烟气脱硫方案比选

烟气脱硫方案比选

宋扬,张志忠,霍艳东

中国石油吉林石化公司动力二厂

摘要：炼化企业中的自备火力发电厂是化工生产环节中的公用工程单元，火力发电厂在实际生产操作过程中排放的大气污染物主要是烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有毒有害物质。控制火力发电厂排污的关键指标就是二氧化硫的排放，我们也出台一系列法律法规与技术经济标准来控制火电厂的大气污染物的排放。本文主要对火力发电厂烟气脱硫的方案科学选择进行深入探讨与研究，方便火力发电企业找出合理的烟气脱硫方案。

关键词：烟气脱硫；方案比选；新工艺展望

1  湿法脱硫与干法脱硫的技术比选

经过对多家兄弟企业火力发电厂湿法脱硫与干法脱硫考察，湿法 脱硫在实际生产运行中存在以下如下几个问题：

1、脱硫废水的处理。脱硫过程中产生的废水水质往往很差，脱硫废水中含有很多重金属离子，这些重金属离子对于生态环境具有很强的污染性。脱硫产生的废水中也含有大量的二类污染物，如铜、锌、氟化物、硫化物等，另外脱硫产生的废水中COD的指标也比较高，甚至超过了工业水的排放标准，不能进行直接排放，在很多地方要求对脱硫产生的废水进行深度处理，所以说脱硫产生的废水处理的成本比较高，处理比较困难。

2、脱硫的副产物可以产生石膏，普通石膏可用作为水泥的缓凝剂、建筑材料、化学工业品等具有一定的商业用途，但是因为脱硫石膏的品质比较低劣、脱硫石膏的销路不畅，甚至没有销路，绝大多数火力发电企业目前将其进行露天堆放，随着灰渣进行外运填埋，还会造成二次污染的产生。

3、进行湿法脱硫后从烟囱外排出来的烟气是处于饱和状态的，在冬季室外气温比较低的时候，烟气就会凝结成水气，形成白色烟羽，这些烟气的水分子排出烟囱后与烟囱周围的氮气、二氧化碳、粉尘等吸附在一起形成团状颗粒物，烟囱周围的区域就会形成雾霾，造成雾霾的主要原因就是湿法脱硫尾气带水。

4、目前很多地方出台地方标准消除石膏雨、有色烟羽，明确要求火力发电发电机组要采取有效的烟气温度控制措施以及有效的生产操作手段来抑制石膏雨、有色烟羽的形成。在严格控制传统氮氧化物、二氧化硫、烟尘、粉尘等的排放指标的基础上。采用湿法脱硫的火力发电企业要严格执行消除石膏雨和有色烟羽生产工艺技术操作规程与工艺卡片。

依据湿法脱硫与干法脱硫两种脱硫方式的工艺技术特点，以及经过实地调研考察当前生产操作工艺设备水平的前提下，综合湿法脱硫工艺存在的实际问题，为满足最新的环保标准，避免污水及废弃物的处理，所以推荐采用半干法脱硫作为火力发电厂的脱硫方式。

2  增湿活化的脱硫系统

1、进行增湿活化的脱硫系统能够充分的利用炉内脱硫之后飞灰里面残留的氧化钙作为脱硫剂，经过增湿转化为氢氧化钙，氢氧化钙与烟气里面剩余的二氧化硫发生脱硫反应，在尾部仅仅用少量的脱硫添加剂就能够完成脱硫反应，生产运行成本可以大大降低。

2、增湿活化脱硫系统可脱除包括三氧化硫在内的全部酸性气体，烟囱、烟道不用进行防腐处理，可以大大降低装置运行成本。

3、增湿活化脱硫系统能够达到零废水排放，节水效果显著。

4、增湿活化脱硫系统对于重金属汞和PM2.5颗粒能够做到协同脱除作用，可有效应对未来的环保指标要求。

5、增湿活化脱硫系统出口烟气温度一般为70C以上，高于烟气露点，烟气透明， 感观效果好。

6、吸收塔脱硫效率可达90%以上，确保烟气达标排放，同时增湿活化脱硫系统简 单、占地面积小、操作运行方便，是CFB锅炉的最佳选择。

7、增湿活化脱硫系统作为脱硫与除尘一体化的设备，具有配套专用的低压旋转喷吹布袋除尘器，过滤风速、滤料等经过特殊设计，结合塔内喷水颗粒的凝结作用，就能够实现烟尘的超低量排放。

