火電廠脫硫(liu)淺析
一、火電(dian)廠(chang)脫硫概述
縱觀現(xian)階的(de)火電廠SO2污染控制，火電廠為實現(xian)減排SO2而(er)采取的(de)措施(shi)主要有：燃用硫煤(mei)、煤(mei)炭(tan)洗選、潔凈煤(mei)燃燒和煙氣脫硫。
SO2的(de)控制途徑(jing)有(you)：燃(ran)燒前脫硫(liu)、燃(ran)燒中脫硫(liu)、燃(ran)燒后脫硫(liu)，即煙(yan)氣脫硫(liu)(FGD)。目前，煙(yan)氣脫硫(liu)被認為是控制SO2量zui行之有(you)效的(de)途徑(jing)。脫硫(liu)的(de)選(xuan)擇考慮(lv)脫硫(liu)效率、性、可靠性等因素(su)，選(xuan)擇的(de)基(ji)本原則是：
1.脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率(lv)，但不要(yao)盲(mang)目(mu)追求率(lv)，因為提(ti)脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率(lv)將增加設備。有資料統計(ji)，脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率(lv)為60的脫(tuo)(tuo)硫(liu)設備，若效率(lv)提(ti)到70～80，則單位設備將會增加0.9～1.2倍(bei)，脫(tuo)(tuo)硫(liu)率(lv)提(ti)到85時要(yao)1.64倍(bei)。因此只要(yao)SO2濃度和脫(tuo)(tuo)硫(liu)效率(lv)能滿足，應盡量選(xuan)用初始的脫(tuo)(tuo)硫(liu)工藝(yi)；
2.少(shao)，脫硫裝置不過電廠總的(de)15；
3.成熟(shu)，運行可(ke)靠，工(gong)藝(yi)流(liu)程簡(jian)單；
4.運行費用(yong)，脫硫劑質價廉，有可(ke)靠穩定(ding)的來源；
5.對煤種及機組容量(liang)適應性(xing)強，并(bing)能夠適應燃煤含硫量(liang)在一定(ding)范圍內的(de)變化；
6.脫硫副均能得到處(chu)置和利用，對(dui)不(bu)造成二次污染。
脫硫工程中zui主(zhu)要(yao)的物料就是石(shi)灰石(shi)粉（一般要(yao)求細度為(wei)325目90通過(guo)或250目95通過(guo)）。
二、現有火(huo)電(dian)廠(chang)脫硫
衡量(liang)和(he)考察一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)(yi)主(zhu)要(yao)應(ying)從以下幾(ji)(ji)個方面來(lai)分析(xi)和(he)比(bi)較(jiao)，即脫(tuo)硫(liu)效率(lv)、運(yun)行(xing)的(de)穩(wen)(wen)定程度、運(yun)行(xing)費(fei)用(yong)、、系統的(de)可(ke)擴充和(he)可(ke)升級性能(neng)。與前所(suo)指(zhi)出的(de)，濕(shi)法(fa)、爐(lu)內噴鈣尾部增(zeng)(zeng)濕(shi)、干(gan)法(fa)或半干(gan)法(fa)是在(zai)(zai)我各種(zhong)(zhong)(zhong)不同容量(liang)的(de)機組上(shang)主(zhu)要(yao)采用(yong)的(de)幾(ji)(ji)種(zhong)(zhong)(zhong)脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)(yi)。濕(shi)法(fa)脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)(yi)的(de)效率(lv)比(bi)較(jiao)，一(yi)般(ban)都(dou)可(ke)穩(wen)(wen)定運(yun)行(xing)在(zai)(zai)95以上(shang)。而其它簡易脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)(yi)的(de)效率(lv)大多在(zai)(zai)80以下，如果進(jin)一(yi)步提脫(tuo)硫(liu)效率(lv)，脫(tuo)硫(liu)劑的(de)耗量(liang)和(he)飛灰的(de)再循(xun)量(liang)都(dou)要(yao)增(zeng)(zeng)加，運(yun)行(xing)費(fei)用(yong)大幅度上(shang)升。現對各主(zhu)要(yao)脫(tuo)硫(liu)工藝(yi)(yi)分別進(jin)行(xing)闡述。
