火(huo)電(dian)廠脫(tuo)硫淺(qian)析(xi)
一(yi)、火電(dian)廠脫硫(liu)概(gai)述(shu)
縱觀(guan)現(xian)階的火(huo)電(dian)廠SO2污染控制，火(huo)電(dian)廠為實現(xian)減排SO2而采取的措(cuo)施主要有：燃用硫煤(mei)(mei)(mei)、煤(mei)(mei)(mei)炭洗選、潔凈煤(mei)(mei)(mei)燃燒和(he)煙氣(qi)脫(tuo)硫。
SO2的(de)控制(zhi)途(tu)徑有(you)：燃燒(shao)前脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)、燃燒(shao)中脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)、燃燒(shao)后脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)，即煙氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)(FGD)。目前，煙氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)被認(ren)為是控制(zhi)SO2量zui行之有(you)效(xiao)的(de)途(tu)徑。脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)的(de)選擇考慮脫(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)效(xiao)率、性、可靠性等因素(su)，選擇的(de)基本原則是：
1.脫(tuo)硫效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)，但(dan)不要盲目追求率(lv)(lv)，因為提脫(tuo)硫效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)將(jiang)增(zeng)加設備。有資料統計，脫(tuo)硫效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)為60的脫(tuo)硫設備，若效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)提到70～80，則單位設備將(jiang)會增(zeng)加0.9～1.2倍，脫(tuo)硫率(lv)(lv)提到85時要1.64倍。因此只要SO2濃度(du)和脫(tuo)硫效(xiao)(xiao)率(lv)(lv)能滿足，應盡(jin)量選用初(chu)始的脫(tuo)硫工藝；
2.少(shao)，脫硫(liu)裝置不過(guo)電廠總的15；
3.成熟，運行(xing)可靠，工藝流(liu)程(cheng)簡單；
4.運行費用，脫硫劑質價(jia)廉，有可(ke)靠穩定的來源(yuan)；
5.對煤種及機(ji)組(zu)容量適應(ying)性強(qiang)，并能夠適應(ying)燃煤含(han)硫量在一(yi)定(ding)范圍內的變化；
6.脫(tuo)硫副均能得到處(chu)置和利用(yong)，對不造成二次污染。
脫硫(liu)工程中zui主要(yao)的物(wu)料就是石(shi)灰石(shi)粉（一般(ban)要(yao)求細度(du)為325目90通過或250目95通過）。
二、現有火電廠脫硫
衡(heng)量和(he)考察一(yi)種(zhong)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi)主要應(ying)從以下(xia)幾(ji)個方面來分析和(he)比較，即脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)效率、運(yun)(yun)行(xing)的(de)(de)(de)穩定程度(du)、運(yun)(yun)行(xing)費(fei)用(yong)、、系統的(de)(de)(de)可(ke)擴(kuo)充和(he)可(ke)升級性能(neng)。與前(qian)所指(zhi)出的(de)(de)(de)，濕(shi)法(fa)、爐內噴鈣尾部增(zeng)濕(shi)、干法(fa)或半干法(fa)是在我各種(zhong)不同容量的(de)(de)(de)機組(zu)上主要采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)幾(ji)種(zhong)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi)。