试论燃煤电厂脱硫的现状分析和防治对策

郑楚晋

摘要：煤炭中的硫是造成环境污染和制约煤炭资源充分合理利用的主要因素之一。我国煤电装机容量全球第一，其燃煤量约占全国煤炭消耗总量62%，因此，燃煤烟气SO2是大气污染主要来源之一。目前，我国90%以上的燃煤烟气脱硫设施采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，将石灰石（CaCO3）磨制而成的浆液作为脱硫剂，在脱硫塔内高效洗涤脱除燃煤烟气中的SO2，最终反应生成的副产物为石膏。因此，烟气脱硫需要消耗大量的石灰石资源，从而导致石灰石过度开采，生态破坏严重，不符合可持续发展战略。同时，由于脱硫副产物（石膏）不能完全资源化利用，造成新的固体废弃物污染，影响生态文明建设。因此，传统工艺路线未来必将遭遇各种发展瓶颈和制约。

关键词：燃煤电厂;脱硫;现状分析;防治对策

引言

近些年，酸雨和环境污染状况加剧，主要原因就是SO2的排放，面对这一系列问题，我国也出台了相应政策，对电厂SO2排放进行控制，但仍然存在脱硫设备建设不完全、监管工作不到位、产业化发展的滞后性等问题，那么如何解决这一系列问题就成为环境保护的关键。

一、燃煤电厂废气的基本组成与危害性分析

所謂燃煤电厂，通常是指以社会输送电能为职责，借助煤炭来推动汽轮机转动的发电厂。作为燃煤电厂的主要组成部分，煤炭是自然资源中较为珍贵的不可再生资源，其中包含许多氧、碳、硫、氮等元素，正是由于该元素的存在才会导致在燃烧之后向环境中排放一些烟尘。值得一提的是，煤炭的烟尘中通常含有氮氧化物、硫氧化物以及一氧化碳等有害气体，这些气体会给我们日常生活带来许多不便。当这些有害气体与环境中已经存在的固态颗粒一起流通到大气中以后，就会导致整个大气的质量下降，进而形成雾霾等极端天气。随着近年来国内雾霾天气发生频率的日益提高，使得大众对于该类天气的了解越来越深，雾霾会无视粘膜以及纤毛的保护作用，会较为直接地作用于我们的呼吸系统，使人们更容易暴露在呼吸疾病的危害下。更为可怕的是，这些有害气体也可能导致酸雨天气，酸雨不但会给工业生产以及农业生产造成巨大损失，还会对城市建筑产生一定的腐蚀，从而对人们的正常生活产生负面影响。

二、燃煤电厂脱硫的现状分析

（一）监管工作不到位

在脱硫设备的使用方面，国家缺乏相应的细则要求以及科学的评价指标，使得实际脱硫设备的实际使用性较差。虽然我国已经出台了关于电厂SO2处理的相关政策和规定，同时也发布了相关文件和规划，其中与脱硫直接相关的文件就多达十余个，但各个文件之间普遍存在不协调以及相互矛盾的问题，且地方政府在实际要求上未落实到位，使得脱硫问题的处罚和监管缺乏明确的依据。除此之外，由于监管人力不足，尤其是脱硫设备使用的实时监控人员缺乏，使得电厂使用更加低廉的电价，很多电厂为逃避环保监管，节约生产成本，将能够正常使用的脱硫设备有意停止。并且一些电厂在脱硫设备机型选购时，常以价格低廉为主要目标，使得脱硫设备的使用达不到标准要求，效率低下。

（二）脱硫产物石膏不能完全消纳成为新增固体废弃物

脱硫石膏是石灰石-石膏湿法脱硫工艺的主要产物，在国内主要用于建材、水泥等行业。“十一五”期间脱硫石膏综合利用率逐年上升，但由于我国天然石膏资源丰富、区域间不平衡以及石膏品质不稳定等限制了脱硫石膏的进一步利用，“十二五”期间综合利用率大概在70%左右，难有突破。剩余近30%的脱硫石膏无处消纳而只能堆放和抛弃，这不仅占用大量土地、造成资源浪费，而且会对周围环境造成二次污染。而在我国中西部及北方许多地区石膏综合利用率很低，基本堆放灰场，甚至挤占土地资源，影响生态环境。

