燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议

燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议

郭军波 邓顺勇

大唐韩城第二发电有限责任公司 陕西省韩城市 715400

摘要：燃煤电厂在为人们提供生活基础的同时，还会给人们生活的环境带来危害。造成空气污染的有害物质之一就是燃煤电厂排放烟气中的SO₂，而这一现象正是该领域亟需解决的重点问题。为了保护环境，必须要对燃煤电厂排放的烟气进行脱硫处理，而目前我国的燃煤电厂在脱硫技术方面已经取得了较大的进步，但是尚有不足，故本文提出燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议，就目前脱硫技术的不足进行分析，并给予相关优化和改进的建议，希望能够为相关工作提供参考。

关键词：燃煤电厂；烟气脱硫；脱离技术；建议

1.前言

硫是煤炭中的成分之一，也是影响环境污染的一种化学物质。煤炭中的硫对世界环境的影响和矿产资源的利用率起到关键作用。我国的煤电装机容量处于全世界顶端。在我国所有煤炭消耗量中，燃煤量占有率达到62%，所以在大气污染中，煤炭燃烧所产生的SO₂为主要污染物。截至目前统计，在我国的煤炭产业中，有超过90%燃煤烟气排放的设备均采用石灰石与石膏湿法脱硫方式，其作用原理为把石灰石（CaCO₃）加工制作成脱硫剂并放入设备的脱硫塔处，通过全面的洗涤除去燃煤生产所产生的SO₂，脱硫剂与烟气中的SO₂会发生化学反应并生成副产物石膏。由于我国的煤炭产业规模巨大，就需要大量的石灰石来净化燃煤气体。石灰石的需求量巨大，矿产资源的过度开采，生态环境被严重破坏，打破生态平衡机制，阻碍了我国可持续发展的建设。于此同时，脱硫产物中的石膏不能被完全利用，导致固体污染物增加，生态环境承受巨大压力。

2燃煤电厂脱硫技术分析

最近几年，由于环境保护的需求增加和脱硫工艺的进步，在我国刚刚建起来的燃煤电厂主要的技术发生了一些改变，脱硫装置取消旁路，取消烟气换热器，脱硫风机和引风机相结合等。燃煤电厂去硫工艺的过程分为燃烧前、中、后。

2.1燃烧前脱硫技术

传统的去硫方式是通过应用物理、化学、生物等办法把硫从煤炭中剔除，投入资金多，花费的本钱多，还没有主动去推行运用。伴随科技的持续进步，有人提出要从根本上去把控二氧化硫，主要方法就是洗煤和相互联系的集成煤气利用多种热力学循环串联来获得更高热效率的工艺，不准挖掘含硫量高的煤炭，含煤地层中沉积硫铁矿必须尽可能多的去选择，这是从根本上把控硫氧化物。

2.2燃烧中脱硫技术

燃烧中脱硫是指燃料在燃烧时脱去含硫化合物的措施。它不仅能够做到脱硫，减少硫氧化物的排放，还可以使实际循环的有效功与所消耗热量的比值更大，减少燃料的耗损。就目前来看，发展相对完善的有硫化床燃烧脱硫技术（反应在气、固、液三相中进行，利用烟气显热蒸发水分，最终产物为干粉态）和炉内喷钙技术（把干的吸收剂直接喷到炉膛的气流中，里面的热量使吸收剂煅烧成CaO粒子,粒子与二氧化硫生成的反应产物被除尘设备捕获）。为了能够在单位时间内脱硫完成的工作量更多，而且投入资金更少，以缓解因为去硫而造成的经济压力，使得硫化床燃烧脱硫技术又一次受到人们的关注，并且很迅速的就得到了广泛应用。

2.3燃烧后脱硫技术

燃烧后脱硫技术其实就是烟气脱硫，其基本原理是中和酸碱反应，是避免二氧化硫释放到大气中的最终防地。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。共分为湿法、半干法和干法三种脱硫方法。湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为强碱性的液体或浆液。由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高。半干法烟气脱硫技术主要包括旋转喷雾干燥法和吸着剂喷射法，在这里着重介绍旋转喷雾干燥法。这个方法是美国和丹麦共同研发制造出来的工艺。该法利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥，完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。这个方法主要有四个步骤：首先，制作准备好吸收剂；其次，吸收剂浆液雾化；再次，雾粒与烟气混合，吸收二氧化硫并被干燥；最后，排放出脱硫过程中产生的废渣。这种做法和湿法脱硫相比较，具有设置装备简易，投资和运行费用少，占地面积小等特点。干法采用固体粉末或颗粒为吸附剂，干法脱硫后烟气仍具有较高的温度（100℃），排出后易扩散。

