电厂烟气脱硫技术设计与实践齐江杰

电厂烟气脱硫技术设计与实践齐江杰

齐江杰

浙江菲达环保科技股份有限公司浙江绍兴311800

摘要：环境酸化可造成土壤和水体酸化，导致生态环境的功能遭到破坏，是全球性的严重环境污染问题之一。而控制环境酸化的重点工作之一便是治理二氧化硫污染，目前我国电厂是二氧化硫排放大户，占全国二氧化硫总排放量的一半以上，因此脱硫项目是电厂控制二氧化硫排放、保护生态环境、实现社会效益生态效益最大化的必经之路。本文在简述电厂烟气脱硫技术的基础，介绍了石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺，并引入典型工程实例对烟气脱硫技术进行设计优化，最后总结出电厂在运用烟气脱硫技术的过程中需要注意的事项，以期为提高电厂烟气脱硫设计和运行的质量与效率、促进电力事业节能减排工作的开展、保护我国良好的生态环境提供一些有益的启示。

关键词：电厂；烟气脱硫技术；脱硫工艺；运行分析；设计优化

随着环境问题受到越来越多的关注与重视，我国对企业的环保要求也不断提高，能源战略也向着清洁化的方向转变。由于我国是以煤炭发电为主的国家，在发电过程中燃煤排放大量二氧化硫，并通过沉降的方式进入地表，造成了严重的环境酸化。为减少二氧化硫，控制环境酸化，近年来我国加大了对电厂脱硫工作的建设力度，制定了严格的二氧化硫排放标准。目前，我国主要采用以下三种燃煤脱硫技术：分别是燃烧前脱硫、燃烧中脱硫固硫和燃烧后脱硫（即烟气脱硫技术）。三种技术中，目前普遍采用的有炉内脱硫和烟气脱硫，且烟气脱硫的市场份额更高，是我国使用最广泛的脱硫工艺。烟气脱硫技术能有效减少电厂二氧化硫的排放，提高企业的社会效益，对我国环境酸化控制和大气污染防治有重大意义。本文以湿法烟气脱硫石灰石/石灰—石膏法为例，从该脱硫技术的技术特点和实践意义入手，分析了如何在节能减排和降低成本之间达到平衡，并通过对工程总结经验、解决问题，以期完善、改进烟气脱硫技术[1]。

一、电厂烟气脱硫技术特点与实践意义

相比于其他脱硫技术，烟气脱硫技术是我国目前应用最广泛、脱硫效果最好的技术。在今后相当长的一段时间内，烟气脱硫技术仍将是电厂减少二氧化硫排放的主要手段。根据具体脱硫工艺的不同，烟气脱硫又可以分为以下三类：干式烟气脱硫工艺、湿法烟气脱硫工艺。而湿法烟气脱硫工艺又可以进一步分为石灰石/石灰—石膏法、海水法烟气脱硫工艺和氨法烟气脱硫技术。

（一）电厂烟气脱硫技术特点

在以上所有烟气脱硫工艺中，石灰石/石灰—石膏法的应用又最为广泛，近些年因其良好的效果受到电厂企业普遍的应用和大力的推广。石灰石/石灰—石膏法的技术特点是利用石灰（CaO）、石灰石（CaCO3）、或碳酸钠（Na2CO3）等浆液作为洗涤剂，通过在反应塔中对烟气进行洗涤达到清除烟气中的二氧化硫的目标。石灰石/石灰—石膏法由于技术成熟稳定、投入成本低廉、脱硫效率高、吸收剂资源丰富易得、运行成本较低、运行可靠性高、副产品回收利用效率高等一系列优势，成为我国应用最为广泛的烟气脱硫工艺。

（二）电厂烟气脱硫技术实践意义

在电厂烟气脱硫技术的实际应用中，由于受电厂脱硫项目设计者对整个烟气脱硫的流程和布置认识程度的限制，往往会出现烟气脱硫工程流程繁杂、管道杂乱无章、整体设计不合理等诸多缺陷。因此，通过深入剖析烟气脱硫技术实践存在的问题，有针对性地提出烟气脱硫技术的具体改进措施，对提升电厂的脱硫技术水平、提高电厂的经济和社会效益，具有重要的实践意义[2]。

