燃煤火电厂烟气脱硫技术的研究与应用

燃煤火电厂烟气脱硫技术的研究与应用
由于社会经济发展不断加快，我国燃煤火电厂也逐渐建立起产业体系，燃煤火电厂在生产的过程当中会导致大量的二氧化硫为主的硫化物这种有害的气体产生，不仅对于环境造成严重的污染，同时还会对于人们的生活环境、身体健康造成十分严重的影响。

因此，文章主要分析研究了燃煤火电厂烟气脱硫技术，并介绍了其应用情况，可作为火电厂新建或改造脱硫装置时的参考。

标签：燃煤火电厂；烟气脱硫；技术应用
燃煤火电厂在生产发电时烟气中将产生二氧化硫、氮氧化物、烟尘等大量有毒有害气体，对火电厂周边生态环境、人员健康、农业种植、旅游等带来严重影响，需在火电机组建设的同期加装低氮燃烧器、脱硝、除尘、脱硫装置等环保设施，降低烟气中有毒有害气体的排放量。

下面对燃煤火电厂烟气脱硫技术进行进一步的研究，并且详细阐述该项技术的应用。

1 脱硫技术发展现状
火电厂烟气脱硫技术最早从国外引进，随着近年来我国科技的发展和对环保技术的研究，环保技术趋于成熟。

我国现在所有燃煤火电厂机组均使用脱硫装置，烟气脱硫技术主要是采用成熟的石灰石-石膏法，还有的燃煤火电厂应用的脱硫技术为烟气循环流化床法和海水脱硫等方法。

由于经济社会不断加快发展，以及国家乃至全球对于燃煤火电厂的污染物排放标准的不断提高，促进了环保事业的迅速发展，使其更加朝着专业化、成熟化的方向发展，还有就是国内有关环保工程公司也已经完全掌握国外引进的烟气脱硫技术，使脱硫技术日益逐渐兴起。

2 燃煤火电厂烟气脱硫技术应用
2.1 石灰石-石膏法烟气脱硫技术
石灰石-石膏法是现在全球范围内最为先进、最成熟、应用最为广泛的烟气脱硫技术，此技术使用石灰石吸收在烟气当中的二氧化硫，形成半水状的亚硫酸钙，通过氧化生成石膏，拥有脱硫效率高，吸收剂拥有较高的反应速率，现在脱硫效率能够达到百分之九十八以上。

但是也有一定的缺点，一方面是运行成本较高，主要是运行能耗约为1%厂用电、脱硫剂购置费用约为100元/吨；另一方面就是系统腐蚀磨损严重，导致检修维护费用高；再就是副产品石膏的综合利用存在一定局限，给石膏的正常处置造成一定影响。

化学反应方程式：
石灰法：SO2+CaO+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O
石灰石法：SO2+CaCO3+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O+CO2
全美火电厂采用湿式脱硫装置中，湿式石灰法占39.6%，石灰石法占47.4%，两法共占87%；双碱法占4.1%，碳酸钠法占3.1%。

世界各国（如德国、日本等），在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫招聘工艺流程。

2.2 尾部增湿活化烟气脱硫技术
尾部增湿活化烟气脱硫技术是由芬兰的公司在上世纪八十年代的时候开发，还可以称作是干法烟气脱硫，属于一项优秀的联合脱硫技术，脱硫率能够达到70%左右，拥有成本较低以及方便改造等优势，但因脱硫效率较低，加之近年来污染物排放标准的不断提高，特别是国家“十三五”期间超低改造的相关要求，这种技术已经不能满足排放标准要求，已被淘汰。

化学反应方程式：
CaCO2→CaO+CO2
CaO+SO2→CaSO2
2.3 烟气循环流化床干法烟气脱硫技术
烟气循环硫化床系统主要是吸收塔和除尘器以及喷水系统等一系列的系统构成，主要特点就是固体吸收剂粒子拥有较长的停滞时间，和二氧化硫之间的传热传质交流较多，拥有较高的脱硫效率。

对于高硫煤，含有超过4%的硫，也可以实现超过89%的脱硫率。

因为床料循环使用，进而提升了吸收剂的利用效率，在同样的脱硫效率条件下，和以往半干法相比，吸收剂能够减少35%使用量，锅炉负荷在30%到100%之间波动时，脱硫的效果依然能达到设计值。

而且操作流程简单、运行稳定、反应温度低，结构布置比较紧凑，循环硫化床反应器不用占用较大的空间，脱硫产生的物质以固态的形式排出，没有石灰石浆液制备系统，对于整改工程的电除尘器不需要进行整改。

