论火电厂脱硫节能降耗技术的改进措施

邓俊杰

摘要：作为我国最主要的能源物质，煤炭大部分用来进行火力发电，而伴随煤炭发电而生的则是越来越多的二氧化硫排入大气，必然会对我国自然环境和城市生活环境带来很大负面影响。由此为减少排放的二氧化硫，火电厂通常都会利用脱硫技术对二氧化硫物质进行处理。但是脱硫的过程也伴随着巨大的能量消耗。为有效减少硫化物污染，节省火电厂生产成本，就必须做好脱硫节能降耗技术的更新和改进，实现火电廠的可持续发展。

关键词：火电厂脱硫;节能降耗技术;改进策略

引言：

我国的主要能源物质是煤炭，并且大部分的煤炭资源主要是用来发电的。煤炭在燃烧发电过程中，会产生大量的二氧化硫，它是一种环境污染物质。考虑到环境污染问题，很多火电厂都会采取一定的脱硫技术对在发电过程中产生的含有二氧化硫的物质进行处理，但是，脱硫过程所消耗的能量是非常大的。因此，为防止火电厂发电造成环境污染问题，并实现火电厂的节能环保，走可持续发展道路，研究火电厂脱硫的节能降耗问题是具有现实意义的，是火电厂体提升自身经济效益、促进企业稳定发展的重要途径。此外，火电厂脱硫过程中节能降耗的实现也是实现生产低成本、脱硫高效率的重要方法，符合国家的相关节能减排政策，可有效推动社会可持续发展。

1、火电厂脱硫技术发展简介

我国的火电厂脱硫技术起步较晚，因此总体上而言还缺乏自主创新性。火电厂脱硫主要分为三个阶段：燃烧前的脱硫，燃烧中的脱硫，燃烧后的脱硫。燃烧前的脱硫主要是指对所用的煤炭进行脱硫处理，目前采用的主要方法有化学法、物理法和微生物法，燃烧前脱硫工作的质量将对后续的工作产生巨大的影响。燃烧中的脱硫作为整个脱硫工艺的中间环节，也具有至关重要的作用。该阶段运用的最主要的方法为流化床燃烧脱硫，该方法通过在流化床中添加固硫剂、提高通风条件等方式来提高燃烧效率，从而能够有效的减少SO2排放量，其具有成本低、效率高的优点。燃烧后的脱硫主要是在烟气排放之前对燃烧中已经形成的SO2进行处理，烟气侧脱硫有干法、半干法和湿法等多种方式，此外还有一部分沿海的发电站在使用海水脱硫的方法，该方式主要是运用海水的碱性特性来吸收SO2，该方法最大的优点是成本低，但是由于受到地域的严重限制，其难以得到推广。

2、新时期火电厂脱硫技术

2.1燃烧前的脱硫技术

以前燃烧前脱硫是物理、化学或生物方法在煤炭脱硫，投资大、技术高成本和应用程序并不积极。近年来，随着科学技术的发展，人们提出了从源头上控制二氧化硫，是洗煤的主要方法和整体煤气化联合循环技术（IGCC）。硫在高硫煤矿中的含量比较高，脱硫从源头来解决这个问题，可以有效地控制二氧化硫。80%-90%的煤炭在发达国家进行了燃烧前的脱硫，一方面，去除硫在煤中的含量，另一方面为了提高资源利用率，减少流量。为了控制二氧化硫，国家应该完全支持煤矿建设的自由煤，减少火力发电厂对周围环境的污染。未开发的整体煤气化联合循环技术在20世纪，煤的气化，然后气体燃烧驱动燃气轮机发电。技术优势：热效率高，煤中的硫可以脱掉98%，二氧化碳可以回收，产生很少的固体渣，技术上成熟的同时，可以大规模生产。

2.2燃烧中的脱硫技术

燃煤在锅炉内燃烧的过程中会产生一定的二氧化硫，对这部分二氧化硫进行脱除是火电厂生产的重要环节。燃烧中的脱硫技术又被称为炉内脱硫技术，具体是指利用脱硫剂对燃煤燃烧时生成的二氧化硫进行脱除。相关研究结果表明，脱硫剂能够与煤炭中的硫组分产生化学反应，进而生成硫酸盐，由于硫酸盐本身的比重较大，所以不会随烟气排出炉外，而是会沉积到炉渣中。在生产中，火电厂使用比较普遍的脱硫剂有石灰石、熟石灰以白云石等，为了最大限度地发挥脱硫剂的作用，炉内燃烧时的脱硫温度应当控制在800℃～1200℃。在锅炉燃烧中，常用的脱硫技术有循环流化床和喷钙脱硫等。