3  脱硫的新技术与新工艺展望

3.1  有机胺法脱硫

有机胺法脱硫是在化脱除硫化氢工艺基础上发展起来的，在工业生产领域得以运用，有机胺法脱硫能够处理的烟气范围比较广，脱硫效率能够达到百分之九十九以上，处理之后烟气中的二氧化硫含量在不高于百分之十四，有机胺法脱硫的副产物是浓度百分之九十的浓硫酸，浓硫酸可以作为重要化工原料，用途广泛，同时也符合循环经济的发展理念。有机胺法脱硫的生产工艺流程比较长，也需要在下游配套设置硫酸装置，装置的一次性投资比较大。有机胺法脱硫适用于附近有较大硫酸需求的地区。

3.2  脱硫添加剂的应用

在添加脱硫添加剂的情况下，烟气中介质的气液两相传质效果能够显著增强，可以有效地提高脱硫效率。脱硫添加剂可以分为无机脱硫添加剂和有机脱硫添加剂，对湿法脱硫系统来说，有机脱硫添加剂能够有效提高脱硫效率与吸收剂利用率，还能够有效地防止脱硫系统结垢与腐蚀现象出现。

3.3  生物脱硫技术

生物脱硫技术可以有效除掉化石燃料里面的有机硫成分。生物脱硫技术的化学反应机理是利用烟气里面的二氧化硫通过吸收塔与水膜除尘器生成亚硫酸盐与硫酸盐;还原菌在厌氧环境以及有外加碳源的环境下，能够把亚硫酸盐、硫酸盐还原成硫化物;然后在有氧环境下下，好氧微生物把硫化物转化为单质硫存在，完成二氧化硫生物脱离会的全过程。有研究表明与

生物脱硫效率息息相关的因素主要有三个：(1)碳氢化合物与微生物相互依附的情况；(2)物质的扩散情况；(3)辅助吸收机制的建立情况。

生物脱硫技术的优点主要有操作温度和压力都相对较低，设备的一次性投资较少，整个生产环节没有废料排出等，生物脱硫技术具有十分广阔的市场应用前景。目前生物脱硫技术在我国已经出现成功的实际工程应用案例，生物脱硫技术的发展十分具有应用前景。生物脱硫技术的主要难点在于要合理的解决较高的烟气温度与常温生物法脱硫操作之间的温度平衡关系，努力将脱硫菌培育的更具适应性、更耐高温性。

4  总结

我国已经进入脱硫产业快速发展的新阶段。国家对于二氧化硫的排放标准正在不断收紧，着力发展满足更严格二氧化硫排放标准、脱硫的副产物更能够进行资源再利用的新型烟气脱硫工艺技术已经成为大势所趋。在脱硫工艺技术选择要综合考虑行业排放标准、技术政策指标、污染物总量控制、排污收费限额、脱硫生产的可靠性与循环经济等各方面的综合要求。最近出现的新的脱硫工艺技术手段对于提高烟气的脱硫效率；保证炼化企业火力发电厂的安全平稳运行；践行绿色、低碳、循环经济理念具有非常重大的现实意义。
作者简介：

1.宋扬，男，1981年8月，单位：吉林石化公司动力二厂，助理工程师，研究方向：工艺优化研究。

2.张志忠，男，1976年3月，单位：吉林石化公司动力二厂，工程师，研究方向：机械设备的研究。

3.霍艳东，男，1993年10月，单位：吉林石化公司动力二厂，工程师，研究方向：工艺优化研究。