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2023年我国电厂烟气脱硫综述(CHENZUHAN) 我国电厂烟气脱硫现状综述 202310202334陈祖涵 摘要控制火电厂排放烟气含硫量，在环保上做出了巨大努力。我国不断在改进技术，但是与世界先进技术还是有一定的距离。在运用我国独有的特色技术进军国际市场的时候，我国烟气脱硫技术机遇与挑战并存。 关键字烟气脱硫 脱硫制铵 湿法脱硫 脱硫制石膏 1高浓度 SO2 烟气脱硫技术大规模工业化应用 由于冶金行业往往是高能耗，高污染行业，所以国家对冶金行业的烟气脱硫处理很早就进行的研究与运用。SO2 含量高于 3 %的烟气 ,通常称为高浓度二氧化硫烟气。此类烟气可采用钒催化剂接触催化制硫酸等方法脱硫回收利用硫资源。50 年代我国有色金属冶炼等生产过程这类烟气的脱硫制酸研究即有初步成果。1953 年 ,葫芦岛锌厂首次在国内建成冶炼烟气脱硫制酸装置。此后 ,沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂 ,铜陵有色金属公司、贵溪冶炼厂等企业实现了冶炼烟气脱硫制酸的工业化。目前 ,我国有色金属冶炼行业的高浓度二氧化硫烟气基本上都己采用催化转化法脱硫制酸 ,不仅有效地控制了二氧化硫污染 ,而且使冶炼烟气二氧化硫成为重要的硫资源 ,补充了我国缺乏的硫资源 ,企业也取得较大经济效益。每年冶炼烟气脱硫制得的硫酸占全国硫酸年产量 10 %0.5 %) ,采用传统的接触法脱硫制酸等方法 ,技术经济上难度大。 目前我国这类烟气的脱硫技术工业化应用程度还很低 ,已应用的主要是引进的国外烟气脱硫装置和中小锅炉简易除尘脱硫装置： 国外烟气脱硫装置的引进。 70年代后期 ,我国开始从国外引进烟气脱硫装置:1978 年南化公司从日本引进的 2 ×160t 锅炉烟气的“氨- 硫铵法”烟气脱硫装置 ;1981年,南京钢铁厂从日本引进的处理烧结烟气 5 ×104Nm3/ h 的“碱式硫酸铝法”烟气脱硫装置;1993年 ,重庆珞璜电厂从日本引进的处理 2 ×360MW 机组锅炉烟气的“湿式石灰石 石膏法”烟气脱硫装置;1994 年 ,山东黄岛电厂从日本引进的处理100MW 电厂锅炉烟气的“旋转喷雾干燥法”脱硫装置;1996 年山西太原第一发电厂从日本引进的简易石灰石 石膏法脱硫装置 ;1997 年 ,成都热电厂从日本引进的处理 100MW 电厂锅炉烟气的“电子束辐照法”装置 ;另外 ,北京第一热电厂(2 ×410t/ h)、重庆(2 ×200MW)、浙江半山电厂(2 ×125MW)、南京下关电厂(2 ×125MW)、重庆珞璜电厂二期(2 ×360MW)、深圳西部电厂(300MW)等烟气脱硫装置均是引进成套技术。这些烟气脱硫装置的引进为我国烟气脱硫吸收国外先进成熟的技术奠定了基础。 中小型锅炉简易烟气脱硫技术的应用。 我国中小锅炉占全国燃煤锅炉的 70 % ,为此我国在探索中小型燃煤锅炉二氧化硫污染控制的多种途径,如低硫燃料、型煤固硫等技术的同时,针对中小锅炉特点 ,开发了一批简易烟气脱硫技术。目前这类技术申请的专利已达几十种,应用数百套。简易烟气脱硫除尘技术 一般是在各类除尘设备的基础上,采用石灰、冲渣水等碱性浆液为固硫剂,应用水膜除尘、文丘里除尘、旋风除尘的机理和旋流塔、筛板塔、鼓泡塔、喷雾塔吸收等机理相结合同时除尘脱硫。已形成冲激旋风除尘脱硫技术、湿式旋风除尘脱硫技术、麻石水膜除尘脱硫技术、脉冲供电除尘脱硫技术、多管喷雾除尘脱硫技术、喷射鼓泡除尘脱硫技术等在同一设备内进行除尘脱硫的烟气脱硫技术。其共同特点是设备少 ,流程短、操作简便, 一般除尘效率70 % -90 % ,脱硫效率 30 % - 80 %。 