电厂脱硫及除尘技术概述和适用性分析

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(1.新疆电力建设调试所有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830000；2.国网新疆电力有限公司电力科学研究院，新疆乌鲁木齐 830000)

0 引 言

近年来，我国经济社会快速，工业化进程加速，大型发电厂的建设也处于高速发展的阶段，然而，其中存在诸多尚待解决的问题，如脱硫除尘技术的优化研究等，这些技术问题严重影响了电厂的洁净化发展，对环境造成了不可逆转的污染。煤炭燃烧释放的粉尘、碳氧化物和氮氧化物等直接影响着人类的健康，进一步地导致我国区域范围内的酸雨现象严重[1]。因此研究有效的脱硫除尘技术对我国火力发电的长远发展以及人类的健康具有重要的意义。

1 脱硫技术介绍

1.1 湿法烟气脱硫技术

湿法脱硫技术属于气液反应，因此反应稳定、速度快、效率高。但是这种方法的投资、运维费用较高、系统设计复杂，设备受腐性严重，并且液态的脱硫产物一般为液体或淤渣，难于处理。在我国电厂常用的湿法脱硫技术中，有直接的石灰石/石灰-石膏法脱硫法、间接的石灰石脱硫法等[2]。

(1)石灰石/石灰-石膏脱硫法

石灰石/石灰-石膏脱硫法被广泛用于世界范围的火力发电厂中，由于其技术较为成熟，效率较高。该方法主要是利用液态的石灰石或者石灰来吸收烟气中的硫氧化物，通过分离技术将生成的分离的CaSO3除去，或以CaSO4形式进行回收，其效率可达到90%以上。

(2)间接的石灰石脱硫法

间接方法主要包括利用碱性硫酸铝、稀硫酸等溶液进行间接脱硫。利用上述溶液吸收硫氧化物，并接下来将碳酸钙与吸收液反应，发生再生反应。间接法明显减少了二次污染，操作过程简便，无结垢、堵塞。

1.2 干法烟气脱硫技术

干法脱硫是整个脱硫过程在干态下完成，其中包括吸收和产物处理等过程，干法脱硫主要包括活性炭法、荷电吸收法等[3]。典型干法脱硫系统将脱硫剂直接喷入炉内，在高温下煅烧，并在煅烧后形成多孔氧化钙颗粒，氧化钙颗粒和SO2反应生成硫酸钙固体，达到脱硫的目的。

该法系统结构简单、无污水处理系统，排放物量小、对设备腐蚀性小，运行费用低，但是该方法反应速度低，脱硫效率低，最高仅可达到80%。干法脱硫效率较低，易结垢，磨损明显，稳定性较差。

2 烟气除尘技术介绍

2.1 烟气布袋除尘

锅炉烟气被送入布袋除尘器，通过机械过程收集，然后通过滤袋过滤进入大气。布袋除尘法能较好地捕集细颗粒，效率高，效果好。烟气布袋除尘主要包括以下几种方法：

(1)低压脉冲回转袋式除尘器。该方法成功应用于内蒙古丰泰发电有限公司，此后在郑州热电厂、北京高景电厂等广泛应用。该方法中回转机构的稳定性对设备的整体运行效果具有重要的影响，同时也制约着锅炉的稳定运行，此外，该方法的缺陷在于清灰不彻底，对气体的压缩浪费的能耗较高。

(2)脉冲喷吹袋式除尘器。我国于20世纪80年代初从瑞典引进，经过近20多年的发展已经在我国被广泛应用，成为除尘主导产品，尤其是在钢铁、水泥等行业也已成功应用，并取得了较好的效果。

(3)电袋复合除尘器。该方法保留了除尘器中的的1#电场，拆除了2#和3#电场中的极线、极板，并将其改为袋式除尘器，该方法适合于电除尘器技改工程。

2.2 电除尘

电除尘主要是利用高压静电场作用捕捉烟气粉尘，以达到除尘的目的。首先设置有两个金属阴阳极，其曲率半径差异性较大，在高压直流电的作用下产生不均匀静电场，高压直流电压值大于游离电场，放电现象发生，同时产生正负离子，产生的正度离子在电场作用下反向移动，电子与中性粒子碰撞形成负离子，正离子会与烟气粉尘颗粒碰撞，导致烟气粉尘带电，致使粉尘落到电极侧，待形成粉尘层，通过机械振打出去电极表面的粉尘层。电除尘主要适用于对1～2 μm的粉尘，其集尘效率在98%～99%；电除尘适用于对高温(500 ℃以下)烟气除尘；另外，电除尘适合于对大型工程的烟气处理，其体现出的经济性更加明显。

3 脱硫除尘一体化技术

3.1 干法燃煤锅炉烟气脱硫除尘一体化

干法脱硫除尘技术主要包括荷电吸收喷射法和等离子体法[4]。荷电干式吸收剂喷射脱硫降尘方法是吸收剂通过在高压电晕中快速充电，使其表面产生静电荷，在同性电荷相斥的作用下，吸收剂在烟气中扩散，并处于均匀悬浮状态，随后与SO2反应，脱硫效率达到 70%以上。等离子体烟气脱硫除尘是将烟气中N2、O2及H2O等在电子束作用下吸收能量，得到反映较强的自由基，其与烟气中的SO2反应，达到脱硫目的。

3.2 湿法燃煤锅炉烟气脱硫除尘一体化

湿法脱硫除尘技术主要包括文丘里法、双碱法法等。文丘里水膜脱硫除尘是指烟气高流速通过文丘里管，产生雾化现象，文丘里管喉部进行分水雾化，雾化的烟气与雾化的净化液滴充分接触碰撞，以此出去烟尘。烟气离开文丘里设备后在主塔中旋转上升，在离心力的作用下，同时由于烟气温度的降低，微小颗粒的烟尘降落下来并被收集。双碱法旋流板塔脱硫除尘是在引风机的作用下，烟气进入换热器，在被低温烟气降温后进入除尘塔，在除尘塔中烟气与水混合撞击，达到烟尘集聚降落的目的，随后烟气进入脱硫装置，经过多次与碱性溶液的混合过程，烟气被净化。

3.3 干湿结合燃煤锅炉烟气脱硫除尘一体化

干湿结合燃煤锅炉烟气脱硫除尘主要包括SHG法、喷雾干燥法。SHG型脱硫除尘是首先将烟气通入旋风除尘段，以出去大颗粒尘土，随后进入吸收段，利用筛板脱硫除尘，最后进入脱水段，在出去水分，最终实现烟气脱硫除尘脱水目的。喷雾干燥法是向烟气中喷入熟石灰和反应助剂，几者进行充分反应除尘脱硫。反应产物为固态硫酸钙，其会黏附有烟气所携带的粉尘，并在反应中逐步聚集增加，最后被除去。

4 结束语

发电厂的脱硫除尘技术有待进一步改进，首先需要从国家、政府层面引起重视，推出积极的鼓励措施和引导政策，对于技术重点和技术难点要是引起充分重视，组织人员进行技术攻关；企业自身要积极改进现有的脱硫除尘技术，对经营运行模式进行积极改进与发展，引进国内外先进技术，对工作人员进行技术培训与现场指导；企业层面要从设备性能、系统模式、运维方式等进行严格把关，提高设备的运行稳定性、提高系统运行效率[5]。