关于火力发电厂脱硫技术应用分析

关于火力发电厂脱硫技术应用分析

金仁国

（国电龙华延吉热电有限公司133000）

摘要：我国既是煤炭的重要生产国，也是最大的煤炭消费国，伴随着我国工业的快速发展，污染问题愈加突出，环境污染会威胁人们的生命健康。在火电厂发电过程中，会排放出大量的NOx和SO2，火电厂发电已然成为工业污染的重要来源之一，合理应用火电厂锅炉脱硫技术，可以减少其工业污染，对我国社会经济的可持续发展具有重要意义。

关键词：火力发电厂；脱硫技术；应用

1火电厂脱硫技术概述

燃煤锅炉烟气脱硫技术开发于20世纪60年代，到70年代后期已出现两百多种脱硫技术，到80年代，各种脱硫技术在竞争中不断完善。这些方法的应用主要取决于锅炉容量和调峰要求、燃烧设备的类型、燃料的种类、含硫量的多少、脱硫率、脱硫剂的供应条件及电厂的地理条件、副产品的利用等因素。按脱硫工艺在生产中所处的部位不同可采用：燃烧前脱硫，如原煤洗选脱硫；燃烧中脱硫，如混烧石灰石和炉内喷钙；燃烧后脱硫，如海水脱硫、石灰石-石膏湿法、电子束脱硫等。按其脱硫方式以及脱硫反应物的形态又可分为湿法、干法及半干法三大类。湿法脱硫技术主要包括石灰石-石膏法、双碱法、镁法、氨法、海水法等；干法脱硫技术主要包括循环流化床脱硫技术、增湿灰循环烟气脱硫技术等；半干法主要包括循环悬浮式半干法、喷雾干燥、炉内喷钙/增湿活化脱硫技术等。

2石灰石-石膏法概述

石灰石-石膏法烟气脱硫系统主要由石灰石浆液制备及输送、烟气、SO2吸收和石膏脱水四大系统组成。石灰石粉碎与水混合制得脱硫剂浆液，经水力旋流器分离后符合要求的贮存于浆液箱，然后经浆液泵打入吸收塔；来自锅炉的烟气经烟气系统换热降温送入吸收塔；在吸收塔内脱硫剂浆液吸收烟气中的SO2生成CaSO3，进一步被氧化成CaSO4，最后结晶成为石膏经排出泵送至石膏脱水系统，烟气反应后则经除雾器除去夹带的液滴，进入烟气系统换热升温至露点以上后进入烟囱排放；来自吸收塔的石膏经浓缩、脱水后储存。

石灰石-石膏烟气脱硫法脱硫效率高达95%以上；经长期运行发展后经验丰富技术十分成熟，运行稳定；对煤种要求低，适用性广泛；其脱硫剂石灰石在我国储量丰富质量优越，廉价易得。但该法设备占地面积大，初期投资费用高；腐蚀问题严重，后期运行维护费用也高；脱硫副产物石膏附加值不大，综合利用率低，以堆积存放为主，易造成二次污染。

3.燃煤电厂脱硫处理技术的应用措施

3.1石灰软化法

在这种方法的应用中，会向预处理的水体中加入石灰、碳酸钠等化学物质，这些物质会与水体中的无机盐离子进行反应，最终在水中生成不溶于水的杂质，通过对这些杂质的去除能够有效降低水质硬度。当前这种方法已经经过了测试，从结果上来看，在这种方法的应用中，能够将水体硬度降低到不高于100ppm，在后续的处理过程中，通过对水体PH值的调整过程后，可将废水导入到蒸发系统中。但是在这种方法的应用过程中，除了需要应用大量的化学药品，同时还需要对化学药品的使用量进行严格限制，另外在这种方法的应用过程中，会在系统中产生大量固体物质，若不及时处理，容易对系统造成严重损坏。

3.2离子交换法

离子交换法的作用原理为，向脱硫废水中加入相应的离子，这些离子会与废水中的其余离子结合，当水体中的离子含量下降时，能够大幅降低水质的硬度。这种方法在应用过程中，拥有更高的可靠性与稳定性，另外就软化效果来看，这种方法能够使脱硫废水的硬度降低到10ppm以下，同时对于高于该硬度的脱硫废水，还可以进行二次以及多次处理。考虑到该系统的建设和运行成本，在具体的离子交换过程中，可以采用向系统中加入化学药品的方式达到软化目的，为后续的处理过程打下基础。