3脱硫技术发展趋势和建议

3.1脱硫技术的发展趋势

在燃煤电厂中，对煤炭进行脱硫处理、将副产物资源化是一项比较好的技术，其中在煤炭脱硫技术中，新兴一种电磁辐射脱硫技术，与其他脱硫技术相比，反应速度较快，反应所需条件温和、且整个技术过程容易控制，对煤炭结构的损坏较小，在煤炭脱硫、优化煤质方面具有较大的发展潜力。目前我国的电磁辐射脱硫技术处在试验阶段，并且存在脱硫效率低、消耗大、脱硫设备不能连续运行等问题。即使电磁辐射脱硫技术在我国已经取得较大的进展，但是仍需要进一步加强对电磁辐射吸收特性、硫粉迁移转化规律、强化介质配方等基础方面的研究，设计开发设备连续流动反应器和多级分选装置，对相关脱硫设备进行优化，加快形成电磁辐射脱硫成套技术，推动产业化发展。此外，还需要对中高硫煤的燃烧源头进行脱硫控制，并对燃烧后烟气脱硫匹配耦合，为燃煤电厂经济运行、烟气可靠排放打下坚定基础。

3.2烟气脱硫技术发展建议

（1）吸附再生的烟气脱硫技术

活性炭法、活性焦净化等吸附再生脱硫技术在很多化工领域都有试验和研究记录，但是在燃煤电厂还没有相应的试验。国家正在研发干式炭基催化法对燃煤电厂烟气进行脱硫处理，这项脱硫技术与石灰石湿法脱硫技术相比，能够高效祛除烟气中SO₂、NO_X等有害物质，保证硫资源的再生利用。

（2）吸收再生的烟气脱硫技术

我国贵州已经应用有机胺吸收再生脱硫技术，并且通过大量实验研究结果表明，有机胺吸收再生脱硫技术尚有不足，有较大的优化和改进的空间。对大规模烟气以及对高硫劣质煤烟进行脱硫处理，对相应设备和材料的要求较高，这就是说大型设备和材料成为脱硫技术发展的主要制约因素。

建议在未来研究过程中将设备的经济性、可靠性和材料的耐腐蚀性、导热性作为主要研究方向，除此之外，稳定的、经济性较高的可循环使用吸收剂的研制和改良也是该项技术中需要重点研究的内容。

（3）吸收耦合生物法回收的烟气脱硫技术

该项脱硫技术是通过碱性物质对烟气中的SO₂进行洗涤，并且将溶液的酸碱度控制在一定范围内，在将其导入生化池，通过特定的细菌将混合溶液中的亚硫酸根离子逐渐转变为硫磺，最后进行分离回收硫资源，碱性溶液可重复使用。该项技术被应用于宜兴某电厂，但是其中使用的菌种培养过程较为复杂，且成功率较低，故该脱硫技术没有得到大面积广泛使用。

该技术将生物和化工进行有机结合，为二氧化硫及其他有害物质的减排提供较好的思路，在未来的研究中，建议重视生物与化工之间的结合，将该项脱硫技术优化完善，研制出可行性较高的生物化工耦合的脱硫技术。

4结语

我国目前燃煤电厂脱硫技术已经取得良好的成效，并且广泛应用在各大燃煤电厂中。经过大量实践证明，虽然烟气脱硫技术取得较好的成绩，但是仍然存在很多不足之处，在未来的研究过程中，需要相关学者根据实际情况和发展需求，着重考虑企业经济效益、烟气污染等方面的因素，优化现有的脱硫技术，为保护环境做出贡献，为企业谋取更大的经济效益。

参考文献

[1]刘湘萍. 燃煤电厂脱硫技术及超低排放改造费效分析[J]. 中国化工贸易, 2019, 011(015):148-149.

[2]王文飚, 许月阳, 薛建明,等. 燃煤电厂脱硫技术研究进展及建议[J]. 电力科技与环保, 2020, 036(003):1-5.

[3]柴晋, 万忠诚, 武凯,等. 燃煤电厂脱硫废水烟气蒸发技术进展与应用[J]. 洁净煤技术, 2019, 25(02):27-33.