电站锅炉烟气脱硫工艺分析

电站锅炉烟气脱硫工艺分析

周灵霞 周 威 华 宽 周裕成

中国联合工程有限公司，浙江 杭州 310052

摘要：当前，我国工业化发展前景良好，随着人们生活水平的提高，其对于电力的需求也越来越多，在这种情况下，工业化生产对于大气环境造成的污染日益严重，严重威胁了人们的身心健康。而电厂作为工业污染的重要源头之一，释放出大量的SO₂，烟气脱硫技术的应用就显得尤为重要。本文主要针对不同烟气脱硫技术进行了分析，以期为业内人士提供参考。

关键词：电厂锅炉；脱硫技术；措施

引言

火电厂在生产过程中，锅炉燃烧产生的烟气含二氧化硫、氮氧化物和粉尘等污染物，对周边环境和人体健康产生了很大的影响。传统的燃煤电厂脱硫技术主要是降低烟气中二氧化硫、氮氧化物含量，虽然燃煤电厂烟气处理在一定程度上取得了很好的效果，但这种脱硫和脱硝技术的处理量大且工艺相对复杂，造成成本高，管理难度较大，不仅增加了燃煤电厂的运行成本，也增加了员工的工作量。

1电站锅炉烟气脱硫的必要性

电站锅炉一般以煤炭作为主要燃料，锅炉运行时排出的烟气含有一定的二氧化硫，会对大气环境造成污染，并且二氧化硫还是酸雨形成的主要原因之一。随着电力体制改革进程的逐步加快，推动了电力事业的发展，电站的规模随之不断扩大，燃煤锅炉的烟气排放量进一步增加。受到一些因素的影响，电站对燃煤锅炉烟气排放的控制力度有所欠缺，大量二氧化硫随着烟气被排放到空气中，形成大范围的酸雨污染，造成的直接和间接损失数以亿计。目前，电站燃煤锅炉的烟气脱硫得到国家有关部门的密切关注和重视，并将之列为环境治理的首要任务，与此同时，国家陆续颁布相关法律法规，要求所有新建燃煤电站必须建设烟气脱硫系统，在役电站如果使用的是燃煤锅炉，应在限定期限内整改，使烟气达到排放标准。

2电站锅炉烟气脱硫主要工艺

2.1活性焦炭

活性焦炭技术主要是指在脱硫脱硝设备中，硫和硝酸的分离是通过活性焦炭的吸附进行的，使硫和硝酸等有害物质在催化剂的作用下转化为可吸附的硫酸和硝酸。活性焦干法烟气集成净化技术的核心在于吸收塔和解吸塔的设计。然而，由于活化焦炭脱硫脱硝设备成本和操作要求高，具有再生条件温度要求高和反应速度慢等缺点，难以大规模应用。另外，从烟道气中除去的SO₂还需经过加工后送到第二脱硫和脱硝装置进行处理。在活性炭的作用下，催化剂在第二层装置中发生化学反应产生N₂。同时，含有硫酸和硝酸的活性焦炭材料在350℃下再生，高温释放出更高浓度的SO₂。活性焦炭技术的脱硫和脱硝效率可达95％，是烟气脱硫脱硝工艺中较为先进的技术。另外，对于钢铁公司而言，活性焦炭可以直接应用于处理尾部烧结的烟气。焦炭的独立生产和销售消除了固相吸附剂的采购、运输和储存问题，大大降低了运营和投资成本。固相吸附剂向活性炭的转化无疑有利于该方法在烧结烟气处理中的应用。

2.2干法脱硫技术

干法脱硫技术在应用过程中必须保证环境的干燥程度，其工作原理是使用颗粒或者粉状的吸收剂等化学物质，将锅炉废气中的硫去除掉。经过一系列反应之后得出的产物呈现干粉的形态。在此反应过程中，不会产生废硫或者水汽，因此相对来说比较环保，也不会对锅炉设备造成腐蚀。目前主要使用的干法脱硫技术可细分为两种，一种为荷电干式喷射法，这种技术需要借助吸收剂高速通过高静电电晕区，获得强大静电荷，然后喷射到烟气中扩散，增大反应程度，缩减反应过程，从而达到提升脱硫效率的目的。另一种为等离子体法，这种技术是借助高能电子使烟气成分形成强氧化性自由基，并氧化SO₂、 NO_x 为酸，与注入的NH₃生成硝铵和硫铵化肥，将产物应用在农业生产中。