3电厂脱硫技术运用实例 湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术,固硫剂价廉易得,副产物便于利用,煤种适应范围宽,并有较大幅度降低工程造价的可能性。目前单机容量在20万kW以上的火电机组容量占火电总装机容量的55%,高参数、大容量火电机组是当前和今后相当长时间内火电发展的方向。因此,大机组脱硫是火电厂脱硫的工作重点,是控制火电厂SO2的关键,而湿法脱硫工艺是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺,所以,我国应重点发展湿法脱硫技术。 烟气循环流化床脱硫工艺脱硫效率高,建设投资较省,占地面积较少,在能满足高品位石灰供应和妥善处理脱硫灰的条件下,具有较好的发展前景,尤其适用于中小机组和老机组的脱硫改造。 喷雾干燥法脱硫、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫、海水脱硫、电子束脱硫等脱硫工艺在国内已有示范项目,要认真总结示范项目的经验,结合当地实际情况充分论证,进行合理消化利用。 炉内喷钙和复合固硫剂结合起来,向炉内直接喷入效果较好的复合固硫剂,即复合固硫剂炉内喷射脱硫工艺,可比LIFAC工艺省去活化塔的巨大投资,在大大降低了成本的情况下,稍微降低了脱硫率,这样既可以把资金应用到多台机组的技术改造当中去,又可以满足环保的要求。 经济利益较高的制肥，即硫酸氨的制备氨水洗涤法得到的副产品为硫酸铵,它在肥料行业有很大的市场。氨水洗涤法具有下述优点：流程简单、费用低、可以使用原石灰石吸收法的洗涤设备。热烟气经除尘后进人预洗涤器,与硫酸铵饱和溶液并流接触。烟气经绝热饱和而被冷却。与此 同时,由于硫酸铵饱和溶液中水的蒸发而析出硫酸铵结晶。因此,在预洗涤器中烟气的余热得到充分有效的利用,而不必使用昂贵的外部热源。 预洗涤液流人贮槽,由循环泵进行循环心机就可以很方便地将这些结晶从硫酸铵母液中分离出来。滤饼纯度达99.6%以上,其质量优于合成的硫酸铵产品,其组成如下： 硫酸铵滤饼进一步干燥后可直接作为含硫、氮肥料。当生产NPK复混肥时,要掺入钾肥、磷酸盐和尿素等。掺混时必须事先将硫酸铵细晶造粒,以便与其他粒状肥料相混配。已成功地用挤压法将硫酸铵滤饼制成2-3mm的粒状产品。 较大量湿式石灰石-石膏法 近年来,我国在发展烟气脱硫技术方面有了较快进展。提倡以“湿式石灰石-石膏法”为主引进国外烟气脱硫技术并通过国产化制造烟气脱硫装置,降低烟气脱硫装置建设投资、减小脱硫成本的呼声甚高。通过国外先进烟气脱硫技术的国产化来加速我国烟气脱硫。 烟气脱硫石膏和天然石膏主要成分都是二水硫酸钙晶体 (CaSo4·2H20 )，其物理化学性质具有共同点。烟气脱硫石膏作为工副产品，与天然石膏有一定的差异，又具有再生石膏的一些特性。经过洗涤和滤水处理 的烟气脱硫石膏含有 l0 20游离水，颗粒细小松散均匀，粒径30 m60 m ，纯度 90 95，含碱量低有害杂质少。系统运行正常时产生的脱硫石膏接近白色，除尘器运行不稳定时有较多飞灰杂质带进 ，颜色发灰。 珞璜电厂是国内最早产生脱硫石膏的电厂 ，1994年 ，该厂一期脱硫石膏性能试验结果表明，完全可以替代天然石膏使用 。1992年以来，重庆大学、重庆市建筑科学研究院等 研究开发出许多脱硫石膏产品，并形成了稳定的市场份额。其在重庆地区正逐渐取代天然石膏。该电厂两期 4 ×360M W 机组年产生 80 万砘脱硫石膏 ，重庆电厂 2 ×200M W 机组年产生 20万吨脱硫石膏，共计100万吨。该地区有大小水泥厂十多家 ，每年用作水泥缓凝剂的石膏就需 50万吨。重庆地区石膏制品企业现已初具规模，市售产品包括纸面石膏板、纤维石膏板、石膏砌块和石膏条板等，有些产品如纤维石膏板科 技含量较高 。