三、燃煤电厂脱硫的防治对策

（一）落实监管职责

对于现阶段电厂中存在的脱硫工作监管不到位，出现浪费资源，排放超标气体的问题，应从以下几个方面解决：一是对电厂脱硫处理公平竞争问题进行解决，要求对所有电厂脱硫处理过程中建设监测系统，改造或补充建设监测系统不完善或未达到标准要求的电厂。二是通过技术手段与网络手段等实现远程监测，保证执法行为的及时性，环保部门应研发一套具备多种功能的网络系统，对电厂脱硫处理过程进行在线监测，并连接各省的环保监测机构，由环保机构统一管理加封监测端口和数据采集，实现实时性、动态化远程监控，需要注意的是，软件应当与相关的排污交易制度进行妥善结合。三是通过奖励机制的建立，使全社会参与到脱硫处理的监督工作中。

（二）基于煤炭硫转化分离的脱硫技术

基于煤炭直接脱硫的源头脱硫技术有电磁辐射煤炭脱硫、煤炭微生物脱硫等。电磁波辐射煤炭源头脱硫技术，是通过电磁波（如微波等）辐射煤碳将煤中的无机硫（主要是黄铁矿）转化成磁性强的磁黄铁矿，通过磁选分离出来作为铁矿石综合利用。但该技术对煤炭中的有机硫作用不大，因而更加适用于无机硫含量高的中高硫煤种。通过高硫煤的源头脱硫处理降低入炉煤硫分，可为现役机组实现稳定超低排放提供可靠的输入条件。煤炭的生物脱硫法是利用微生物选择性地氧化煤中的有机硫和无机硫，将不同形态的硫转化成为水溶性的化合物，再结合浸出、浮选或絮凝等工艺将硫分离出来，从而达到除去煤炭中硫的目的。其优点是微生物不仅能够选择性地脱除煤炭中结构复杂、散布粒度很细的无机硫，同时又能脱除煤炭中的部分有机硫，且成本低，脱硫效果好，具有很好的发展前景。但煤炭生物法脱硫应用受到处理时间、菌种类型、作用环境、煤种抑菌性、煤炭理化特性等诸多因素影响，且洗选分离后的溶液回收处理复杂，限制了该技术的应用和推广。高效普适性菌种筛选和培育、氧化消解型菌种与溶液还原型菌种耦合处理或是未来煤炭生物资源化脱硫更容易突破的方向。

四、资源化原煤脱硫技术发展趋势

煤炭脱硫、副产物资源化就是一条比较好的技术路线，其中电磁辐射煤炭脱硫是近几年发展起来的资源化原煤脱硫新方法，相比于其他技术，电磁辐射脱硫技术具有反应速度快、条件温和、易于控制和对煤炭主体结构破坏小等优势，在降低中高硫煤的硫份、优化煤质等方面，具有巨大的应用潜力。目前国内外电磁辐射脱硫总体处于试验研究阶段，存在原煤脱硫效率低、运行能耗高、装置不能连续运行等主要问题。国内介质复合强化电磁辐射原煤脱硫及资源化技术研究已有一定进展，需要进一步加强煤中无机硫对电磁辐射吸收特性、硫份迁移转化规律、强化介质配方等基础研究，开发工业电磁辐射连续流动反应器和多级分选装置等核心装备，研究控制系统及工艺操作流程升级优化等问题，尽快形成电磁辐射介质复合强化多级分选原煤脱硫及资源化成套技术，并推进产业化进程。同时针对中高硫煤脱硫开展燃煤源头脱硫与燃烧后烟气脱硫匹配耦合以实现中高硫煤经济、稳定、可靠超低排放。

结束语

总而言之，电厂一般为国有企业，其发展也推动着国民经济的发展，但在燃煤电厂中，SO2排放问题受到广泛关注，不仅关系着电厂运行成本，还与环境保护息息相关。近些年，因SO2排放导致环境污染问题日益严峻，电厂SO2排放的治理问题势在必行，可从完善脱硫处理法律法规、落实监管职责、改变能源战略、发展煤炭清洁技术等方面着手，对电厂SO2排放问题进行有效处理，保护环境，保证电厂的持续发展。

参考文献

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