燃煤电厂脱硫技术研究

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1、燃煤电厂脱硫技术研究新疆电力设计院汪成[内容摘要]本文对国内外燃煤电厂脱硫技术进行了分析研究，同时对各种脱硫工艺进行综合评价，从脱硫效率、投资费用等方面及存在的问题进行了分析汇总。[关键词]燃煤电厂　脱硫工艺发展综合评价1．概述我国的能源构成以煤炭为主，其消费量占一次能源总消费量的70％左右，这种局面在今后相当长的时间内不会改变。火电厂以煤作为主要燃料进行发电，煤直接燃烧释放出大量SO2造成大气环境污染，且随着装机容量的递增，SO2的排放量也不断增加。加强环境保护工作是我国实施可持续发展战略的重要保

2、证。所以，加大火电厂SO2的控制力度就显得非常紧迫和必要。2．脱硫技术介绍目前，在全世界范围内已有近千套脱硫装置在运行，所用的脱硫方法也不尽相同。一般说来，燃煤设备的脱硫技术可以分为三大类，即燃烧前对燃料进行脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后的烟气脱硫。2.1燃烧前脱硫燃烧前脱硫包括：（1）煤的洗选根据比重的不同，可以将煤中比重较高的硫铁矿除去。常规的洗煤可除去约30％～50％的硫铁矿，如采用泡沫浮选工艺，可以除去煤中的40％～90％的硫铁矿。当然洗选法不能脱除有机硫和在煤中嵌布的很细的硫铁矿。（2）其他的燃

3、料脱硫技术化学浸出法，微波法，细菌脱硫，磁力脱硫，溶剂精炼脱硫这些新方法都在实验室研制成功，但其成本都太高而暂时无法在工业上应用。其中细菌脱硫法能够除掉90％的黄铁矿并且能够除掉40％的有机硫，目前这种燃烧前的脱硫的工艺正在中试阶段，如果能进一步降低成本和缩短反应的时间，那么它将是一种很好的燃烧前脱硫工艺。（3）煤的转化将煤气化或者液化，在气化过程中，硫转化成硫化氢，可脱除，在液化过程中，用加氢的溶剂萃取法，硫铁矿不溶于溶剂可脱除，有机硫在加氢时转化为硫化氢，可脱除。这样一来，在气化与液化的过程中就

4、可以脱除硫分，从而将煤转化成清洁的二次燃料。2.2燃烧中脱硫13此工艺一般使用石灰/石灰石作为脱硫剂，在燃烧中将它们喷入炉中，其最主要的反应方程式为：CaO+O2+SO2＝CaSO4此反应的最佳的反应温度为800～850℃，所以最佳的燃烧方式是流化床燃烧，其他的燃烧方式炉内喷钙的脱硫效果都不理想。2.3燃烧后烟气脱硫（FGD）燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，被认为是控制SO2最行之有效的途径。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时期内，

5、烟气脱硫将是控制SO2排放的主要方法。目前国内外火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势为：脱硫效率高、装机容量大、技术水平先进、投资省、占地少、运行费用低、自动化程度高、可靠性好等。烟气脱硫根据脱硫剂的类型可分为湿法、干法和半干法脱硫，其中湿法效率最高，半干法次之，而干法处理废渣较为方便。2.3.1湿法烟气脱硫工艺湿法脱硫的优点是：硫氧化物的吸收反应速度快；设备体积较小，建设费用较低，建筑用地较少。缺点是：由于排烟温度降到600℃左右，排烟的扩散效果差；需要大量的水。（1）石灰／石灰石－石膏法在目前各种烟

6、气脱硫工艺中，湿法烟气脱硫应用最多，占脱硫总装机容量的83.02％，而其中占绝对统治地位的石灰／石灰石－石膏法是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺。该法最早是由美国Eschellman在1909年提出来的，1931年美国Battersea电站建成了第一套石灰／石灰石脱硫系统。在该工艺中，石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反应，反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来，经分离后即可抛弃也可以石膏形式回收。石灰／石灰石－石膏法采用廉价易得的石灰石作为脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌制成吸

7、收剂浆；也可将石灰石直接湿磨成石灰石浆液制成吸收剂浆。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收剂浆。在吸收塔内，吸收剂浆液与烟气接触混合，烟气中SO2与浆液中的氧化钙／碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收剂浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率很高。脱硫效率在90％。13脱硫副产物－石膏的处理方式可分分为抛弃和回收利用两种方法。脱硫石膏处理方式的选择主要取决于市

8、场对脱硫石膏的需求、脱硫石膏的质量以及是否有足够的堆放场地等因素。抛弃方式以美国为代表，主要采用弃置灰场或回填矿坑的方式，抛弃量占86％；回收利用方式德国和日本采用较多，主要用作水泥缓凝剂和建筑材料等，石膏利用率达90％以上。该过程存在的主要问题是：当SO2的浓度波动时，脱硫剂石灰粉末或浆液的投入量难以控制，吸收塔中的吸收液不能处于最佳吸收状态，影响脱硫率；低值副产物石膏还有待于解决含水率高和综合利用的问题；整体装置和运行费用仍偏高；脱硫率不高。石灰／石灰石－石膏法脱