二、电厂烟气脱硫技术设计与实践

（一）典型工艺流程

典型工艺流程主要由以下五个系统组成：第一个系统是烟气系统。为使脱硫程序结束后烟气系统仍然能够良好运行，每套烟气脱硫设备都会设置1台增压风机。脱硫烟道从主烟道上引出，包含二氧化硫的烟气通过增压风机后进入吸收塔内进行脱硫程序。脱硫程序完成后，经过除雾器的除水雾阶段，排入其他烟道后汇入大气。第二个系统是二氧化硫吸收及氧化系统。吸收塔是一个逆流无填料的空塔，塔里设有吸收塔浆池，浆池里注有石灰石浆液，循环泵将浆池中的石灰石浆液送至塔内的喷淋系统中，在石灰石浆液与烟气接触、反应、脱硫工序完成后，排出石膏浆液。第三个系统是吸收剂制备与供应系统。该系统主要是通过称重给料机和皮带输送机将颗粒半径≤10mm的石灰石从石灰石贮仓内送到湿式球磨机内磨制成浆液。再经过水力旋流器的分离后送至吸收塔内。第四个系统是石膏脱水系统。吸收塔内的石膏浆液通过石膏水力旋流站进行浓缩后卷入真空皮带脱水机，经过真空皮带脱水机的脱水处理后，石膏浆液的表面含水率降至10％以下。经过上述处理后，石膏浆液进入石膏储存间储存，可供以后利用。第五个系统是排放系统。每套烟气脱硫内均设有一个事故浆液箱，以供吸收塔在检修工作时和其他浆液排空时使用。

（二）工艺流程实践存在问题

电厂烟气脱硫技术实践中，主要存在以下三个方面的问题：一是工程设计不合理，管道及场地混乱，各系统距离较远，这样既不利于节约场地和成本，又难以实现脱硫工艺之间运行、调试的及时性与连续性。二是脱硫设备结垢和堵塞现象普遍，这往往是由于烟气中存在大量的氧气，硫化钙被氧气氧化形成石膏，石膏饱和后析出的多余物质便会在管道内结垢。三是烟气脱硫废液处理困难，由于碱液容易与烟气中的二氧化硫法发生反应，产生硫酸盐、亚硫酸盐溶液等废液，这些废液若不能妥当处理，便会造成二次污染。

（三）工艺流程优化设计

烟气脱硫流程可以通过以下手段实现工艺流程的优化设计：针对工程设计不合理，管道及场地混乱问题，一是设立集中统一的工艺场地，将制浆系统、石膏脱水系统和排放系统集中在一起，这样既能节约场地与成本，又方便脱硫工艺调试、运行、检修。二是将石膏浆液排出泵的出口设成两个，一个负责将石膏浆液运送到石膏旋流器内，另一个负责将石膏浆液运送到事故浆液箱，这样既节省管路减少成本又简便实用。三是两个吸收塔共用一个地坑，这样使脱硫项目占地面积有效降低，脱硫系统更加精简实用，整个脱硫工程的造价也随之下降。针对脱硫设备结垢和堵塞，可以采用抑制氧化或强制氧化等方法，将石膏饱和后析出的多余物质及时处理，从而避免了其在管道内结垢现象的发生。针对烟气脱硫废液处理困难，可以提高废液中有机溶剂的回收利用率，既实现了对废液的妥善处理，又实现了资源的循环利用[3]。

三、电厂烟气脱硫技术设计注意事项

据以往总结的经验，在电厂烟气脱硫技术设计时要注意以下事项：一是做好管件、管道的设计，控制好石膏浆液的流速，以稍大于临界学界流速为宜，平均速度一般保持在2－3m/s的区间，速度过高产生较大冲力，导致管道磨损过快；速度过低杂质难以及时排出，导致管道堵塞浆液淤积。二是做好阀门系统的设计。阀门类型众多，在石膏浆液管中为防止浆液淤积，宜采用防堵性能较好的蝶阀。阀门的安装位置，既要便于操作人员操作又要避开浆液易沉积地段和被隔离的管道上。三是由于泵出口方位不可随意变动，循环浆液管道、吸收塔循环浆液管道接口的位置要根据两吸收塔布置的位置而定。若吸收塔对称布置时，循环管道和接口不能对称布置[4]。

结语

综上所述，新形势下环境保护工作对电厂烟气脱硫工艺提出了更多更高的要求，传统的烟气脱硫工艺由于在技术水平、思维模式方面存在局限性或滞后性，必然需要在实践中进一步探索烟气脱硫工艺优化设计策略。只有不断完善烟气脱硫工艺，二氧化硫的排放量才能得到有效控制，电厂的社会效益才能稳步提升，环境酸化问题才能得到根本改善。

参考文献：

[1]乔宗良.石灰石/石膏湿法烟气脱硫系统优化技术研究[J].东南大学，2015，10：10-16.

[2]陈永萧．分析湿法烟气脱硫技术的研究现状及进展[J]．建材与装饰，2017，7：357-358.

[3]田珏.燃煤发电厂烟气脱硫技术及应用[J].科技风，2017，8：148-149.

[4]钱泾东.电厂烟气脱硫技术设计与实践[J].有色冶金设计与研究，2013，8：19-21.