火力发电中湿法烟气脱硫技术 应用探讨

火力发电中湿法烟气脱硫技术 应用探讨

赵建荣

大唐安徽省淮南田家庵发电厂 安徽省淮南市 232007

摘要：火力发电厂是耗能大户，也是空气污染及二氧化硫的主要来源之一。控制火力发电工业中的排放量就显得尤为重要，而湿法烟气脱硫技术是一种较好的方法，本文首先阐述了湿法烟气脱硫技术的特点，其次，分析了火力发电工业中应用的湿法烟气脱硫技术，同时，就火力发电工业中湿法烟气脱硫技术展望进行了深入的思考，具有一定的参考价值。

关键词：火力发电；湿法烟气脱硫技术；应用；展望

长期以来及今后很长一段时间内，我国的能源消费结构都将是以煤炭为主，其中绝大部分作为初始能源—用于燃烧。在电力工业中，火力发电是电力能源的重要组成部分，其装机容量及发电量均占全国发电总装机容量及总发电量的80%左右，是煤炭消耗的大户。而我国的502排放主要来自于煤炭燃烧。因此，火力发电工业是我国主要的502排放源之一。有效控制火力发电工业的502排放量，对于我国发生酸雨的频率、浓度及酸雨覆盖面积的减少，对于促进火力发电工业持续、健康地发展，实现经济、社会、环境全面协调的可持续发展至关重要。随着经济高速发展，环境问题的日益突出，已成为严重制约经济社会协调发展的重要因素之一。目前，我国正加大力度治理环境问题，出台了环境保护的长远规划及保护目标，初步建立了环境保护的法律、法规体系，制定了更为严格的环保标准，将极大地推动我国环境事业健康有序地发展。按照我国的环境保护法律及环保标准，火力发电工业必须加装烟气脱硫装置。

1. 烟气脱硫技术

石灰石的主要成分是碳酸钙，属于强碱性盐，并且难以溶于水。石灰石主要是用作循环浆液与富含二氧化硫的烟气进行接触，使二氧化硫等酸性气体被其吸收，溶解在水中，其产生的氢离子能够促进石灰石的溶解，产生钙离子、二氧化碳，二氧化碳在酸性中是不易存在的，会大部分逸出，钙离子与硫酸根离子结合生成难溶于水的亚硫酸钙，其属于中性产品，不够稳定，不能够露天堆放，必须对其进行强制氧化处理，生成较为稳定的硫酸钙，从而真正地达到脱硫的目的。火力发电产生的高温气体经过除尘器，进入到脱硫系统中。经过烟气加热器后的气体，在经过湿烟处理后，进入吸收塔，与循环浆进行接触，并被浆液吸收。烟气经过气液分离器之后，经过烟气加热器后排出。循环浆中的水溶液吸收了二氧化硫之后，使溶液的酸性增强，使二氧化碳从其中逸出。由于烟气中含有氧气，导致部分亚硫酸盐被氧化为硫酸盐，但是氧化率较低，从而容易在设备的内表面垢结，因此，为了避免二次污染，必须要进行强氧化处理，将亚硫酸盐氧化为稳定的硫酸盐。其工艺具有以下的特点：运行稳定并且技术成熟，烟气的处理能力高，脱硫效率能够达到95%；脱硫系统是独立的，不影响发电机组的安全运行。产生的副产品可以进行回收利用，成本低，但是对于材料的选用具有较高地要求。浆液的酸碱度是脱硫系统的重要参数，理论上越偏向于碱性，对于二氧化硫的吸收效果越好，脱硫的效率也越高，但是，碱性越高对于浆液中的副产品排除越不利，因此，需要将浆液的酸碱度控制在较高的脱硫效率之内。石灰石是难溶于水的，其活性较小，对于反映的进行是不利的，但是，我们可以通过控制液化比来克服它。通常情况下，吸收设备大多是空塔，不宜采用内部元件较多的设备，液气比越高，脱硫率就会越高，但是，当液气比提高到一定的程度之后，脱硫效率将不再明显地变化，通常将其控制在12L/m2左右。对于石灰石的品质要求也比较高，其品质越高就越有利于二氧化硫地吸收。同时，其产生的副产品的品味也会越高。此外，石灰石中所含有的杂质对于脱硫的效率也是有影响的。烟气与循环浆液的接触时间决定了空塔内气流的速度，对于二氧化硫的溶解及吸收的速率也是有直接影响的，气流的速度愈小，接触的时间愈长，愈有利于二氧化硫的脱除，降低了系统的阻力，就会造成塔的直径较大，使得成本增加；气流速度愈小，接触时间愈短，二氧化硫不能很好的与浆液接触，使得脱硫率较低，同时会带来阻力增加、除雾难度的增大等问题。因此，合理的气流速度对于脱硫是十分重要的，应该结合实际的生产，综合考虑各方面的相关因素，来确定塔中的流速，通常对于空塔来说，一般气流为3~6m/s。循环浆液的温度，浆液温度的高低能够影响二氧化硫在水中的溶解度，温度愈高，溶解度就会愈小，脱硫率就会愈低。循环浆液的温度一般为50~55℃。碳酸钙与二氧化硫的加入量应该相同，由于石灰石中还有杂质，所以石灰石的量应该稍微多一点，根据实践经验，当石灰石的加入量与二氧化硫的加入量的比例适中，脱硫率约为95%，由于实际情况的不同，所以应该结合实际情况来确定石灰石的加入量。