3.3多物质加入法

在这种技术的应用中，会向脱硫废水中加入硫酸钠、和石灰，原因在于在脱硫废水的环境下，这些物质的加入会影响硫酸钙的溶解度。在该技术的具体实施过程中，首先会对脱硫废水进行预处理，处理方式为向废水中加入石灰以及硫酸钠，同时对废水的酸碱度进行控制，需要保证酸碱度在12~13之间，同时将这些废水进行雾化处理。其次为将脱硫烟气排放到经过预处理的脱硫废水中，同时需要向这些烟气中通入二氧化碳，这种烟气能够在脱硫废水的环境下生成碳酸钙，由于碳酸钙不溶于水，所以可以对脱硫废水中的钙离子进行有效处理。最后为控制废水的酸碱度，需要保持在11左右。这种方法在应用过程中，能够在很大程度上降低水质软化过程中需要耗费的成本，但是也存在较为严重的问题，即在技术的具体应用中，很难对废水的酸碱度进行控制。

4.火电厂锅炉脱硫技术应用

某火电厂为国家电投大连泰山电厂，其厂区占地约为8.57km2。利用石灰石粉的投入可以对SO2排放进行控制，CaCO3会分解为CaO与CO2，CaO与SO2会反应生成CaSO3，之后会再次发生固硫反应。也就是说，石灰石反应活性、石灰石粒度、含硫量以及锅炉运行参数、入炉煤发热量与锅炉分离器工作效率会对脱硫效率造成影响。考虑到湿式石灰石-石膏法在现有场地中无法完成布置，且受到资金、运营费用等方面的限制，在本工程中主要采用炉内脱硫+燃烧优化工艺。

首先，将一层高压力ROFA风系统喷口设置在锅炉稀相区部位，出口风速为110m/s。共有喷射口数量为12个。利用ROFA风，可以保证此层面物料颗粒共同形成旋转对流。其次，需要改造原有锅炉机壳与叶轮，让当前风机出力增加。然后，需要改造锅炉原有二次喷口与喷射角度，让二次风功能得到保持。之后，需要将压力监测装置加入到原有二次风喷口挡板控制模式中。接着，需要对锅炉石灰石入炉部位进行改变，改为炉后锅炉返料腿部位，并优化改造石灰石系统的管系。最后，需要改造石灰石主粉仓及其输送管路，原主粉仓容量改为400m3，把虾壳弯头改造为铸造耐磨弯，并改造石灰石粉仓的吹扫系统、流化风系统、疏通系统。除此之外，还需要对水冷壁管系、管系支撑结构、平台扶梯等根据当前系统需求进行合理机械改造。

在该火电厂脱硫脱硝系统中，经过机械改造及新增设备等多种措施，发现利用HybridROFA后，其氮氧浓度明显降低，低于300mg/Nm3。

5脱硫脱硝技术发展前景

人们对于大气和自然的保护越来越重视，因此未来的脱硫脱硝技术必定有着良好的发展前景。各个电厂企业要对联合脱硫脱硝技术进行重点开发，并在应用联合脱硫脱硝时要注意观察这一技术在应用中存在的不足，并加以完善使其拥有个好的发展。干法脱硫脱硝是目前主要的研究对象，要想使干法脱硫脱硝技术发挥的更好就必须要结合湿法脱硫脱硝一起使用，这样才能使脱硫脱硝达到更好的效果，因此在研究干法的同时也要加速研发湿法脱硫脱硝技术，这样才能使脱硫脱硝发展的更好。

结束语：综上所述，虽然我国的电力行业近年来取得了飞速发展，各种新型的发电形式也在不断地被应用。但是从整个电力行业的布局来看，仍旧是以煤炭为主的火电厂才是我国的主要发电形式，且在这个过程中，总是不可避免的产生一些污染。而燃煤电厂脱硫排放处理工艺探讨是为解决上述过程中产生的污染问题，希望本文能为相关领域的研究人员提供一些帮助。

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