淺談火電廠煙氣脫硫技術的現狀與發展

放大字體  縮小字體 發布日期:2017-07-31 來源:中國電氣網 作者:謝小墨 瀏覽次數:71

目前,煙氣脫硫是最為有效的手段之一。煙氣脫硫通常有兩類方法:一是,根據脫硫過程中生成物的處置分為拋棄法和回收法;二是,根據脫硫劑的形態分為干法和濕法。


拋棄法在技術上比較成熟,經濟上也容易被接受。干法主要有活性炭法、金屬氧化物法、碳酸鹽法等。其是利用固體吸附劑或催化劑脫除煙氣中的SO2;濕法則是采用水或堿性吸收液或觸媒離子的溶液吸收煙氣中的SO2。濕法脫硫效率高,反應速度也快,但生成物是液體或泥漿,處理較為復雜,而且煙氣在吸收過程中溫度降低較多,不利于高煙囪擴散與稀釋。[3]且投資高、占地大、運行費用高,我國目前的經濟能力難以承受。干法脫硫凈化后煙氣溫度降低很少,由煙囪排入大氣時利于擴散,生成物容易處理,干法脫硫具有系統簡單、投資省、占地面積小、運行費用低等優點,但目前此方法脫硫效率較低,吸收劑利用率低,限制了此種方法的應用,所以國內外對干法脫硫的研究成為熱點。

1我國煙氣脫硫現狀

近年來,國內燃煤電廠基本都配套建設了煙氣脫硫裝置,90%以上的機組都采用了石灰石-石膏法脫硫工藝。這種單一的濕法脫硫工藝化引起了脫硫副產物石膏大量產生,部分電廠脫硫石膏銷路不暢出現了大量堆積污染環境的問題。同時脫硫廢水大量產生,廢水處理成本較高,使得脫硫經濟效益并不理想。

隨著環保要求越來越高,許多電廠面臨脫硫工藝的改造,而技改場地受到限制,因此開發符合我國國情的煙氣脫硫工藝具有重要現實意義。

2干法煙氣脫硫技術

2.1噴霧干燥煙氣脫硫技術

噴霧干燥煙氣脫硫技術的概況

旋轉噴霧干燥法脫硫技術是20世紀80年代迅速發展起來的一種新興脫硫工藝。在美國,它已有16套設備投入運行,在燃用西部煤地區,有逐漸取代濕式煙氣脫硫的趨勢。目前世界上裝有這種脫硫裝置是發電機組總容量已超過15000MW,已投入正常運行的超過6000MW,單機容量超過500MW,但這些裝置主要用于燃用這低硫煤的電廠煙氣脫硫。近年來,正在進行高硫煤的旋轉噴霧煙氣脫硫研究工作。

噴霧干燥法FDG系統主要由以下5部分組成:①吸收塔系統;②除塵系統;③霧化器及料漿制備系統;④干燥處理及輸送;⑤系統的運行控制。

2.2干法噴鈣類脫硫技術

干法噴鈣類脫硫工藝系統簡單,脫硫費用低,Ca/S在2以上時,以石灰石和消石灰作吸收劑,脫硫率可達40%和60%。爐內噴鈣工藝特別適用于老鍋爐的改造,但脫硫率不高,滿足不了歐洲及美國對新建鍋爐的排放要求,因而在這些國家,該工藝不用于新建鍋爐。

典型的爐內噴鈣尾部增濕脫硫工藝主要有LIFAC、LIMB、LIDS三種。

2.3循環流化床干法煙氣脫硫技術

國外排煙循環流化床脫硫(CFB-FDG)技術是20世紀80年代后期由德國Lurgi公司研究開發的。該公司是世界上第一臺循環流化床鍋爐的開發者,現又把循環流化床技術印染煙氣脫硫領域,取得了良好的效果。目前該技術的200MW干法循環流化床煙氣凈化系統已投入使用。德國的Wulff公司開發的氣體懸浮吸收技術也得到了應用。