2.3石灰石/石灰-石膏法

是一种在电站燃煤锅炉烟气脱硫中应用最广泛的工艺，属于湿法脱硫的范畴。石灰石/石灰-石膏法脱硫工艺系统的复杂程度较高，大体上可分为2个部分，一部分是吸收塔，另一部分是浆液池。电站燃煤锅炉烟气脱硫中应用该方法时，一般是将系统安装在除尘装置后，从锅炉内排出的烟气经过除尘，进入反应塔与石灰石浆发生反应，从而达到去除烟气中二氧化硫的目的。石灰石作为脱硫剂时，经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液；石灰作为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏，广泛用于建材行业。在实际应用中，石灰石-石膏法应用最为广泛，技术成熟，运行可靠性高。国内外85%以上的脱硫系统采用该技术工艺，特别是一些大型电站，烟气脱硫效率可以达到95%。

2.4海水烟气脱硫工艺

属于湿法脱硫范畴，是指以天然的海水作为吸收剂对烟气中的二氧化硫进行脱除。燃煤锅炉在燃烧过程中产生的烟气进入海水脱硫系统前，先经除尘系统除尘，可以采用静电除尘器，安装在吸收塔上游位置处，经过除尘之后的烟气进入吸收塔底部，与自上而下的海水相向流过，完成一次循环。从吸收塔内排出的干净烟气，需经加热后才能排放，而吸收了二氧化硫的海水凭借重力作用返回到海水处理厂，与其余海水混合。因天然海水为碱性，其中含有过量的碳酸钙和碳酸钠，使海水能吸收并中和二氧化硫。该方法的优点是节约淡水资源，不会产生副产物及废弃物，基本不会对环境造成污染和破坏，设备不结垢，工艺流程简单、便于维护，前期投资少，脱硫效率可以达到90%以上。不足之处在于适用范围小，仅适用于沿海地区的电站。

2.5半干法烟气脱硫技术

半干法烟气脱硫技术的技术原理是指，在气液固体三者元素之中，使用烟气湿热蒸发，结合除尘器装置，已达到脱硫的目的。这种脱硫技术包括两种类型，一种为炉内喷钙增湿活化技术，该技术在应用过程中需要加设专用活化反应设备，然后通过喷水，达到脱硫目的。另一种为旋转喷雾干燥技术，这种技术可以借助烟气和吸收剂的反应，提升脱硫效率，有效控制脱硫成本。

2.6氨法烟气脱硫

氨法烟气脱硫是一种湿法脱硫技术，该技术利用氨水作为吸收剂，氨水浓度一般为20%。原烟气进入脱硫塔，分别经过浓缩段、吸收段、水洗段及高效除雾段。高温原烟气上升过程中先于与雾化的浓缩循环浆液充分接触，带走浓缩浆液的部分水分，最终浓缩段生成含有一定固含量的硫酸铵浆液，硫铵浆液经硫铵后处理提纯生成硫酸铵出售。然后烟气进入吸收段，与加入氨水后的吸收浆液逆流接触和反应，除去烟气中的SO₂。净化后的烟气由吸收塔上部的水洗段控制氨逃逸，再经过除雾器除去烟气中的微小液滴，最后洁净的烟气经烟囱排放。氨法脱硫具备脱硫效率高、无废渣、无废水等技术优势。脱硫效率可以达到98%以上，对煤种变化的适应能力很强，不同含硫煤种均适用。

2.7电子束照射脱硫法

属于干式脱硫范畴，电子加速器是它的基础，通过高能等离子体，可对烟气中的二氧化硫进行氧化，并在较短的时间内生成硫酸和硝酸，再与氨反应后生成硫酸氨和硝酸氨的微细粉粒，捕集器对这些粉粒进行回收作为农肥，净化后的气体可直接排入大气。该方法的优点：系统的结构较为简单，操作方便，脱硫过程易于控制，能对烟气成分的变化进行跟踪，由于是干法脱硫，故不会产生废水和废渣，对环境的污染较小，副产物可作为肥料，经济效益显著，脱硫效率最高能够达到94%。但在实际应用中发现，除尘系统的故障率会增大。

结语

火力发电厂烟气的脱硫和脱硝可以大大改善空气质量。在烟气处理中，应综合采用各种处理技术，提高火电厂烟气脱硫脱硝效率，提高火电厂的生产和运行效率，降低运行成本。

参考文献

[1]陈新顺.火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术解析[J].山东工业技术,2019,283(05):202.

[2]陈新顺，张欢．火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术解析［J］．山东工业技术，2019(05):196．