法国石膏业巨头拉法基在重庆市场推销产品的同时已把目光投向脱硫石膏，准备独资或合资建设脱硫石膏制品厂。 4目前国内脱硫技术形势 (1)国内脱硫企业自主创新能力不足。我国目前在建和运行的脱硫装置，所采用的技术与设备绝大多数是从国外引进的，国内脱硫公司的消化吸收和再创新能力还比较弱，一些脱硫公司宣称拥有了自主知识产权技术，实质上还是在模仿国外技术，缺少本质上的创新。 (2)已建脱硫装置运行不足。目前我国已建成投产的烟气脱硫设施实际投运率不足60%，其原因除了经济上不合理和环保执法不严外，还因为部分脱硫公司对国外技术和设备依赖度较高，而且没有完全掌握工艺技术或者系统设计先天不足，设备运行不稳定，效果不理想，个别设备出现故障后难以及时修复。 (3)石灰石一石膏湿法脱硫技术的自身缺陷。 采用石灰石一石膏湿法工艺，脱硫副产物的硫石膏产量巨大，这些硫石膏虽然也可以作为建筑材料进行综合利用，但是质量上还存在许多问题，目前大部分脱硫石膏只能堆放储存，造成环境的二次污染，同时采用这种工艺还会增加二氧化碳的排放。另一方面，我国是一个硫资源相对贫缺的国家，2023年进口硫磺831万t，硫酸196万t;石灰石一石膏湿法脱硫工艺不能回收烟气中的二氧化硫，也不是一种适合我国国情的工艺。公司资质管理制度，同时通过市场竞争实现优胜劣汰，培育一批综合实力强的脱硫产业中坚力量。建立健全的烟气脱硫工艺设计以及制造、安装、调试、性能考核、验收、运行维护、检修和后评估等方面的标准，规范脱硫技术市场的运行，确保脱硫技术市场的健康有序发展。 “十一五”期间应再次修订大气污染防治法，增强可操作性，进一步明确政府、排污者和公众之间的关系，强化环保部门环境监督管理职能，杜绝企业排污超标的违法行为，确保实现我国二氧化硫总量控制目标。全面落实现役脱硫机组脱硫电价、发电优先、排污指标交易等政策，增强企业建设、运行脱硫装置积极性。 我国缺油多煤、以煤为主的能源结构和形势将继续相当长时间，随着我国的经济的快速发展，燃煤带来的污染形势也将越来越严峻，安装和运行脱硫装置是目前控制二氧化硫污染的主要手段。我国目前在建和运行的脱硫技术以传统的石灰石一石膏湿法脱硫技术为主，但该技术并不完全符合我国国情，有待改进，或者加速研发高效化、资源化、符合循环经济及中国国情的脱硫技术。同时，我国脱硫产业及政策还有待于进一步规范和完善，以促进脱硫产业的健康发展，从根本上促进我国电力、环境保护和经济的协调发展。 参考文献 1日高田敏则 ,平正登， 冷凝水回收与利用.北京 :机械工业出版杜 ,1992 2王加璇 ,张恒良，动力工程热经济学.北京 :水力电力出版社 ,1995 3吴曾萍.朱敏 烟气脱硫(FGD)石膏用作水泥调凝剂.粉煤灰2023,16(6) 4徐小勇.黄红.汪丽娟 基于循环经济角度考虑的烟气脱硫.浙江化工 2023(6) 5刘彬.LIU Bin 电厂烟气脱硫改造工程过渡技术.中国电力2023,41(6) 6陈新凤 电厂烟气脱硫技术经济评价及发展趋势分析.经济师2023(9) 7黄琳.周翔等 当前煤电厂烟气脱硫中的几个问题。上海电力学院学报2023,23(1) 8CASSIDYPE，AMINABHAVIT MWater permeation through elastomers and plasticsJRubber Chemistry and Technology，1983(56)：594618 我国电厂烟气脱硫综述(CHENZUHAN) 电厂烟气脱硫原理 电厂烟气脱硫浆液管道设计总结资料 火电厂脱硫技术 文献综述 烟气脱硫调试报告 电厂烟气脱硫设备及运行P69102 火电厂脱硫技术综述刘吉祥 火电厂脱硫技术综述孙新龙 电厂脱硫 烟气脱硫匹配数据