2. 脱硫技术在火力发电中的应用

此技术产生于20世纪90年代的重庆，通过对该技术的不断改进与创新，我国许多大型火力发电站已经开始投入使用，以下主要介绍在某发电厂的应用。其于1987年建设成功并投入使用，具有高压循环气锅炉、静电除尘等装置。此工程属于技术改造过的工程，并加入了烟气脱硫系统，完成了烟气道、脱硫系统、石膏的浓缩、水系统、氧化系统等的改造。改造的过程是在不影响正常生成的情况下进行的。浆液制备系统主要由粉碎机、混合槽、浆液泵等组成，主要是为了完成石灰浆液的制备，为进一步地脱硫做好准备工作，其提供的浆液浓度约为15%~25%。烟气脱硫系统主要由塔、风机、循环泵等相关部件组成。脱硫塔由塔体、双层搅拌器、旋流器和气液分离器等构成，系统的主要功能是：克服烟气经过时产生的压力下降，并去除其中的二氧化硫和粉尘，完成强氧化处理，并将副产品排出。石膏浆液浓缩系统包括：旋流器、相关槽、浆液泵等。主要是为了将石膏的浆液中石膏的浓度提高，使其从15%提高到50%，然后进行排出。水系统主要是用来对脱硫工艺中的水进行补充，并对有些设备进行冲洗及冷却。

3. 设计需要考虑的问题

根据该发电厂在投入使用中出现的一些问题，我们需要注意：浆液较容易沉淀与硬结，在进行设计的时候需要进行充分地考虑，进一步强化防止沉淀与硬结的措施，可以采用设置一些搅拌装置，加快循环浆液的流动速度，对其坡度进行加大处理等。由于使用的石灰石中含有部分杂质，其在酸性的条件下，将会加重对相关设备的腐蚀，因此，在进行设计的时候，要充分地考虑到这些物质的腐蚀作用，由于脱硫过程中浆液中含有许多固体性颗粒，对于设备的防止腐蚀涂层以及管道的防腐磨损都需要进行认真地考虑。在没有GGH的设计中，排除脱硫塔的大量饱和湿润气体，会在经过管道及烟囱的过程中产生大量的冷结水，这些水的去向问题需要进行充分地考虑。脱硫后的气体中会含有大量的强腐蚀性物质，使得烟囱的腐蚀度进一步提高，因此，需要考虑烟囱的防腐处理问题。

四、结语

石灰石/石膏法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、技术成熟可靠、适应性强的特点，已在国内获得了广泛的应用。脱硫副产品石膏目前绝大部分采用直接堆放或抛弃，没有很好地加以利用。石膏在建筑、建材行业应用广泛，建议脱硫系统增加石膏加工系统，将脱硫副产品加工成石膏板或炒制石膏等产品。通过脱硫系统的设计，深感国内在脱硫技术方面的基础研究薄弱，应该加强该方面的工作，真正实现脱硫技术和设备的国产化，达到世界发达国家的水平。

参考文献 [1]杨慧谷.烟气脱硫技术主要技术及其应该[J].电力环境保护，2006（02）. [2]蔡亲颜.国外主要脱硫技术的介绍及应用[J].电力技术，2007（13）. [3]妖彤.美国电力脱硫新技术的应用及标准[J].电力环境保护，2008（02）.

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