燃煤电厂烟气脱硫除尘技术研究

张晓鹏

摘 要： 改革开放以来，我国工业得到迅速发展，一方面促进了我国经济的发展，另一方面工业废弃物的排放加重了城镇环境的污染，如，硫化物、氮化物、碳化物等，如不进行有效处理，将对生态环境及生命健康造成严重危害。近年来，燃煤电厂借鉴国外烟气脱硫除尘技术的应用，总结出适合国内燃煤电厂应用的烟气脱硫除尘技术，主要包括湿法烟气脱硫除尘技术、干法及半干法烟气脱硫除尘技术，能够有效地将二氧化硫吸收，达到良好的除尘效果。

关键词：燃煤电厂 烟气脱硫除尘技术 原理 应用

中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）07-0294-01

前言

燃煤电厂供电原理是将煤炭燃烧产生的热能转化为电能，煤炭的燃烧会产生大量的烟气，烟气的主要成分为二氧化硫，如不进行处理吸收，排放到空气中会造成严重的空气污染，对人身体健康构成威胁。燃煤电厂烟气脱硫除尘技术的有效应用能够将烟气中的二氧化硫与碱性物质发生化学反应生成盐类物质，从而降低环境污染。本文将对烟气脱硫除尘技术的工作原理进行简单介绍，并对多种烟气脱硫除尘技术的具体应用进行分析，以提供参考。

一、烟气脱硫除尘技术原理

据调查统计，2004年我国燃煤电厂约消耗煤炭8.4亿吨，烟气排放量约为1100万吨，烟气的主要成分为二氧化硫。依据国外先进的烟气脱硫除尘技术的有效应用，目前燃煤电厂最有效的除尘方法就是对煤炭燃烧后产生的烟气进行脱硫，烟气中二氧化硫是一种酸性物质，烟气脱硫除尘技术的应用原理就是将二氧化硫与碱性脱硫剂混合发生中和反应，生成盐类物质，从而降低二氧化硫的排放，避免大气污染[1]。该技术能够最大程度地吸收二氧化硫，根据脱硫剂的干湿状态，可分为湿法烟气脱硫除尘技术和干法、半干法烟气脱硫除尘技术。

二、烟气脱硫除尘技术的具体应用

1.湿法烟气脱硫除尘技术

湿法烟气脱硫除尘技术是指能够与二氧化硫发生中和反应，达到吸收二氧化硫作用的脱硫剂为液态形式。包括石灰石浆液烟气脱硫技术、氨水溶液烟气脱硫技术、海水烟气脱硫技术。湿法烟气脱硫除尘技术具有较高的原料利用率，原料成本低，吸收效果显著，是应用比较广泛的一种烟气脱硫除尘技术。但在使用该技术进行烟气脱硫时，应对其脱硫产生的废弃物进行有效处理，以避免产生二次污染。除此之外，也要定期对脱硫设备进行养护，以避免物质之间的化学反应对设备的腐蚀，影响设备使用寿命。

2.石灰石浆液烟气脱硫技术

石灰石浆液烟气脱硫除尘技术是以石灰石粉末与水混合形成的浆液为主要脱硫剂，将石灰石以喷淋的方式接触烟气，同时向设备中引入空气，石灰石浆液与烟气中的二氧化硫充分反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙又与空气中的氧气接触被氧化生成硫酸钙（CaSO4），最终的脱硫废产物即为硫酸钙，不挥发有害物质，不会对空气造成污染，从而达到烟气脱硫除尘的目的[2]。由于石灰石在我国比较容易获取，成本较低，性质稳定，且该技术的对石灰石的利用率较高，因此，在烟气脱硫除尘技术中被得到广泛应用。

3.氨水烟气脱硫技术

氨水烟气脱硫技术的脱硫原理与石灰石浆液烟气脱硫技术相似，以氨气与水的混合溶液—氨水作为脱硫剂，氨水与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵（（NH4）2SO3），亚硫酸铵再与空气中的氧气接触被氧化生成硫酸铵（（NH4）2SO4），最终生成的硫酸铵即为脱硫产物，而硫酸铵又是制成农业肥料的重要成分，可将脱硫副产物进行二次利用，提高了氨水的利用率。氨水烟气脱硫除尘技术与石灰石浆液烟气脱硫除尘技术相比，在反应速率上更快，脱硫设备造价低。除此之外，还也可应用于工业脱硝技术中，应用后无废水、废渣产生。

