浅谈火电厂脱硫技术与应用

武俊亮

摘要：脱硫工艺要与我国电厂的实际发展情况相结合，不仅要满足吸收二氧化硫的功能，同时要保证企业的经济效益，促进电厂的良性发展。电厂要选择与自身经济发展相适应的脱硫方式，来保证企业的良性发展，同时要根据实际情况进行一些建设性的创新。脱硫时要选择易于操作的工序方法，并且要能确保运行的稳定性。在脱硫工序中不仅要降低二氧化硫的排放，同时要防止脱硫后的废水废渣造成二次污染。

关键词：二氧化硫 ；脱硫工艺 ；电厂煤炭污染

1 火电厂常见脱硫技术的应用

常见的脱硫方法主要分为三类，分别是燃烧前脱硫、炉内脱硫和烟气脱硫，而目前烟气脱硫是最常用的脱硫方法。燃烧前脱硫通常是指对煤炭的含硫量进行减低。炉内脱硫通常是指在燃烧的过程中加入固硫剂，生成硫酸钙等固体物质，使硫固化与炉渣一起排掉；烟气脱硫主要是指对燃烧后的烟气进行脱硫，让烟气达到排放的标准。

1.1 燃烧前脱硫

燃烧前脱硫是指对煤炭进行净化，通常采用物理净化、化学净化或者是生物净化来对原煤进行清洗，在燃烧前除去硫，以降低硫对环境的污染。而三种净化方式中物理净化是原煤净化中最受欢迎的净化方式，因为工艺简单，投入较少。主要是根据硫化物质与煤炭密度的差别，将煤炭碎后经过旋流器后，硫化物与煤炭分离，但是目前我国技术还不够成熟，只能脱去40% 到 80% 的硫，远低于欧美等发达国家的水平。

1.2 炉内脱硫

炉内脱硫是指在燃烧的过程中进行脱硫，在燃烧时向炉内添加固硫剂，例如碳酸钙等物质，使固硫剂与燃烧中的二氧化硫起到化学反应，形成固体的硫化物，减少烟气中的二氧化硫。炉内脱硫的费用投入相对较少，适宜中小型的电厂使用。但是炉内脱硫的效率低下，而没有反应的固硫剂则会降低静电除尘器的使用效率，减少了除尘器的使用寿命。炉内脱硫技术主要包含炉内喷钙工艺和型煤固硫工艺。而炉内喷钙技术发展历史悠久，源于 20 世纪 60 年代，但是脱硫的效果不佳，效率低下，并且带来的副作用影响较大。型煤固硫化技术主要是指由型煤企业生产型煤，再出售给电厂，电厂直接使用到生产中。我国曾经致力于型煤生产企业的发展，但是设备和技术不够成熟而不能够大量生产型煤。目前我国的型煤固硫率远低于欧美等发达国家，我国目前的固硫率只有 40% 左右，而美国、日本等发达国家脱硫率可以达到 80% 以上。

2 火电厂脱硫技术的新发展

烟气脱硫是指在燃烧后对尾气进行脱硫，降低烟气中的二氧化硫的含量，以确保尾气能够符合国家标准。通常烟气脱硫是在烟气管道上安装脱硫设备，来降低二氧化硫的含量。烟气脱硫通常可以划分为三类，分别是干法脱硫，湿法脱硫以及半干法脱硫。

2.1 干法脱硫

干法脱硫是指用固态粉末在完全干燥的状态下进行操作，可以采用气力传输或者是罐车传输，不会产生腐蚀、沉积等，净化后的尾气可以直接达到标准排放。但是干法脱硫存在一定缺陷，脱硫的效率较低，操作要求高，管道磨损较严重，同时会产生大量的灰。

2.1.1 活性炭吸附法

在烟气管道中放置活性炭，吸附尾气中的二氧化硫，以降低二氧化硫的含量。活性炭作为强有效的吸附剂能够很大程度的烟气中的二氧化硫，将二氧化硫吸附在活性炭的表面，同时二氧化硫被氧化成三氧化硫，遇上管道中高温的水蒸气形成了稀硫酸。这一方法操作相对简易，效益较高，脱硫效率能达到90% 左右，但同时也存在一定的问题，主要体现在以下三个方面。吸附剂工作的管道内的气流速度要求复杂；活性炭本身易被氧化；活性炭在吸收二氧化硫后，表面覆盖稀硫酸，吸附能力减弱。

