張毓坤

[摘 要]隨著社會經濟的發(fā)展，節(jié)能減排漸漸得備受關注。在我國，煤是主要能源，燃燒時產生硫化物，對我國的環(huán)境造成了嚴重的影響，因此如何在燃煤鍋爐運行的過程中對硫化物和氮氧化物進行同時處理是當今急需解決的重要問題。本文主要闡述了脫硫的對策，以供參考。

[關鍵詞]燃用高硫煤；脫硫；分析與對策

中圖分類號：TH86 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）05-0272-01

引言

隨著我國經濟的快速發(fā)展，對于煤炭能源的需求量日益增加，煤炭資源帶給人們生活帶來便利的同時也產生一系列的消極的影響，其中最為主要的危害就是導致酸雨問題的加重。造成我國酸雨危害的主要類型是硫酸型酸雨，有90%以上的SO2都是來源于煤炭資源的使用，因此，采取合理的煙氣脫硫技術是控制煤炭燃燒中SO2含量的重要舉措，也是抑制我國酸雨產生的關鍵措施。

一、石灰石/石膏濕法脫硫技術的概述

1、石灰石/石膏濕法脫硫技術的應用分析

目前，對于煤炭燃燒中SO2的脫硫方法主要有石灰石/石膏濕法脫硫技術、荷電干吸收劑噴射技術、循環(huán)流化床鍋爐內部噴鈣加尾部增濕活化脫硫技術等等，在這些方法中，石灰石/石膏濕法脫硫的技術在我國的應用范圍最為廣泛。

2、脫硫的原理分析

石灰石/石膏濕法脫硫的技術是利用石灰石作為吸收劑。它的脫硫原理主要是：SO2在進入吸收塔煙氣中后被吸收變化為H2SO3，這時候的H2SO3經過反應后被分離為H+和HSO3離子，然后一部分的HSO3在煙氣中O2的作用下被氧化為H2SO4，然后又和漿液中的CaCO3產生化學反應生成CaSO4·2H2O；剩下的部分HSO3-在吸收塔貯槽中在空氣的氧化作用下生成H2SO4再和原料中的CaCO3發(fā)生中和作用，形成CaSO4·2H2O。從上述分析可看出，石灰石/石膏濕法脫硫技術在進行脫硫時主要由兩部分過程組成，即吸收和氧化。采用化學方程式表達反應就是如下算法：CaCO3+2SO2+H2O→Ca（HSO3）2+CO2↑

Ca（HSO3）2+1/2O2+H2O→CaSO4·2H2O+SO2

2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4·2H2O

Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O

二、石灰石/石膏濕法脫硫技術

1、循環(huán)流化床干法脫硫（CFB-FGD）工藝

典型的循環(huán)流化床干法脫硫工藝原理是采用消石灰作為脫硫吸收劑，在脫硫塔內與預除塵后的煙氣接觸混合，煙氣中的SO2、SO3、HF 和HCl與Ca（OH）2進行化學反應，最后生成相應的副產物CaSO3·1/2H2O、CaCl2·Ca（OH）2·2H2O、CaF、CaSO4·1/2H2O等，從而達到脫除二氧化硫的目的。凈化后的含塵煙氣從脫硫塔頂部側向排出，進入布袋除塵器進行氣固分離，再通過引風機經煙囪排放。煙氣循環(huán)流化床（CFB-FGD）脫硫工藝副產物是一種干態(tài)的混合物，它包含飛灰、消石灰反應后產生的各種鈣基化合物（主要成分為CaSO4·1/2H2O，CaSO3·1/2H2O）、未完全反應的吸收劑Ca（OH）2及吸收劑中所含少量雜質等，可用于廢礦井填埋、鋪路、水泥摻合料、制造防噪聲墻等。

CFB-FGD系統(tǒng)由預電除塵器、吸收劑制備及供應、脫硫塔、物料再循環(huán)系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、流化風系統(tǒng)、脫硫后除塵器以及儀表控制系統(tǒng)等組成。國內干法脫硫工藝多運用在脫硫效率不超過95%的300MW及以下容量機組上。在國內采用干法脫硫的火電廠有：河北邯峰電廠（2×660MW）、臨沂電廠（1×135MW）等二十多個電廠。

2、主要系統(tǒng)和系統(tǒng)圖

2.1吸收劑制備與供應系統(tǒng)

漿液制備通常分濕磨制漿與干粉制漿兩種方式，不同的制漿方式所對應的設備也各不相同。至少包括以下主要設備：磨機（濕磨時用）、粉倉（干粉制漿時用）、石灰石漿液箱、攪拌器、石灰石漿液輸送泵等。漿液制備系統(tǒng)的任務是向吸收系統(tǒng)提供合格的石灰石漿液。通常要求粒度為90%小于325 目。