1.濕法(fa)(fa)石(shi)灰石(shi)－石(shi)膏(gao)煙氣脫硫法(fa)(fa)（zui為常用的方法(fa)(fa)）
該法具有(you)脫(tuo)(tuo)硫(liu)效(xiao)率、運行穩定(ding)、運行費用、無二次(ci)污染(ran)等特點(dian)。所以(yi)，濕法脫(tuo)(tuo)硫(liu)工(gong)藝應(ying)用。脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑以(yi)CaCO3zui為普及。濕法脫(tuo)(tuo)硫(liu)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)的效(xiao)率都，正(zheng)常情況下都在95以(yi)上。濕法(石(shi)灰(hui)石(shi)－石(shi)膏法)脫(tuo)(tuo)硫(liu)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，它包括(kuo)(kuo)煙氣(qi)換熱(re)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)、吸收(shou)塔脫(tuo)(tuo)硫(liu)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)、脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑漿(jiang)液制備(bei)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)、石(shi)膏脫(tuo)(tuo)水(shui)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)和(he)廢水(shui)處理(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)。濕法脫(tuo)(tuo)硫(liu)系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)可加(jia)裝(zhuang)于(yu)鍋爐的尾部，對現有(you)的鍋爐系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)包括(kuo)(kuo)除(chu)塵系(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)沒有(you)影響。
a.煙氣換(huan)熱系(xi)統(tong)：
用(yong)原煙氣的熱量加熱脫(tuo)硫后的干凈煙氣，不僅可(ke)以(yi)增加煙氣的溫度，同時也減(jian)少了脫(tuo)硫裝(zhuang)置尾部的腐蝕(shi)，并且(qie)提了保效益(yi)。脫(tuo)硫負荷可(ke)以(yi)通(tong)過啟停循泵的數目(mu)來(lai)調節；
b.脫(tuo)硫系(xi)統：
一般還(huan)裝有除(chu)霧(wu)器，以除(chu)掉脫硫后煙氣中的液滴，進一步(bu)減輕尾(wei)部的腐(fu)蝕；
c.石膏脫水系統：
一般分為離(li)心式(shi)(shi)和真空(kong)式(shi)(shi)兩種，離(li)心式(shi)(shi)的(de)脫(tuo)水(shui)率(lv)可達95，而真空(kong)式(shi)(shi)的(de)脫(tuo)水(shui)率(lv)一般在90左(zuo)右(you)。為了平衡(heng)整個脫(tuo)硫系(xi)統(tong)的(de)Cl`離(li)子(zi)濃度，要有(you)一部分石膏漿液(ye)逸出(chu)脫(tuo)硫系(xi)統(tong)廢水(shui)處理(li)(li)系(xi)統(tong)，進行處理(li)(li)；
d.廢(fei)水處理的工藝：
包括中(zhong)和反應(ying)和絮凝沉淀，該(gai)工(gong)藝可降外(wai)排廢水的(de)pH值(zhi)和懸(xuan)浮(fu)物的(de)含量。化學表達式如下：
反應(1)：SO2+H2O→H2SO3
反應(2)：CaCO3+2H2SO3→Ca (HSO3)2+CO2+H2O
反應(3)：Ca (HSO3)2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O+H2SO4
反(fan)應(4)：CaCO3+2H2SO4+H2O→CaSO4·7H2O ;+CO2