2.1.2 碱性铝酸盐法

碱性铝酸盐方法与活性炭吸附的方法类似，利用碱性铝酸盐作为吸附剂来吸收烟气中的二氧化硫。主要工作原理是烟气通过空气预热塔的装置，进入集尘器装置，再在 330℃的高温下进入反应塔，烟气从下往上飘遇上碱性铝酸盐颗粒相互接触时二氧化硫被碱性铝酸盐吸收，变成硫酸钠颗粒，还可以转化成碱性铝酸盐颗粒，可以多次循环利用。但是，碱性铝酸盐存在两方面的不足，主要是脱硫的工艺比较复杂；碱性铝酸盐的循环利用率低，转化过程中损耗较大，经济效益低下。

2.1.3 荷电干式喷射法

荷电干式喷射法是指利用二氧化硫吸收剂高速通过高压静电电晕充电区，来获得大的静电荷后，将大的静电荷喷射到烟气中，增加了吸收剂颗粒与二氧化硫的接触面积，促进二氧化硫的吸收。因为吸收剂颗粒表现的电晕，增加了吸收剂的活性，能够更高效的吸收二氧化硫。荷电干式喷射法脱硫效率高，经济效益高，是非常高效的脱硫方法，广发运用于目前现有电厂的脱硫工序中。

2.1.4 等离子体法

等离子体法主要用于脱硫和脱硝的工序，同时能够生成可以再利用的资源，被认为是最环保的新兴技术。等离子体法主要是利用高能电子激活烟气中的 SO2、NOX、H2O 和 O2等分子，并将这些分子电离、裂解，从而产生大量的离子和自由基等活性粒子，并利用强氧化性的功能氧化 SO2、NOx、H2O 和 O2，同时加入氨，使它们发生化学反应，最终生成硫氨和硝氨化肥。

2.2 湿法脱硫

湿法烟气脱硫方法是指利用液体或者浆液的吸收剂来进行二氧化硫的吸收，而湿法脱硫的主要特点主要体现在：反应速度快、脱硫效率高并且液态的吸收剂利用率高 ；但是液态吸收剂容易使系统腐蚀，对脱硫设备容易造成损失，同时在排放污水时容易造成二次污染，运行的费用较高。

2.2.1 石灰石—石膏法

石灰石—石膏法是指利用石灰或者是石灰石浆液作为吸附剂来进行二氧化硫的吸收，吸附剂吸收后会产生石膏。目前石灰石—石膏法是电厂脱硫技术中应用最为广泛，技术最为成熟，脱硫效率相对较高的一种脱硫方法。石灰石本身比较廉价，脱硫率较高，吸收二氧化硫后形成的石膏还可以再利用。石灰石脱硫的主要优点在于利用率高，经济效益高同時使用的范围广。但是石灰石—石膏脱硫法的前期的投资高，工序较为复杂，设备的损耗严重。

2.2.2 氨法烟气脱硫

氨法烟气脱硫主要是指利用氨水作为吸收剂，在吸收塔中吸收二氧化硫，产生亚硫酸氨，经过氧化后，可以得到硫酸铵。氨法脱硫工艺的主要优点是反应速度快，二氧化硫的吸收率高，氨水吸收二氧化硫的系统设备简单，投入费用相对较少，经济效益高；同时氨法脱硫不会产生副作用，管道等不会出现腐蚀、堵塞等问题；氨法脱硫工艺对环境没有二次污染，不会产生废水、废渣等。

2.2.3 双碱法烟气脱硫

双碱法利用钠化合物和石灰石综合处理二氧化硫，首先利用钠化合物吸收二氧化硫，再通过石灰石是钠化合物再生循环利用。双碱法的优点主要是投入低，效率高并且对设备的损耗较少，但该方法会导致灰场的水质污染。

2.3 半干法脱硫

2.3.1 旋转喷雾干燥法

旋转喷雾干燥方法主要利用生石灰作为吸收剂，向吸收塔内喷射吸收剂的浆液，已达到吸收二氧化硫的效果，同时吸收烟气中的热量，蒸发水蒸气，最终以固态的形式排出硫化物的废渣。旋转喷雾干燥法的主要优点是投入低、操作简单、设备的损耗较少、脱硫后的废渣方便处理，但脱硫效率相对较低。

2.3.2 循环流化床法

该工艺主要是在循环流化床中加入石灰石，来吸收二氧化硫。该方法的主要优点是操作简单，投入低，石灰石的利用率高，脱硫效率高。

参考文献：

[1]陈佐玉.燃煤电厂脱硫工艺及工艺选择要素分析[J].化工管理，2013（10）.

[2]李秀平.中小电厂脱硫技术应用研究[J].中国资源综合利用，2012（02）.