濕(shi)法(fa)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)效率比較，一(yi)般(ban)都可(ke)穩定運(yun)(yun)行(xing)在95以上。而其它簡易(yi)脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)效率大多在80以下(xia)，如果進(jin)一(yi)步(bu)提脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)效率，脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)劑(ji)的(de)(de)(de)耗(hao)量和(he)飛(fei)灰(hui)的(de)(de)(de)再循量都要增(zeng)加，運(yun)(yun)行(xing)費(fei)用(yong)大幅度(du)上升。現對各主要脫硫(liu)(liu)(liu)(liu)工(gong)藝(yi)分別進(jin)行(xing)闡述。
1.濕法(fa)(fa)石灰石－石膏煙氣脫硫法(fa)(fa)（zui為常用的方(fang)法(fa)(fa)）
該法(fa)具有(you)(you)(you)脫(tuo)硫(liu)(liu)效(xiao)率、運行(xing)穩定、運行(xing)費用、無二次(ci)污染等特點(dian)。所以，濕法(fa)脫(tuo)硫(liu)(liu)工藝應用。脫(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)以CaCO3zui為普(pu)及。濕法(fa)脫(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)統(tong)的效(xiao)率都，正常情況(kuang)下都在95以上。濕法(fa)(石(shi)(shi)灰(hui)石(shi)(shi)－石(shi)(shi)膏(gao)法(fa))脫(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)統(tong)，它包(bao)括煙(yan)氣換(huan)熱系(xi)統(tong)、吸收塔脫(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)統(tong)、脫(tuo)硫(liu)(liu)劑(ji)漿液(ye)制備系(xi)統(tong)、石(shi)(shi)膏(gao)脫(tuo)水系(xi)統(tong)和廢水處理系(xi)統(tong)。濕法(fa)脫(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)統(tong)可(ke)加裝(zhuang)于鍋(guo)爐的尾部，對(dui)現(xian)有(you)(you)(you)的鍋(guo)爐系(xi)統(tong)包(bao)括除塵系(xi)統(tong)沒(mei)有(you)(you)(you)影響。
a.煙(yan)氣換熱系統：
用原煙(yan)氣(qi)(qi)的(de)熱(re)量(liang)加(jia)熱(re)脫(tuo)硫后(hou)的(de)干(gan)凈煙(yan)氣(qi)(qi)，不僅(jin)可以增加(jia)煙(yan)氣(qi)(qi)的(de)溫度，同時也減少了脫(tuo)硫裝置(zhi)尾部的(de)腐(fu)蝕，并且提了保效益。脫(tuo)硫負荷可以通過啟停(ting)循泵的(de)數目來調(diao)節(jie)；
b.脫硫系統：
一般(ban)還裝有除(chu)霧器，以除(chu)掉脫硫后(hou)煙氣中的液(ye)滴，進一步減(jian)輕尾部的腐蝕；
c.石膏(gao)脫(tuo)水系統：
一(yi)般(ban)分為(wei)離心式和(he)真空式兩種，離心式的(de)脫水(shui)率可達95，而(er)真空式的(de)脫水(shui)率一(yi)般(ban)在(zai)90左右。為(wei)了平衡整個脫硫系統的(de)Cl`離子濃度，要有一(yi)部分石膏漿液(ye)逸出脫硫系統廢水(shui)處理(li)系統，進(jin)行處理(li)；
d.廢水處理的工藝(yi)：
包括中和(he)反應和(he)絮凝沉淀，該工藝可降外排廢水的pH值和(he)懸浮(fu)物(wu)的含量。化學表達(da)式如下(xia)：
反(fan)應(1)：SO2 H2O→H2SO3
反應(ying)(2)：CaCO3 2H2SO3→Ca (HSO3)2 CO2 H2O
反應(ying)(3)：Ca (HSO3)2 O2 2H2O→CaSO4·2H2O H2SO4
反應(4)：CaCO3 2H2SO4 H2O→CaSO4·7H2O ; CO2
