燃煤電廠(chǎng)脫硫技術(shù)

我國燃煤電廠(chǎng)排放的二氧化硫占全國二氧化硫總排放量約50%，預計2010年電廠(chǎng)二氧化硫排放量占總排放量的三分之二，因此我國的二氧化硫總量控制重點(diǎn)是燃煤電廠(chǎng)。近年來(lái)，國內外燃煤電廠(chǎng)脫硫技術(shù)取得較大發(fā)展，把這些新技術(shù)介紹如下。

控制燃煤電廠(chǎng)污染大氣途經(jīng)有三種，即燃燒前控制、燃燒中控制和燃燒后控制。

1、 燃燒前脫硫技術(shù)

以前燃燒前脫硫是采用物理、化學(xué)或生物方法將煤中硫脫除，工藝投資大、成本高，尚未積極推廣應用。近幾年隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們提出要從源頭控制二氧化硫，主要方法是洗煤和集成煤氣聯(lián)合循環(huán)技術(shù)（IGCC）。
1998年1月，國務(wù)院在"關(guān)于酸雨控制區和二氧化硫污染控制區有關(guān)問(wèn)題的批復"中提出禁止新建煤層含硫份大于3%的礦井，同時(shí)，對已建成的生產(chǎn)煤層含硫份大于3%的礦井，逐步實(shí)行限產(chǎn)或關(guān)停。新建、改造含硫份大于1.5%的煤礦，應當配套建設相應規模的煤碳詵選設施。這就是說(shuō)高硫煤禁止開(kāi)采，中硫礦必須詵選，這是從源頭解決脫硫問(wèn)題，可有效控制二氧化硫。發(fā)達國家80%-90%的煤炭都經(jīng)詵選，一方面脫掉煤中硫，另一方面提高資源利用，減少運輸量。我國一年生產(chǎn)的12億噸煤炭中僅22%-25%經(jīng)過(guò)詵選，為了控制二氧化硫，國家應全力支持煤礦建設詵煤廠(chǎng)，同時(shí)要促使用戶(hù)用詵精煤代替原煤，減少燃煤電廠(chǎng)對周?chē)h(huán)境的污染。

20世紀未開(kāi)發(fā)的集成煤氣聯(lián)合循環(huán)技術(shù)，將煤氣化，然后煤氣燃燒推動(dòng)燃氣透平進(jìn)行發(fā)電。這種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：熱效率高，煤中硫可脫掉98%，二氧化碳可以回收，產(chǎn)生固渣很少，同時(shí)技術(shù)上成熟，可以大規模生產(chǎn)（裝置可達30萬(wàn)kW規模），發(fā)電成本與常規粉煤蒸汽鍋爐差不多。只是投資貴一些。因脫硫效果好是發(fā)展方向，美國的Wabasb Rcver和Tampa、荷蘭的Demkolec、西班牙的Paertolfano等。已建成4座大型IGCC電站，分別采用水煤漿加壓氣化和干粉進(jìn)料加壓噴流床氣化技術(shù)，裝置規模在25-30kW。

我國浙江大學(xué)岑可清萊入提高的多聯(lián)產(chǎn)煤綜合利用系統是一個(gè)獨創(chuàng )的熱力循環(huán)系統，它將煤的氣化爐和粉煤燃燒鍋爐聯(lián)合組成一套流化床循環(huán)系統，其鍋爐燃燒效率可達88%，并用蒸汽透平取代燃氣透平，是一項煤清潔生產(chǎn)工藝。

2、 燃燒中脫硫技術(shù)

燃燒中脫硫是指燃燒與脫硫同時(shí)進(jìn)行。它除了脫硫減少二氧化硫排放，還能提高熱效率，降低燃料消耗，目前比較成熟有硫化床燃燒脫硫技術(shù)和爐內噴鈣技術(shù)。
流化床燃燒脫硫技術(shù)分循環(huán)流化床燃燒技術(shù)（CFBC）和增壓流化床燃燒技術(shù)（PFBC）。CFBC是將煤從吸附床加入燃燒室的床層，在常壓下從爐底鼓風(fēng)成流化燃燒，增壓流化床原理與常壓流化床類(lèi)似，只是燃燒室內壓力為8-15個(gè)大氣壓。爐內噴鈣技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、費用低，脫硫率高。這兩項技術(shù)近幾年在不斷改進(jìn)，正愈來(lái)愈受到重視。日本，西歐和美國新建電廠(chǎng)在控制二氧化硫和氮氧化物污染物方面都選擇上述技術(shù)。我國流化床燃燒技術(shù)研究已取得較大進(jìn)展，有待于國產(chǎn)化成熟后推廣應用。

中國科學(xué)院研究員朱雪芳發(fā)明一種"凈化燃燒、一爐兩用"新技術(shù)，在燃煤中添加適當比例的"AMC"摻燒劑，可在燃燒過(guò)程中將煤灰全部直接轉 化為優(yōu)質(zhì)水泥熟料，并將煤中的硫固結到水泥產(chǎn)品中。這項技術(shù)曾在吉林熱電廠(chǎng)完成連續運行72小時(shí)的工業(yè)化試驗，并在河南省孟莊電廠(chǎng)建成一條示范生產(chǎn)線(xiàn)，完成了連續240小時(shí)的運行試驗。經(jīng)專(zhuān)家們鑒定，一致認為這是一項領(lǐng)先世界的獨創(chuàng )性成果，中科院已向美國、德國、加拿大、法國等25個(gè)國家和地區中請了發(fā)明專(zhuān)利，國內也有100多家企業(yè)要求合作開(kāi)發(fā)應用。