華能邯峰電廠2×660MW機組,甘肅金川熱電廠2×150MW,山西榆社電廠2×300MW機組等采用循環流化床干法脫硫工藝,即CFB-FGD工藝,實現了環保與經濟的雙收益,為我國燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫采用干法脫硫技術提供了個很好的范例。

2.4荷電干式吸收劑噴射脫硫技術

荷電干式吸收劑噴射脫硫技術(CDSI)是每個阿蘭柯環境公司開發的一項脫硫技術。在美國,CDSI技術已應用于112MW發電機組及瀝青窯爐的煙氣脫硫等工程項目。CDSI系統自1993年介紹到中國以來,已在德州熱電廠及杭州鋼鐵廠自備熱電廠上安裝了兩套CDSI裝置,第一套已于1995年下半年投入運行,第二套在1996年底投入運行。

2.5干式催化脫硫方法

在催化劑作用下,可將SO2或H2S進行凈化。催化氧化過程,可在煙氣和煙氣和催化劑接觸表面直接進行,其副產品為硫酸。催化還原法則將SO2還原為H2S,再用克勞斯法回收硫。

2.6其他干法和半干法脫硫技術

1)ABB公司的NID技術

2)粉煤灰干式煙氣脫硫工藝

3)堿性鋁酸鹽法

4)熔融鹽吸收法脫硫技術

5)氧化銅法

3我國脫硫技術發展的發展方向

3.1將國外引進是發展我國煙氣脫硫技術的重要途徑,但不是唯一選擇,應避免重復引進和盲目照搬的誤區

國外發達國家成功應用煙氣脫硫技術解決了二氧化硫污染的問題,但不能否認的是,這些脫硫技術是依賴高投入和高消耗才得以實現的,計算國產化,對我國目前的經濟發展來說,其投資和運行費用仍然很高,在我國這個有待發展的發展中國家的行不通的,我國的經濟狀況決定了我們不能照搬發達國家的治理模式。另外,發達國家選擇的脫硫技術也是依照本國的國情,如日本和德國采用“石灰石―石膏法”脫硫成功,是因為這兩個國家缺乏天然石膏資源,他們將副產石膏作為重要的石膏資源,解決了煙氣脫硫石膏的出路問題,同時降低了脫硫成本。因此也應根據我國具體國情開發、選擇適當的脫硫技術。

3.2在充分借鑒國外煙氣脫硫經驗的基礎上,大力發展具有自主知識產權的、符合中國國情的煙氣脫硫技術

通過學習、消化國外的先進煙氣脫硫技術,探索中國自己的煙氣脫硫道路,必將涉及到觀念創新,技術創新,機制創新等多方面的問題。從20世紀70年代第一批煙氣脫硫技術引進以來,許多人已經為我國的煙氣脫硫道路付出了艱辛的勞動,也積累了許多寶貴的建議、經驗、成果和教訓,經過認真總結和思考,必將有利于加快開發具有自主的、符合我國國情的煙氣脫硫技術。

3.3經濟化、資源化、綜合化、多元化是我國煙氣脫硫技術發展的重要方向,也是采用高技術取代與改造傳統煙氣脫硫技術的必然選擇

中國可以借鑒發達國家的脫硫經驗及先進的脫硫技術,進行脫硫工程技術的開發研究和聯合攻關,盡快開發出符合我國國情的脫硫技術;同時政府應配套必要的技術經濟政策,以推進我國的脫硫技術進步和脫硫事業發展。只有這樣,并經過長期不懈的不斷努力,才能有效控制我國二氧化硫污染。

有研究發現,改性高嶺土能夠用作煙氣脫硫劑。我國學者使用茂名高嶺土研究了一種新型催化劑,它能夠有效脫出煙氣中的SO2,而又避免了脫硫廢水的處理的問題。

關鍵詞: 電廠煙氣脫硫

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