反(fan)應(ying)(1)、(2)發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)吸(xi)收塔上部(bu)，即(ji)SO2溶入噴入的吸(xi)收液中，然后與其中的CaCO3反(fan)應(ying)；反(fan)應(ying)(3)、(4)發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)吸(xi)收塔下部(bu)的循氧化(hua)槽中，即(ji)亞硫(liu)酸鈣被(bei)鼓入的空氣強制氧化(hua)為硫(liu)酸鈣，并隨即(ji)生(sheng)(sheng)成二水石膏析出(chu)。
2.干式循流(liu)化床煙氣脫(tuo)硫
以石灰漿(jiang)作(zuo)為脫硫(liu)劑，鍋爐煙(yan)氣(qi)(qi)從循流化床底部(bu)進入反應塔，與石灰漿(jiang)進行(xing)脫硫(liu)反應去除(chu)SO2。然后將脫硫(liu)劑與煙(yan)氣(qi)(qi)相(xiang)分離，zui后經除(chu)塵后將煙(yan)氣(qi)(qi)排入。該法的特點(dian)是(shi)：
a.脫硫效率（當燃煤(mei)含硫量為2 ，C/S =1.1時，脫硫率可達(da)85以上）；
b.性能好(hao)，脫硫劑可(ke)以循(xun)使用(yong)；
3.液(ye)柱煙氣脫硫(liu)除塵系統    
由(you)脫(tuo)(tuo)硫反(fan)應(ying)(ying)塔(ta)、脫(tuo)(tuo)硫劑制(zhi)備系統(tong)、脫(tuo)(tuo)硫劑產物處理系統(tong)、控制(zhi)系統(tong)和煙道(dao)系統(tong)組成(cheng)。煙氣從脫(tuo)(tuo)硫反(fan)應(ying)(ying)塔(ta)下(xia)(xia)部進入，在上升過程(cheng)中與脫(tuo)(tuo)硫劑接觸，將SO2除去。而脫(tuo)(tuo)硫劑也(ye)由(you)反(fan)應(ying)(ying)塔(ta)下(xia)(xia)部向上噴射，在上部散開，充(chong)分與煙氣接觸反(fan)應(ying)(ying)。該法的特點是：
a.系統在C /S = 1時，脫(tuo)(tuo)硫(liu)率大于90，脫(tuo)(tuo)硫(liu)劑的利用率在90以上，運行；
b.副CaSO4可用于建(jian)筑材料和鹽堿地的改(gai)造。
4.噴霧半(ban)干法
噴霧(wu)(wu)干燥法的工作(zuo)原理為將熟化的30石灰漿液在速旋轉的離心噴霧(wu)(wu)機(ji)作(zuo)用(yong)下(xia)，以霧(wu)(wu)狀噴入(ru)到脫硫(liu)反應塔(ta)內，吸收劑霧(wu)(wu)滴吸收煙氣中二氧化硫(liu)。反應式如下(xia)：
Ca (O H) 2+SO2＋1/2O2+3/2 H2O →CaSO4·2H2O
該(gai)法(fa)的(de)運行費用約為石灰石法(fa)的(de)80。噴(pen)霧干燥法(fa)只適(shi)用于中硫煤種的(de)煙氣脫硫。噴(pen)霧干燥法(fa)由(you)于脫硫效率較（70），不宜(yi)在大中型(xing)機組上。
5.爐內噴鈣尾部增濕活化(hua)法
爐(lu)內(nei)噴鈣尾部(bu)增(zeng)濕活化(hua)(hua)(hua)(hua)法是將石灰石于鍋爐(lu)的(de)1000℃左右噴入(ru)，石灰石迅速分解成氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈣并(bing)和煤(mei)氣中的(de)硫反應(ying)，未反應(ying)的(de)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈣進入(ru)尾部(bu)的(de)活化(hua)(hua)(hua)(hua)器中，增(zeng)濕活化(hua)(hua)(hua)(hua)成氫(qing)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)鈣，進一步(bu)和二氧化(hua)(hua)(hua)(hua)硫反應(ying)。反應(ying)方程(cheng)式(shi)如下：
2SO2＋2CaO+O2 →2CaSO4
2CaO + 2 H2O + 2SO2+O2 →2CaSO4+2 H2O
該(gai)工(gong)藝(yi)需對鍋(guo)爐(lu)(lu)進行(xing)一定的(de)改(gai)造(zao)，否則會造(zao)成鍋(guo)爐(lu)(lu)熱(re)效(xiao)率(lv)(lv)下降，所(suo)以不適(shi)用于機組脫(tuo)硫；對脫(tuo)硫效(xiao)率(lv)(lv)要求不，而又沒(mei)有脫(tuo)硫場(chang)地(di)的(de)中小(xiao)機組比較適(shi)用。該(gai)法是(shi)燃煤含硫量不的(de)中小(xiao)型鍋(guo)爐(lu)(lu)(新建(jian)或(huo)改(gai)造(zao))的(de)*脫(tuo)硫工(gong)藝(yi)。
