05) 以及副產(chǎn)品具有綜合利用的商業(yè)價(jià)值等特點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是基建投資費(fèi)用高、占地面積大、耗水量大及脫硫副產(chǎn)品為濕態(tài)，因此難以處理，而且脫硫產(chǎn)生的廢水需要經(jīng)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(xué)藥劑的工藝，也不產(chǎn)生固體廢棄物，脫硫效率大于92%，運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)可用率高達(dá)100%；用海水冷卻水脫硫，經(jīng)濟(jì)性好，運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用較低；壓力損失小，一般在0.98kPa～2.16kPa；結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(huán)冷卻水的火電廠；用于脫硫的海水堿度、pH 和鹽度等水質(zhì)指標(biāo)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(shè)計(jì)，妥善解決吸收塔內(nèi)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(shù)，其僅次于濕法。該法是將吸收劑漿液Ca (OH) 2 在反應(yīng)塔內(nèi)噴霧,霧滴在吸收煙氣中SO2 的同時(shí)被熱煙氣蒸發(fā)，生成固體并由電除塵器捕集。SDA 法較適于中、低硫煤地區(qū)，當(dāng)鈣硫比為1.3～1.6 時(shí)，脫硫效率可達(dá)80%～90%。其主要缺點(diǎn)是利用消石灰乳作為吸收劑，系統(tǒng)易結(jié)垢和堵塞，而且需要專門設(shè)備進(jìn)行吸收劑的制備，因而投資費(fèi)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(yīng)用較多，國內(nèi)有四川白馬電廠的工業(yè)性中試和青島黃島電廠的脫硫示范工程。

　　1. 4煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝

　　煙氣循環(huán)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(yù)熱器的煙氣通過循環(huán)流化床反應(yīng)器的底部,向上與塔內(nèi)的石灰反應(yīng),大量的反應(yīng)產(chǎn)物與飛灰由煙氣攜帶進(jìn)入反應(yīng)塔后部的預(yù)除塵器和ESP ,大部分固體物料返回流化床,最終的產(chǎn)物為干態(tài)的粉末狀鈣基混合物。與傳統(tǒng)的石灰石/ 石膏法脫硫裝置相比,CFB2FGD 具有系統(tǒng)簡單,工程投資、維修和運(yùn)行費(fèi)用低,占地面積小等特點(diǎn),適于現(xiàn)有電廠及工業(yè)鍋爐的改造。經(jīng)濟(jì)分析表明:1) CFB2FGD 工藝的單位容量投資加運(yùn)行費(fèi)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(huán)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(shí),吸收劑在流化床內(nèi)多次循環(huán),氣固間劇烈紊流混合可以使未反應(yīng)的消石灰不斷暴露出來,而且吸收劑與煙氣的接觸時(shí)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(yīng)溫度條件下,排煙溫度可在煙氣露點(diǎn)溫度以上,不需常規(guī)脫硫工藝的煙溫調(diào)整。