反應(ying)(ying)(1)、(2)發(fa)生(sheng)在吸(xi)收塔上部，即(ji)(ji)SO2溶入噴入的吸(xi)收液中，然后與其中的CaCO3反應(ying)(ying)；反應(ying)(ying)(3)、(4)發(fa)生(sheng)在吸(xi)收塔下(xia)部的循(xun)氧化槽中，即(ji)(ji)亞硫酸鈣被(bei)鼓入的空(kong)氣(qi)強(qiang)制氧化為硫酸鈣，并隨(sui)即(ji)(ji)生(sheng)成二水(shui)石膏析出。
2.干(gan)式循流化(hua)床煙氣脫(tuo)硫(liu)
以石灰(hui)漿作為脫(tuo)硫劑(ji)，鍋爐煙氣(qi)從循流化床底部進入(ru)反應(ying)塔，與石灰(hui)漿進行脫(tuo)硫反應(ying)去除SO2。然(ran)后(hou)將脫(tuo)硫劑(ji)與煙氣(qi)相(xiang)分(fen)離，zui后(hou)經除塵后(hou)將煙氣(qi)排入(ru)。該法的特點是：
a.脫(tuo)硫(liu)(liu)效率(lv)（當(dang)燃(ran)煤含硫(liu)(liu)量為2 ，C/S =1.1時，脫(tuo)硫(liu)(liu)率(lv)可(ke)達85以上）；
b.性能(neng)好(hao)，脫硫劑可以(yi)循使用；
3.液柱煙(yan)氣脫硫(liu)除塵(chen)系(xi)統    ;
由脫硫(liu)(liu)反應塔(ta)、脫硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)(ji)制(zhi)備系(xi)統(tong)、脫硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)(ji)產物處理系(xi)統(tong)、控制(zhi)系(xi)統(tong)和煙(yan)道(dao)系(xi)統(tong)組(zu)成。煙(yan)氣(qi)從脫硫(liu)(liu)反應塔(ta)下(xia)部進入(ru)，在上(shang)升過程中(zhong)與脫硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)(ji)接(jie)(jie)觸，將SO2除(chu)去。而脫硫(liu)(liu)劑(ji)(ji)(ji)(ji)也由反應塔(ta)下(xia)部向上(shang)噴射，在上(shang)部散開，充分與煙(yan)氣(qi)接(jie)(jie)觸反應。該法的特點是：
a.系統在(zai)C /S = 1時，脫(tuo)硫率大(da)于90，脫(tuo)硫劑的利用率在(zai)90以上，運行(xing)；
b.副CaSO4可用于建(jian)筑(zhu)材(cai)料和鹽堿地的(de)改造(zao)。
4.噴霧(wu)半干(gan)法
噴(pen)霧(wu)干燥法的(de)工作原(yuan)理(li)為將熟化的(de)30石灰(hui)漿液在速(su)旋轉(zhuan)的(de)離(li)心噴(pen)霧(wu)機作用下，以霧(wu)狀噴(pen)入(ru)到(dao)脫硫反(fan)應塔內，吸收劑霧(wu)滴吸收煙氣中(zhong)二氧化硫。反(fan)應式如下：
Ca (O H) 2 SO2＋1/2O2 3/2 H2O →CaSO4·2H2O
該(gai)法(fa)(fa)的(de)運行費用約為石灰石法(fa)(fa)的(de)80。噴霧干燥法(fa)(fa)只適(shi)用于中(zhong)硫(liu)煤種的(de)煙氣脫硫(liu)。噴霧干燥法(fa)(fa)由于脫硫(liu)效率(lv)較（70），不宜在大中(zhong)型(xing)機組上。
5.爐內噴(pen)鈣(gai)尾部增濕活化法
爐內噴(pen)鈣尾(wei)(wei)部增濕(shi)(shi)活化法(fa)是(shi)將石(shi)灰石(shi)于鍋爐的(de)1000℃左右(you)噴(pen)入，石(shi)灰石(shi)迅速分解成(cheng)氧(yang)化鈣并和煤(mei)氣中的(de)硫反應，未反應的(de)氧(yang)化鈣進入尾(wei)(wei)部的(de)活化器中，增濕(shi)(shi)活化成(cheng)氫氧(yang)化鈣，進一步(bu)和二氧(yang)化硫反應。反應方程式如下：
2SO2＋2CaO O2 →2CaSO4
2CaO   2 H2O   2SO2 O2 →2CaSO4 2 H2O
該(gai)(gai)工藝需對鍋(guo)(guo)爐進行(xing)一定的(de)(de)改(gai)造，否則會造成鍋(guo)(guo)爐熱效(xiao)率下降，所以(yi)不(bu)適(shi)用(yong)于機(ji)(ji)組脫(tuo)硫；對脫(tuo)硫效(xiao)率要(yao)求不(bu)，而又沒(mei)有脫(tuo)硫場地的(de)(de)中小機(ji)(ji)組比(bi)較適(shi)用(yong)。該(gai)(gai)法是燃煤(mei)含硫量不(bu)的(de)(de)中小型鍋(guo)(guo)爐(新建(jian)或改(gai)造)的(de)(de)*脫(tuo)硫工藝。
