2023年《安全环境环保技术》之几种最常用烟气脱硫技术的优缺点.docx

几种最常用烟气脱硫技术的优缺点         我国的能源以燃煤为主，占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧，煤燃烧过程中产生严重污染，如烟气中CO2是温室气体，SOx可导致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元凶之一，同时在一定条件下还可破坏臭氧层以及产生光化学烟雾等，伦敦正是由于光化学烟雾的原因，整天被雾所笼罩着，所以才会有雾都之称。总之燃煤产生的烟气是造成中国生态环境破坏的最大污染源之一。         中国的能源消费占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全国总排放量的87%。中国煤炭一年的产量和消费高达12亿吨，SO2的年排放量为2022多吨，预计到2023年中国煤炭量将达18亿吨，如果不采用控制措施，SO2的排放量将到达3300万吨。据估算，每削减1万吨SO2的费用大约在1亿元左右，到2023年，要保持中国目前的SO2排放量，投资接近1千亿元，如果想进一步降低排放量，投资将更大。为此1995年国家公布了新的烟气污染防治法，并划定了SO2污染控制区及酸雨控制区。各地对SO2的排放控制越来越严格，并且开始实行SO2排放收费制度。         随着人们环境意识的不断增强，减少污染源、净化大气、保护人类生存环境的问题正在被亿万人们所关心和重视，寻求解决这一污染措施，已成为当代科技研究的重要课题之一。因此控制SO2的排放量，既需要国家的合理规划，更需要适合中国国情的低费用、低耗本的除尘技术。         烟气除尘经过了近30年的开展已经成为一种成熟稳定的技术，在世界各国的燃煤电厂中各种类型的烟气脱硫装置已经得到了广泛的应用。从烟气脱硫技术的种类来看，除了湿式洗涤工艺得到了进一步的开展和完善外，其他许多脱硫工艺也进行了研究，并有一局部工艺在燃煤电厂得到了使用。烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨的有效手段之一，根据脱硫工艺脱硫率的上下，可以分为高脱硫率工艺、中等脱硫率工艺和低脱硫率工艺；最常用是按照吸收剂和脱硫产物的状态进行分类可以分为三种：湿法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和干法烟气脱硫。         湿法烟气脱硫工艺是采用液体吸收剂洗涤SO2烟气以脱除SO2。常用方法为石灰/石灰石吸收法、钠碱法、铝法、催化氧化复原法等，湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可做商品出售等优点成为世界上占统治地位的烟气脱硫方法。但由于湿法烟气脱硫技术具有投资大、动力消耗大、占地面积大、设备复杂、运行费用和技术要求高等缺点，所以限制了它的开展速度。         半干法烟气脱硫工艺是采用吸收剂以浆液状态进入吸收塔（洗涤塔），脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程。         干法烟气脱硫工艺是采用吸收剂进入吸收塔，脱硫后所产生的脱硫副产品是干态的工艺流程，干法脱硫技术与湿法相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点，但存在着钙硫比高、脱硫效率低、副产物不能商品化等缺点。         自20世纪80年代末，经过对干法脱硫技术中存在的主要问题的大量研究和不断的改进，现在已取得突破性进展。有代表性的喷雾枯燥法、活性炭法、电子射线辐射法、填充电晕法、荷电干式吸收剂喷射脱硫技术、炉内喷钙尾部增湿法、烟气循环流化床技术、炉内喷钙循环流化床技术等一批新的烟气脱硫技术已成功地开始了商业化运行，其脱硫副产物脱硫灰已成功地用在铺路和制水泥混合材料方面。这一些技术的进步，迎来了干法、半干法烟气脱硫技术的新的快速开展时期。         传统的石灰石/石膏法脱硫与新的干法、半干法烟气脱硫技术经济指标的比较见表1。表1说明在脱硫效率相同的条件下，干法、半干法脱硫技术与湿法相比，在单位投资、运行费用和占地面积的方面具有明显优势，将成为具有产业化前景的烟气脱硫技术。         本文主要论述了高脱硫率工艺——湿式洗涤工艺，主要是石灰石—石膏工艺；中脱硫率工艺——喷雾枯燥工艺、炉内喷钙加湿活化工艺、烟气循环流化床和电子束照工艺；低脱硫率工艺——炉内喷射工艺和管道喷射工艺。         1．低脱硫率工艺脱硫率≤70%         低脱硫率工艺主要包括炉内喷射工艺和管道喷射工艺。这些工艺的特点是投资费用低，但运行本钱高，在煤中含硫量高。此工艺适用于剩余寿命短或现场安装空间有限的调峰机组的改造。         低脱硫率的烟气脱硫工艺的特征         特性脱硫工艺         炉内喷钙管道喷射         SO2脱除率（%）35%~50%50%~70%         使用的吸收剂石灰         石灰石石灰         脱硫副产品的处置与利用灰场堆放         土地回填灰场堆放         土地回填         对电厂现有设备的影响由于灰量增加，除尘器效率应提高         对烟气压降影响最小由于灰量增加，除尘器效率应提高         对烟气压降影响最小         对电厂的发电机组和设备运行的影响锅炉水冷壁管有结焦的可能         空预器堵塞         粉尘排放增加         电耗增加很少         无废水排放         飞灰综合利用困难烟道中可能会积灰         电耗增加很少         水耗增加很少         飞灰综合利用困难         运行经验已经有商业化运行         供应厂商不多示范运行         供应厂商不多         费用约为机组投资3%         运行费用高约为机组投资3%         运行费用高         以上表格内容是低脱率工艺的二种工艺的特性总结。