2.2吸收塔系統(tǒng)

吸收系統(tǒng)的主要設備是吸收塔，它是FGD 設備的核心裝置，系統(tǒng)在塔中完成對SO2、SO3 等有害氣體的吸收。濕法脫硫吸收塔有許多種結構，如填料塔、湍球塔、噴淋塔等等，其中噴淋塔因為具有脫硫效率高、阻力小、適應性等優(yōu)點而得到較廣泛的應用，因而目前噴淋塔是石灰石/石膏濕法煙氣脫硫工藝中的主導塔型。噴淋塔內部由除霧器、噴淋層、攪拌器、氧化噴槍等設備組成。

2.3石膏脫水系統(tǒng)

石膏脫水系統(tǒng)設計形式：均采用二級脫水處理形式，石膏脫水系統(tǒng)組成：石膏排出泵、石膏旋流器、真空皮帶脫水機（含水環(huán)真空泵、濾布沖洗水系統(tǒng)、濾餅沖洗水系統(tǒng)）等設備。

一級脫水采用石膏漩流處理：由石膏排出泵將吸收塔內石膏混合漿液（濃度12-18%）送至石膏漩流站，處理后溢流返回吸收塔，底流（濃度40-50%）送至二級脫水設備，二級脫水設備通常采用真空皮帶脫水機，將水力旋流器一級脫水后的石膏漿液進一步脫水至含固率達到90%以上，自由水分低于10%Wt 的成品石膏外運。

2.4煙氣系統(tǒng)

煙氣系統(tǒng)包括煙道（原煙道和凈煙道）、煙氣擋板、密封風機、脫硫增壓風機（現(xiàn)好多電廠取消，由脫硫阻力由引風機克服）等關鍵設備。吸收塔入口煙道及出口至擋板的煙道，煙氣溫度較低，煙氣含濕量較大，容易對煙道產生腐蝕，需進行防腐處理。

2.5廢水處理系統(tǒng)

廢水處理系統(tǒng)設有中和、沉淀、絮凝反應箱、澄清池、壓濾機、加藥設備等，主要是將FGD 系統(tǒng)的Cl-含量降低后排放，處理出水一般要求COD 指標達到二級排放標準。中和處理采用石灰處理，主要處于沉淀后的泥渣便于脫水處理。

2.6事故排放系統(tǒng)

事故排放系統(tǒng)主要由事故漿罐、區(qū)域漿池及排放管路組成。事故排放系統(tǒng)可以采用地上式、地下式。采用地下式時，一般采用混凝土結構，設置頂進式攪拌器，攪拌效果較差，占地較大，且不易徹底排空；采用地上式時，一般采用鋼結構形式，設置側進式攪拌器，在寒冷地區(qū)需要采取保溫措施。設置地坑，用于吸收塔、事故漿液罐的排空及現(xiàn)場沖洗收集回用。

2.7工藝水、工業(yè)水系統(tǒng)

為有效的利用水資源，可以根據(jù)工藝要求采用分質供水形式，分為工藝水系統(tǒng)和工業(yè)水系統(tǒng)。工業(yè)水系統(tǒng)水質較好，主要用于設備冷卻水、制漿用水、藥品配制用水等；工藝水系統(tǒng)可以采用廠內回用水，主要用于設備及管道的沖洗。一般FGD 系統(tǒng)的水量消耗主要為煙氣蒸發(fā)攜帶，其余小部分為廢水排放消耗。

2.8控制系統(tǒng)

控制方式采用集中控制方式，F(xiàn)GD 及輔助系統(tǒng)設一個集中控制室，控制系統(tǒng)采用分散控制系統(tǒng)DCS。主要功能系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）、順序控制系統(tǒng)（SCS）、模擬量控制系統(tǒng)（MCS）、電氣控制系統(tǒng)（ECS）和煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）測量原煙氣成份。分析測量采用多組氣體分析儀，測量信號進入DCS 并在FGD 控制室中進行監(jiān)測和控制。一般系統(tǒng)進出口各設置一套CEMS 系統(tǒng)，用于系統(tǒng)的運行監(jiān)控調節(jié)。

結束語

隨著環(huán)保力度在不斷加大，國家對SO2和NOx的排放明確限制，作為SO2和NOx排放大戶的燃煤火電廠整治勢在必行。目前，煙氣脫硫脫硝一體化技術是控制煙氣中的SO2和NOx最為有效的途徑，同時脫硫脫硝新技術已成為大氣污染控制領域中前沿性的研究方向，研究開發(fā)經濟、有效、更低費用的新型煙氣脫硫脫硝一體化技術是科技工作者的努力方向。

參考文獻

[1]張翔宇.活性炭煙氣脫硫脫硝集成工藝研究及廢液燃燒煙氣脫硫方案[D].天津大學，2009.