6.電子束照射(she)法(fa)
電子(zi)束照(zhao)射法是利(li)用能量電子(zi)產生的活(huo)性氧化基團將煙氣中的SO2和NOx 氧化成(cheng)(cheng)中間產物H2SO4和HNO3，這些中間產物和注入的氨吸收劑反應，生成(cheng)(cheng)硫(liu)酸(suan)銨和。反應式如下(xia)：
SO2  O2  H2O 2NH3→(NH4)2SO4
NOx  O2 H2O NH3→NH4NO3
到目前為止，電(dian)(dian)子(zi)束(shu)照射法僅在(zai)(zai)、美進行過一些小型工業(ye)，尚沒有在(zai)(zai)機組應用的(de)實例(li)。根據成(cheng)都熱電(dian)(dian)廠(chang)運行情況，副硫銨(an)和(he)硝銨(an)物料在(zai)(zai)電(dian)(dian)除(chu)塵板上(shang)粘結和(he)腐蝕問題較大，而且(qie)存在(zai)(zai)液氨泄露(lu)的(de)危險，建議是等該工藝有一定業(ye)績和(he)運行后予以考慮。
7.海(hai)水脫硫法
海水脫(tuo)硫是利用海水中碳酸氫鈣和(he)碳酸氫鎂等堿性物質來吸收煙氣(qi)中的二氧化硫，經(jing)空氣(qi)氧化，使其成為(wei)穩定的SO42-，然(ran)后排入大海。反應式如下：
2SO2   4HCO3- O2→2H2O 4CO2↑ 2SO42-
該工藝只適用于燃中硫煤的海邊(bian)電廠，電廠的燃煤含硫量不宜過(guo)，約(yue)1為(wei)宜，除塵效率要求較，否則會對海洋(yang)造成污染。
8.荷電(dian)干式噴射(she)法
荷電(dian)干式(shi)噴射脫(tuo)硫(liu)工藝是將帶(dai)電(dian)的(de)微細(xi)吸(xi)收劑噴入煙道，與煙氣中的(de)二氧化硫(liu)發生(sheng)反(fan)(fan)應，達(da)到脫(tuo)硫(liu)目(mu)的(de)。反(fan)(fan)應式(shi)如下：
2CaO   2SO2＋O2→2CaSO4
該法(fa)脫(tuo)硫效(xiao)率，是(shi)對(dui)于硫燃(ran)料(liao)，脫(tuo)硫效(xiao)率差。
9.循流化床(chuang)煙氣脫(tuo)硫法
循流(liu)化(hua)床(chuang)煙(yan)氣(qi)脫硫(liu)工藝(yi)是用石灰作為吸(xi)收劑(ji)，將鍋(guo)爐尾部出來的煙(yan)氣(qi)引(yin)入(ru)循流(liu)化(hua)床(chuang)反(fan)應(ying)塔中(zhong)，增濕的石灰和煙(yan)氣(qi)中(zhong)的二氧化(hua)硫(liu)反(fan)應(ying)，生(sheng)成亞硫(liu)酸鈣(gai)，未反(fan)應(ying)的吸(xi)收劑(ji)顆粒(li)經除塵器(qi)收集再(zai)回到循硫(liu)化(hua)床(chuang)循利(li)用。主要(yao)反(fan)應(ying)如下：
Ca (OH) 2 SO2 1/2O2→CaSO4·H2O
該法是較晚(wan)較快的脫硫(liu)工藝，約(yue)占FGD容(rong)量的0.5。其主要點是費用和運行(xing)費用比石灰石－石膏法30。
10.旋(xuan)轉(zhuan)噴霧(wu)法
該(gai)法的應用(yong)(yong)原理為(wei)：將吸收(shou)漿(jiang)霧化(hua)，在吸收(shou)塔內(nei)與煙氣混(hun)合(he)接觸，一(yi)方面(mian)煙氣被(bei)熱冷卻，吸收(shou)劑中的水份被(bei)蒸發干燥(zao)；另一(yi)方面(mian)，吸收(shou)劑與煙氣中SO2反應生成亞硫(liu)酸鈣來達到脫硫(liu)的目的。該(gai)裝置運行(xing)可靠，但腐蝕較(jiao)嚴重，副一(yi)般不用(yong)(yong)。
11.磷氨復合肥(fei)法(fa)（PAR法(fa)）
該法的(de)應用(yong)原理為：活性(xing)炭吸(xi)附一級脫(tuo)硫，解吸(xi)得30 H2SO4 。稀H2SO4分解為磷礦石，生(sheng)成10以上(shang)的(de)磷酸液與(yu)氨的(de)中和液進(jin)行(xing)二次脫(tuo)硫，再將漿料濃縮干燥得磷氨復合肥(fei)。該法的(de)點是副可做(zuo)化肥(fei)使用(yong)；缺點是工藝比(bi)較(jiao)復雜，一次性(xing)較(jiao)，運行(xing)維護工作量大。
12.氨-硫氨法(NADS).