6.電子束照射法(fa)
電子束照射法是利用能量電子產生的活性氧(yang)化基團將煙氣中的SO2和(he)NOx 氧(yang)化成中間產物(wu)H2SO4和(he)HNO3，這些中間產物(wu)和(he)注入的氨吸(xi)收劑反(fan)應，生成硫(liu)酸(suan)銨和(he)。反(fan)應式如下：
SO2+ O2 +H2O+2NH3→(NH4)2SO4
NOx+ O2+H2O+NH3→NH4NO3
到目前為止，電子(zi)束照射法僅(jin)在、美(mei)進行(xing)過一(yi)些小型工(gong)業(ye)，尚(shang)沒有(you)在機組(zu)應用的實(shi)例。根據成(cheng)都熱電廠運(yun)行(xing)情況，副(fu)硫銨(an)(an)和硝(xiao)銨(an)(an)物料在電除塵板上(shang)粘結和腐蝕問題較大，而(er)且存在液氨泄露的危險，建議是等(deng)該工(gong)藝有(you)一(yi)定業(ye)績和運(yun)行(xing)后(hou)予以(yi)考慮(lv)。
7.海水(shui)脫(tuo)硫法
海(hai)水(shui)脫(tuo)硫(liu)是利(li)用(yong)海(hai)水(shui)中碳(tan)(tan)酸(suan)氫鈣和碳(tan)(tan)酸(suan)氫鎂等堿性物質來吸收煙氣中的(de)二氧(yang)化(hua)硫(liu)，經空氣氧(yang)化(hua)，使其成為穩定的(de)SO42-，然后排入大海(hai)。反應(ying)式(shi)如下：
2SO2 ;+ 4HCO3-+O2→2H2O+4CO2↑+2SO42-
該(gai)工藝只適用于燃中(zhong)硫(liu)煤(mei)的(de)海邊電廠，電廠的(de)燃煤(mei)含硫(liu)量不宜(yi)過，約1為宜(yi)，除塵效率要求較，否(fou)則會對海洋造(zao)成污染。
8.荷(he)電(dian)干式噴(pen)射(she)法
荷電(dian)干式噴(pen)射脫硫(liu)工藝(yi)是將帶電(dian)的(de)微細吸收劑(ji)噴(pen)入煙道，與煙氣中的(de)二氧化(hua)硫(liu)發(fa)生反(fan)應，達(da)到(dao)脫硫(liu)目的(de)。反(fan)應式如下：
2CaO + 2SO2＋O2→2CaSO4
該法脫(tuo)硫效率(lv)，是對于硫燃料，脫(tuo)硫效率(lv)差(cha)。
9.循流化床煙氣脫(tuo)硫法
循(xun)流化(hua)(hua)床煙(yan)氣(qi)脫(tuo)硫工藝(yi)是用石(shi)灰作為吸收(shou)劑(ji)(ji)，將鍋爐(lu)尾部(bu)出來的(de)煙(yan)氣(qi)引入循(xun)流化(hua)(hua)床反(fan)應(ying)塔中，增濕的(de)石(shi)灰和煙(yan)氣(qi)中的(de)二氧化(hua)(hua)硫反(fan)應(ying)，生成亞硫酸鈣(gai)，未反(fan)應(ying)的(de)吸收(shou)劑(ji)(ji)顆粒經除(chu)塵(chen)器(qi)收(shou)集(ji)再回(hui)到循(xun)硫化(hua)(hua)床循(xun)利用。主(zhu)要(yao)反(fan)應(ying)如下：
Ca (OH) 2+SO2+1/2O2→CaSO4·H2O
該法(fa)是(shi)較晚較快的脫硫工藝(yi)，約占FGD容量(liang)的0.5。其主要點是(shi)費用和(he)運行費用比石灰(hui)石－石膏(gao)法(fa)30。
10.旋轉噴霧法
該法的(de)應(ying)用(yong)原理為(wei)：將吸收漿(jiang)霧化，在(zai)吸收塔內與(yu)煙氣混合接(jie)觸，一(yi)方面(mian)煙氣被(bei)熱冷卻(que)，吸收劑(ji)中的(de)水份被(bei)蒸發干燥；另一(yi)方面(mian)，吸收劑(ji)與(yu)煙氣中SO2反應(ying)生成亞硫(liu)酸鈣來達到(dao)脫硫(liu)的(de)目的(de)。該裝置運行可靠，但腐蝕較嚴重，副(fu)一(yi)般不(bu)用(yong)。
11.磷氨(an)復合(he)肥法（PAR法）
該法(fa)的(de)應用原理為：活性炭吸(xi)(xi)附一(yi)級脫(tuo)硫(liu)，解吸(xi)(xi)得30 H2SO4 。稀H2SO4分解為磷礦石，生(sheng)成10以上的(de)磷酸液與氨(an)的(de)中和液進行(xing)(xing)二次脫(tuo)硫(liu)，再(zai)將漿料濃縮(suo)干(gan)燥得磷氨(an)復合肥(fei)。該法(fa)的(de)點是副可(ke)做(zuo)化(hua)肥(fei)使(shi)用；缺點是工藝比(bi)較復雜(za)，一(yi)次性較，運行(xing)(xing)維護工作量大(da)。
12.氨-硫氨法(NADS).