2.3燃烧后脱硫技术

燃烧后脱硫技术指的是炉气脱二氧化硫排放技术。这种方法有很多，国际上一些发达国家积极发展烟气脱硫的新技术，该技术，脱硫率高，运行可靠，易于工业化。随着技术的发展，脱硫装置，减少成本的更完美的工艺，占地面积少，变得先进、高效和低成本的脱硫技术。烟气脱硫技术是广泛使用的。

3、火电厂脱硫节能策略

3.1变频器技术

通过对火电厂脱硫系统进行分析，笔者发现，耗电量占比最大的设备是增压风机，为了在高效脱硫的同时，降低能耗，必须对增压风机进行节能降耗。目前，大部分火电厂采用的脱离系统中，增压风机对出入口风量的控制一般都是通过节流调节的方式实现的。实践证明，这种方式的损耗较大，能耗较高。鉴于此，可对增压风机的调节方式进行改进，来实现脱硫系统的节能降耗，具体做法是在脱硫系统中应用变频器技术，对增压风机进行变频调节。变频调节能够通过改变增压风机的转速改变其特性曲线，这样便可以达到调节风量的目的。相关研究结果表明，当管道的特性保持不变，风机转速与其耗电量成正比，由此可见，对风机转速进行调节，可以降低其能耗。

3.2改进脱硫工艺

传统的脱硫工艺，虽然可以保证脱硫效率，但是设备较多、过程繁杂，使得能耗较高。为降低能耗，人们应当对脱硫工艺进行优化改进，可以采用石灰石-石膏进行脱硫。这是一种新型的脱硫工艺，归属于湿法脱硫的范畴，其主要包括以下几个系统：吸收氧化、石膏脱水、烟气排放等。该工艺不仅设备的运行费用低，运行过程稳定，而且脱硫效率也比较高，目前很多大型的火电厂都采用该脱硫技术。石灰石—石膏湿法脱硫工艺主要包括吸收氧化系统、石膏脱水系统、浆液制备系统、烟气系统和排放系统。该脱硫工艺的具体流程如下：锅炉烟气首先经过电除尘器进行除尘，然后分别经过增压风机和GGH换热器，温度降下来之后进入吸收塔。烟气进入吸收塔之后会向上流动，同时塔内会有循环浆液向下流动，二者在塔内会逆流接触，烟气在逆流接触过程中被洗涤，而向上流动的浆液则从喷浆层的喷嘴进入吸收塔中，达到脱除其中的二氧化硫、三氧化硫、氟化氢和氯化氢等物质的目的。同时，经“强制氧化工艺”处理所得到的反应副产物半水亚硫酸钙被进入的空气氧化成石膏，并作为吸收剂中的石灰石使用。而循环浆液则通过循环泵被输送到喷淋层中，经喷嘴被雾化，气体和液体就可以更加充分地接触。在吸收塔中，二氧化硫和石灰石反应会生成石膏，该种反应形成的石膏通过浆液泵进入石膏脱水系统，完成净化的烟气则进入除雾器除雾。

这种生产工艺的节能降耗具体体现在以下几方面：①石灰石—石膏湿法脱硫工艺中的高速气流设计有效加强了物质之间的传递能力，系统生产所需要的成本和能耗都随之降低;②该工艺在压降和二氧化硫去除之间的关系得到了平衡，系统反应的效率更高;③该工艺所用的吸收塔中安装有液体再分配装置，可以有效避免烟气爬壁现象的出现，脱硫效率可以达到95%以上，工艺的能耗也大幅降低;④该工艺所得到的脱硫副产品可以进行回收利用，实现了环保节能。

3.3电子束照射法

这种工艺是通过高能量的电子流照射烟气，激发烟气中的氮气、氧气、水等分子具有强氧化性的自由基，这些自由基同烟气中的二氧化硫等发生氧化反应生成硫酸等酸类物质，然后这些酸再同喷入的氨接触并生成稳定的硫酸氨和硝酸氨固体颗粒，被除尘器收集，产出混合化肥。但是电子束照射法需要的前期投资很高，用电也很强，其需要氨水做吸收剂，运行费用较高，在一定程度限制了电子束照射法的推广应用。

4、结束语

总之，火电厂在平时工厂运作中，企业只有从根本上认清了节能降损技术的实际意义，才能在保证环境的基础上，实现企业的稳定发展以及经济效益的良性增长，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献：

[1]孟磊.大型循环流化床机组节能优化运行技术研究[D].北京：华北电力大学，2013.

[2]何伟，邓保建，李延平，董威，危凤鑫.火电厂脱硫废水及脱水系统节能优化改造[J].内蒙古电力技术，2014，02：62-65.