氨-硫氨法(fa)(fa)是(shi)由NKK公司的(de)工藝，1976年建立(li)了兩(liang)套裝置，分(fen)別處理76萬M/h和123萬M/h的(de)煙氣(qi)。他(ta)的(de)副是(shi)化肥，該法(fa)(fa)的(de)額相對較大，工藝復(fu)雜(za)。
13.石灰(hui)石濕法簡(jian)易脫硫除塵法(PXJ－D)
本法在石(shi)灰(hui)石(shi)濕法基礎(chu)上(shang)以(yi)犧(xi)牲利用副和(he)降脫硫(liu)率來實(shi)現工(gong)藝(yi)簡化和(he)降，是產中*有420 t鍋(guo)爐(lu)業績的，比較(jiao)適(shi)合(he)(he)情，是適(shi)合(he)(he)老廠上(shang)脫硫(liu)除(chu)塵(chen)裝置(zhi)或把原有除(chu)塵(chen)設備(bei)改(gai)造成(cheng)脫硫(liu)除(chu)塵(chen)裝置(zhi)。初為的之(zhi)一左右，運行費(fei)為三分之(zhi)一左右，除(chu)塵(chen)率大(da)于99，脫硫(liu)率為70～80。采用無(wu)(wu)噴(pen)嘴噴(pen)淋(lin)系統，了堵塞問題，采用防腐(fu)措施了腐(fu)蝕問題；無(wu)(wu)廢(fei)水，工(gong)藝(yi)簡單，占用場地小。
表(biao)1是(shi)幾種常見(jian)脫硫工藝主要參數比較：

表2是幾種常(chang)見的煙氣(qi)脫硫裝置(zhi)的比較：

表2 煙氣(qi)脫硫裝置(zhi)的比較(jiao)

三(san)、脫硫(liu)后的廢(fei)水(shui)處理
脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)主(zhu)要(yao)是(shi)石膏漿液(ye)經脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)水(shui)(shui)后排出的(de)(de)(de)(de)濾液(ye)，量約(yue)7t/h。脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)主(zhu)要(yao)污(wu)染因子為氯離(li)子、SS、銅、鉛、鎳、鈣、鎂、鋁、鐵(tie)以及氟離(li)子、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)根、碳酸(suan)(suan)根等，水(shui)(shui)體的(de)(de)(de)(de)pH值(zhi)較。脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜質主(zhu)要(yao)來自煙(yan)(yan)氣(qi)、脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)劑(ji)（目前(qian)濕法脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)劑(ji)大(da)多(duo)用石灰石）和工藝水(shui)(shui)。其中(zhong)，污(wu)染成分主(zhu)要(yao)來自煙(yan)(yan)氣(qi)，而煙(yan)(yan)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜質又(you)來源于煤的(de)(de)(de)(de)燃(ran)燒(shao)。煤中(zhong)含有包(bao)括(kuo)重金屬在內的(de)(de)(de)(de)多(duo)種元素，這(zhe)些元素在燃(ran)燒(shao)后生成多(duo)種化合(he)物(wu)，其中(zhong)氣(qi)體化合(he)物(wu)會(hui)隨煙(yan)(yan)氣(qi)進(jin)入脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)系統，溶解于吸收漿液(ye)中(zhong)。脫(tuo)(tuo)(tuo)(tuo)硫(liu)(liu)(liu)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)雜質主(zhu)要(yao)包(bao)括(kuo)懸浮物(wu)、濃度的(de)(de)(de)(de)亞硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽、硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽、氟化物(wu)以及重金屬。
脫硫后的廢水處理系統包括：水處理系統和污泥處理系統, 其(qi)中水處理系統又分(fen)為中和、沉降、絮凝、濃縮澄清幾個工序。