4.海水烟气脱硫技术

海水烟气脱硫除尘技术也是湿法烟气脱硫除尘技术中的有效方法之一，该技术以海水作为脱硫剂。海水中含有一定的碱性物质，且含水量较高，该技术比较适用于距离海水较近的燃煤电厂，以提供足量的海水资源，降低烟气排入海水的成本。其原理为：二氧化硫气体融入海水中，生成亚硫酸盐，再将溶液引入曝气池，同时向曝气池内引入空气，亚硫酸盐中的亚硫酸根（SO32-）被空气氧化成硫酸根（SO42-），生成硫酸盐溶液[3]。此中技术无需特制脱硫剂，直接以海水作为脱硫原料，应用成本非常低，且脱硫副产物可直接排入海中，避免水的污染，该技术适用于建立在海边的燃煤电厂。

5.干法、半干法烟气脱硫除尘技术

干法、半干法烟气脱硫除尘技术是指应用该技术后，最终的脱硫副产物为干态或半干态形式。包括旋转喷雾器喷雾干燥脱硫技术、炉内喷钙加湿脱硫技术、流化床循环脱硫技术以电子束辐照脱硫技术。

6.旋转喷雾器喷雾干燥脱硫技术

旋转喷雾器喷雾干燥脱硫技术是半干法脱硫技术的一种，该项脱硫技术由美国和丹麦联合研发出来的，与湿法脱硫除尘技术相比，其应用的设备比较简单，应用成本低，逐渐被应用到国内的燃煤电厂烟气脱硫除尘技术中，并得到了不断的创新，使其应用更加广泛。我国山东潍坊电厂对该项技术进行了有效应用，并受到了良好的效果，为山东潍坊电厂脱硫除尘工作节约了成本，据调查统计，应用该项脱硫除尘技术后，山东潍坊电厂2013年度烟气排放量同比降低了34.5%。该项技术的脱硫原理为：将脱硫剂利用旋转喷雾器进行雾化，与吸收塔内的二氧化硫发生反应，由于该化学反应是吸热反应，能够吸收反应物及生成物中的热量，使水分蒸发，形成半干态形式的脱硫副产物。该技术以石灰石作为脱硫剂，石灰石经旋转喷雾气雾化后可形成粒径绩效的雾化颗粒，能够充分地与烟气中的二氧化硫反应，且反应迅速，能够吸收大量的热量，提高脱硫效率。

7.炉内喷钙加湿脱硫技术

炉内喷钙加湿脱硫技术是在传统的炉内喷钙技术的基础上研发出的一种干态烟气脱硫除尘技术。传统的炉内喷钙脱硫技术的除尘效率约为15%～20%，炉内喷钙加湿脱硫技术是在除尘装置中加设一个加湿装置，通过喷水加湿，有效的提高化学反应速率，使除尘效率达到60%～65%，该种脱硫技术设备利用率较高，设备造价低，但与湿法脱硫除尘技术相比，除尘率较低。我国长山热电厂就对该项技术进行了应用，应用效果良好。

8.流化床循环脱硫脱硫技术

流化床循环脱硫脱硫技术是借助循环流化床的导热和导质特性，将石灰石加入到循环流化床中，通过石灰石与二氧化硫的反应达到脱硫目的，再吸收二氧化硫的同时，循环流化床的导热和导质性能可以同时除掉氯化氢和氟化氢等有害物质[4]。循环流化床的导热性可对反应温度进行循环控制，使反应在最佳的温度下进行，提高原料利用率。该项技术工艺简单，设备造价低，脱硫副产物为干态，无有害物质排出。我国井冈山电厂就引进了循环流化床，并将其应用到脱硫除尘技术中，收到了显著效果。

9.湿式电除尘器

湿式电除尘器在燃煤电厂中得到广泛的应用，改设备主要是用来处理微颗粒、微量粉尘等，可以有效去除含湿气体重的酸雾、尘、气溶胶、PM2.5、臭味、水滴等有害物质，是燃煤电厂烟气脱硫除尘中较为理想的设备。

三、结语

总之，我国燃煤电厂分布较多，每年所需燃烧的煤炭量巨大，煤炭燃烧排放的大量烟气及粉尘是造成空气污染的主要原因之一，二氧化硫的排放导致酸雨的形成，对植物及建筑物的危害极大。因此，我国燃煤电厂应寻找有效的烟气脱硫除尘技术，借鉴国外的先进烟气脱硫除尘技术创新出适用于国内燃煤电厂的烟气脱硫除尘技术，促进经济与社会的可持续发展。

参考文献

[1]李娇.循环流化床锅炉燃煤技术热电厂生命周期评价[D]. 大连理工大学 2013

[2]曹辰雨，李贞，任建兴，李芳芹，吴江.燃煤电厂除尘设备除尘性能的分析与比较[J]. 上海电力学院学报. 2013（04）

[3]许月阳，薛建明，管一明，王宏亮，刘涛.燃煤电厂应对新标准二氧化硫控制对策研究[J]. 中国电力. 2012（04）

[4]许建华.基于熵权未确知测度模型的烟气脱硫技术综合评价[J]. 华北电力大学学报（自然科学版）. 2015（03）