氨(an)-硫氨(an)法是由(you)NKK公司的(de)工(gong)藝，1976年建立了(le)兩套裝(zhuang)置，分(fen)別處理(li)76萬M/h和123萬M/h的(de)煙(yan)氣。他的(de)副是化(hua)肥，該法的(de)額相對(dui)較大，工(gong)藝復雜。
13.石灰石濕法簡易(yi)脫硫除塵法(PXJ－D)
本法在石灰(hui)石濕法基(ji)礎(chu)上(shang)以犧牲利用副和(he)降脫硫(liu)率來實現工(gong)藝(yi)簡化和(he)降，是(shi)產中*有420 t鍋爐(lu)業(ye)績的，比較適合情，是(shi)適合老廠上(shang)脫硫(liu)除塵(chen)(chen)(chen)裝置(zhi)或把原有除塵(chen)(chen)(chen)設備改(gai)造成脫硫(liu)除塵(chen)(chen)(chen)裝置(zhi)。初為(wei)的之一(yi)(yi)左右，運行費為(wei)三(san)分之一(yi)(yi)左右，除塵(chen)(chen)(chen)率大于99，脫硫(liu)率為(wei)70～80。采用無(wu)噴嘴噴淋系統，了(le)堵塞問(wen)題，采用防腐(fu)措施(shi)了(le)腐(fu)蝕問(wen)題；無(wu)廢水(shui)，工(gong)藝(yi)簡單，占用場地小(xiao)。
表1是幾種常見(jian)脫硫(liu)工(gong)藝主要參數比較：

表2是幾種常見的煙氣脫(tuo)硫裝置的比較：

表2 煙氣(qi)脫硫裝(zhuang)置的比較

三、脫硫(liu)后的(de)廢水處理
脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢水(shui)(shui)主(zhu)(zhu)要是石(shi)(shi)膏漿(jiang)(jiang)液經脫(tuo)水(shui)(shui)后排出的(de)(de)(de)濾液，量約7t/h。脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)主(zhu)(zhu)要污染(ran)因子(zi)為(wei)氯(lv)離子(zi)、SS、銅、鉛(qian)、鎳、鈣(gai)、鎂(mei)、鋁、鐵以(yi)及氟(fu)(fu)離子(zi)、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)根、碳酸(suan)根等，水(shui)(shui)體(ti)的(de)(de)(de)pH值較。脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)雜質主(zhu)(zhu)要來自(zi)煙(yan)氣、脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)劑（目前濕法脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)劑大多(duo)用(yong)石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)）和工(gong)藝水(shui)(shui)。其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)，污染(ran)成分主(zhu)(zhu)要來自(zi)煙(yan)氣，而煙(yan)氣中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)雜質又來源于煤的(de)(de)(de)燃燒(shao)。煤中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有包括重(zhong)金屬在(zai)內(nei)的(de)(de)(de)多(duo)種元素，這些元素在(zai)燃燒(shao)后生(sheng)成多(duo)種化合(he)物(wu)，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)氣體(ti)化合(he)物(wu)會(hui)隨(sui)煙(yan)氣進(jin)入(ru)脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統，溶解于吸收(shou)漿(jiang)(jiang)液中(zhong)(zhong)(zhong)。脫(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)雜質主(zhu)(zhu)要包括懸浮物(wu)、濃度的(de)(de)(de)亞硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鹽、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)鹽、氟(fu)(fu)化物(wu)以(yi)及重(zhong)金屬。
脫(tuo)硫后的(de)廢水(shui)處理(li)系統(tong)包括：水(shui)處理(li)系統(tong)和(he)污泥(ni)處理(li)系統(tong), 其中水(shui)處理(li)系統(tong)又分為(wei)中和(he)、沉降(jiang)、絮凝、濃縮澄清幾個工序。