循环流化床比较适合在中型或者是小型的活力发电厂还有有关产业的燃煤系统上面安装应用。

化学反应方程式：SO2+Ca（OH）2+H2O=CaSO3+2H2O
2.4 烟气循环硫化床脱硫技术
这种技术当中使用的脱硫剂主要是石灰粉，原理就是把进入脱硫塔中的烟气和添加消石灰接触，使其发生化学反应，将二氧化硫为主的硫化物脱除。

烟气循环硫化床脱硫技术在全部程序均不需要加热，而且脱硫塔在低负荷运转的时候还能保持住良好的工作状态，系统还设置了净烟程序，确保塔中烟气流量具有稳定性。

现在有些化工厂自备电厂在引进的前提下开发了一项使用锅炉烟道当作反应器的一起，拥有工艺简单和使用面积较小的优势，因此被更多区域用来进行垃圾焚烧时的烟气净化。

化学反应方程式：SO2+Ca（OH）2+H2O=CaSO3+2H2O
我国在1961年就开始了对烟气脱硫技术的研究，但目的是为了防止锅炉尾部受热面的低温腐蚀。

1986年燃煤二氧化硫污染技术被我国列为重点研究课题，60多个高校、科研和生产单位先后对脱硫工艺进行了研究以及实验。

如清华大学、中绿公司、东南大学等。

东南大学热能工程研究所用干消化石灰粉末作脱硫剂在变速循环流化床进行了脱硫实验研究，Ca/S=1.1，在喷入适量水的情况下，脱硫效率达到了85%。

2.5 海水脱硫技术
海水脱硫技术是通过对海水天然成分将烟气当中的二氧化硫脱除干净，主要原理是把进入吸收塔的烟气当中二氧化硫和海水当中含有的碱性物质进行融合后实现脱硫，这种技术的应用比较适合应用于沿海电厂，拥有工艺简单、投资较少、不会产生废弃物，并且脱硫效率较高这些优势。

化学反应方程式：2SO2+O2+2CaCO3=2CaSO4+2CO22.6 烟气氨法脱硫技术
烟气氨法脱硫技术是把一定浓度的氨水当作是吸收剂，对于吸收塔当中的烟气中含有的二氧化硫进行洗涤，从而达到净化烟气的目标。

这种脱硫技术能够不产生废弃物，并且拥有极高的脱硫效率。

之后相关公司以这项技术作为前提条件，开发出光点半湿法烟气脱硫技术，该项技术在进行脱硫的过程中还可以脱硝。

化学反应方程式：
N2+O→+NO
O2+N←NO+O
N+OH←NO+H
2.7 烟气镁法脱硫技术
烟气镁法脱硫技术通常是通过氧化镁浆液去吸取二氧化硫，进而就能够产生较少的硫酸镁，拥有脱硫效率较高并且具有较高稳定性，不会造成阻塞的情况，同时投资较低，工艺不是十分繁琐这些优势，所以该项技术得到火电厂有一定的应用。

化学反应方程式：
MgO+H2O=Mg（OH）2
Mg（OH）2+SO2=MgSO3+H2O
MgSO3+H2O+SO2=Mg（HSO3）2
MgSO3+1/2O2=MgSO4
随着工业现代化程度的提高，我国环境问题变得越来越严重。

SO2的排放量不断增大，中国二氧化硫排放总量已居世界第一，超出大气环境容量的80%以上，西南、华南等地出现大面积的酸雨，酸雨区面积约占国土面积的1/3，已成为继北美、欧洲之后的世界第三大酸雨区。

为控制以SO2排放为主造成的酸雨污染的恶化趋势，我国新的大气污染防治法已颁布，二氧化硫排放收费制全面推行，研究、开发、推广应用各种脱硫技术已势在必行。

3 燃煤火电厂烟气脱硫技术开发主要内容
（1）对于我国的镁资源要进行充分的利用，研究开发较高效率的氧化镁烟气脱硫技术。

（2）研究开发出能够适用于钢铁行业的烟气脱硫技术。

（3）进行针对脱硫副产物处理方面的研究。

（4）对于脱硫和脱硝一体化技术要进行深入的研究。

（5）研究出成本较低的吸收剂。

4 结束语
文章通过对燃煤火电厂烟气脱硫技术研究和应用的进一步阐述，使我们了解到我国燃煤火电厂脱硫技术的优缺点，对于通过选取一种工艺简单、效率较高的脱硫技术去除燃煤火电烟气当中的有毒有害气体，有着十分积极的作用，因此，希望通过文章的阐述能够给燃煤火电厂脱硫技术应用方面提供一定的帮助。

参考文献
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