3、 燃燒后脫硫技術(shù)
燃燒后脫硫技術(shù)是指對燃燒裝置排出的煙氣脫去二氧化硫的技術(shù)。這類(lèi)方法很多，國際上一些發(fā)達國家積極開(kāi)展煙氣脫硫新技術(shù)，該技術(shù)脫硫率高，運行可靠，便于工業(yè)化。隨著(zhù)技術(shù)發(fā)展，脫硫裝置的費用不斷降低，工藝日益完善，占地減少，成為先進(jìn)、高效、低價(jià)的脫硫技術(shù)。據B &W公司介紹，目前濕法脫硫裝置的費用只有10年前的1/2-1/3，故煙氣脫硫技術(shù)被廣泛應用。

3.1濕法脫硫技術(shù)
一些發(fā)達國家對發(fā)電廠(chǎng)煙氣脫硫大都用濕法脫硫 技術(shù)，例日本、美國和德國煙氣脫硫工藝中，90%以上用濕法脫硫技術(shù)。濕法脫硫技術(shù)大部分用石灰-石膏法，占濕法脫硫技術(shù)36.7%。其優(yōu)點(diǎn)1、脫硫效率高；2、吸收劑利用率高；3、設備運轉效率高。新的一代濕式石灰-石膏法工藝有三大特點(diǎn)：1、采用控制氧化法，即采用強化氧化和抑制氧化兩種手段來(lái)控制亞硫酸鹽的氧化率，可大大減少堵塞，結垢和腐蝕等問(wèn)題。2、提高煙氣流速，使煙氣流速提高到5.5-6.0m/s，比常規煙囪流速加快約一倍，這樣可增加脫硫過(guò)程的傳質(zhì)速率，使全套工藝的設備，能耗和占地都比原來(lái)減少。3、開(kāi)拓新型的噴淋設備，新設計的噴嘴其有低壓降、高密度特性，由此可減少?lài)婌F層數，降低吸收塔的高度，減少成本。

目前正在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化工藝系統新工藝，將煙氣流速提高到10m/s。并采用新型吸收塔體積小，占地少，更適合老機組改造。這種新工藝系統稱(chēng)為簡(jiǎn)易式石灰石-石膏脫硫工藝，該系統工藝明顯簡(jiǎn)化，脫硫效率可達80%，投資低，是現有電廠(chǎng)脫硫工藝的選擇最佳方案。我國黃島電廠(chǎng)和太原第一熱電廠(chǎng)均采用新項技術(shù)。

3.2海水煙氣脫硫技術(shù)
建在海邊的發(fā)電廠(chǎng)在處理煙氣中二氧化硫過(guò)程中常采用海水煙氣脫硫技術(shù)。此技術(shù)用海水作為吸收劑，由于海水的堿度能吸收二氧化硫，海水的堿度越高，吸收二氧化硫量就越多。吸收二氧化硫后海水經(jīng)空氣曝氣處理，吸收液呈一定酸性，用pH8的海水中和后可直排入海中，對海域生態(tài)環(huán)境不造成二次污染。該工藝脫硫率高，易于操作，脫硫費用低，有實(shí)用性。
挪威、英國、日本、澳大利亞等國都建有海水法煙氣脫硫的工業(yè)裝置。我國華東理工大學(xué)和華東電力集團公司開(kāi)展海水煙氣脫硫技術(shù)研究和實(shí)驗室試驗，并在舟山電廠(chǎng)進(jìn)行小試，效果很好，二氧化硫脫除率達80%。
1993年7月通過(guò)專(zhuān)家鑒定，但尚未見(jiàn)產(chǎn)業(yè)化。深圳西部電力公司選用ABB公司此類(lèi)工藝技術(shù)建立一套海水脫硫裝置。

3.3電子束煙氣脫硫技術(shù)
電子束煙氣脫硫技術(shù)是利用電子加速器產(chǎn)生的電子束幅照煙氣，在有氨存在條件下，將煙氣中二氧化硫和氮氧化物轉化為硫氨、硝氨，脫除率分別為90%和80%以上。此項工藝流程簡(jiǎn)單，運行可靠，操作方便，無(wú)堵塞、腐蝕和泄漏等問(wèn)題。它是一種不產(chǎn)生二次污染的新脫硫技術(shù)。這項技術(shù)最早由日本荏原（EBARA）公司開(kāi)發(fā)成功，后來(lái)日本與美國、波蘭、德國有關(guān)部門(mén)對工藝進(jìn)行廣泛研究分別進(jìn)行了中試建立工業(yè)示范廠(chǎng)，使一些關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，從而使電子束煙氣脫硫技術(shù)趨于結構簡(jiǎn)化，造價(jià)便宜、單臺功率更大。荏原公司在上?？萍脊澀h(huán)保專(zhuān)題報告會(huì )上也曾作交流發(fā)言。
煙氣脫硫技術(shù)還有噴霧干燥煙氣脫硫技術(shù)，國外已有很多應用實(shí)例。它屬于半干法脫硫技術(shù)，技術(shù)成熟、投資低于濕法工藝。