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[摘 要]大气中的二氧化硫与降水溶合形成酸雨，严重破坏生态环境和危害人体健康，加大癌症发病率，甚至影响人类基因造成遗传疾病。控制大气二氧化硫污染，削减二氧化硫的排放量，保护大气环境质量，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。本文介绍了我国的脱硫环境及其应用现状，分析导致我国脱硫工艺滞后的因素，并提出相应的建议，
[关键词]火电厂；脱硫；发展
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0009-01
随着社会经济的快速发展，节能环保问题越来越引起社会的广泛关注，地方火力发电厂的污染物排放也越来越引起地方政府部门的高度重视。我国是一个消费、能源生产大国，特别是对电力需求增长更快，巨大的电力需求带来大量动力煤的消耗，燃煤发电厂烟气中大量废气排入大气，形成酸雨等有害物质，对环境产生了严重影响。现在许多组织和国家都自发地把环境保护作为自己社会义务中非常重要的部分，我国在降低污染物排放量、改善自然环境方面做出了突出贡献。火电厂作为污染物排放大户，在控制环境污染方面有着不可推卸的责任，随着国家环境保护工作的逐步深入，火电厂配置脱硫设备已经成为必然趋势。
一、我国火力发电厂的脱硫环境及脱硫问题
我国于上世纪70年代就开始了脱硫技术的研究，先后有60多所高校和科研单位投入到脱硫工艺的实验研究，但由于经济较落后，相关方面的投入较少，故一直未发展起来。由于国内烟气脱硫设备和工艺自主创新能力差，国产化程度不高，很多火电厂通过引进国外设备和技术来达到提高脱硫率和稳定安全运行的目的。随着二氧化硫和酸雨污染的日趋严重，二氧化硫控制技术的研究被重新提到议事日程。国家通过划定“两控区”有目的、有计划、有步骤地来控制二氧化硫和酸雨的污染程度。“十一五”国家又把切实保护好自然生态、加大环境保护力度作为重要议题，要求各地区各部门都必须把保护环境作为一项重大任务抓紧抓好，降低污染物排放总量，采取严格有力的措施，切实解决影响社会经济发展特别是严重危害人民健康的突出问题，国家环保部门明确规定了烟气排放标准。
湿法烟气脱硫技术的早期发展可追溯到20世纪的60年代中期，而干法烟气脱硫技术的早期发展则是20世纪70年代。然而早期的烟气脱硫技术不论是干法还是湿法脱硫技术工艺，由于受到当时技术发展条件上的限制，整个脱硫系统建设投资和运行成本相对较高，而且脱硫系统复杂、效率低、运行可靠性能差，使得该技术在电力市场上的应用受到了一定的限制。经过了30多年的发展，到20世纪90年代，烟气脱硫技术有了长足的进展，特别是湿法烟气脱硫以其工艺的成熟性、运行的高可靠性，以及高的脱硫技术性能等特点，在世界电力市场上得到了广泛的应用。据英国国际能源机构的煤研究中心1998年的统计结果表明：在世界范围内，安装烟气脱硫装置的火电机组装机容量已达229484MW。同时，在已安装的烟气脫硫装置的所有火电机组中，采用湿法脱硫工艺脱硫的机组容量占整个安装烟气脱硫机组容量的86%以上，且其中采用传统的石灰/石灰石的湿法脱硫工艺占据了90%以上的份额。
目前，我国大多采用直接购买或合作引进国外先进技术，不仅投资高，而且技术受制于人，难以独立操作。我国现只有少数脱硫公司拥有自主知识产权的烟气脱硫技术，大多数脱硫公司仍需采用国外技术，而且再创新能力、消化吸收较弱。采用湿法脱硫的电厂排放的废水中含有重金属元素、氟、氯、砷及部分氮硫化合物，其造成的污染也不容忽视。据业内人士反映，目前已建成投产的烟气脱硫设施实际投运率不足60%，减排二氧化硫的作用没有完全发挥。部分老电厂的脱硫电价政策没及时到位，有些脱硫公司对国外设备和技术依赖度较高，系统设计先天不足，没有完全掌握工艺技术，个别设备出现故障后难以及时修复。虽然大多数脱硫项目都规定了脱硫装置应在锅炉燃用设计煤种时脱硫效率能够达到保证值，但由于目前我国电煤供需矛盾突出，一些电厂实际燃用煤种已与原设计煤种有较大差异，原煤中硫含量和灰成分明显增加，这给脱硫装置的稳定运行带来较大影响。
二、火力发电厂脱硫技术
石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰或石灰石作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙与鼓入的氧化空气进一步反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经换热器加热升温后直接排入烟囱或排入烟囱，脱硫石膏浆经脱水装置脱水后抛弃或回收。由于吸收浆液可以循环利用，所以脱硫吸收剂的利用率很高。氧化镁抛弃法是在氧化镁再生法和硫酸镁回收法的基础上，省去了脱硫产物的再生和回收系统简化而成的，该工艺具有结构简单、脱硫效率高、占地少、投资省的特点，此外该工艺不会产生大量固体废弃物，不需要堆放场地，脱硫终产物为硫酸镁溶液，随废水排放。由于镁的活性比钙高，所以镁法无结垢问题且脱硫率高，但脱硫剂的价格要高些，为降低运行成本，氧化镁法主要用在菱镁矿储量比较丰富的地区。
旋转喷雾干燥法也是一种应用较多的火力发电厂的脱硫方法，经破碎后石灰在消化池中经消化后，与再循环脱硫副产物和部分煤灰混合制成混合浆液，经浆液泵升压送入旋转喷雾器，经雾化后在塔内均匀分散。净化后的烟气经除尘器除尘后从烟囱排出，脱硫后固体产物大部分从脱硫塔底部排出。为了提高脱硫剂利用率，脱硫塔底部排出的灰渣和除尘器收集的飞灰一部分再循环使用，一部分抛弃。另外，通过荷电干式吸收剂喷射脱硫技术也达到火力发电厂脱硫的目的。荷电干式吸收剂荷电喷射脱硫系统主要包括一个吸收剂喷射单元，一个吸收剂给料单元及二氧化硫监测器和计算机控制系统。主要设备有吸收剂给料装置、预除尘装置、喷枪主体、高压电源和过滤分离装置。熟石灰吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区，使吸收剂得到强大的静电荷。由于吸收剂带同种电荷，因而相互排斥，很快在烟气中扩散，形成均匀的悬浮状态，使每个吸收剂粒子的表面都充分暴露在烟气中，与二氧化硫的反应机会大大增加，从而提高了脱硫效率。
三、火力发电厂在脱硫过程中应注意的问题
在湿法烟气脱硫中，设备常常发生堵塞和结垢。设备堵塞和结垢已成为一些吸收设备能否长期正常运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结垢的机理，造成堵塞和影响结垢的因素，然后有针对性地从设备结构、工艺设计、操作控制等方面着手解决。应该严格除尘，控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量，设备结构要作特殊设计，或选用不易堵塞和结垢的吸收设备，选择不易腐蚀、表面光滑的材料制作吸收设备。大多数含硫烟气的温度为120～185℃或更高，而吸收则要求在较低的温度下（60℃左右）进行，高温有利于解吸，低温有利于吸收，因而在进行吸收之前要对烟气进行预冷却。另外，湿法吸收塔及有关设备的腐蚀问题相当严重，应采用耐腐蚀材料制作吸收塔，如采用环氧玻璃钢、不锈钢、陶瓷、硬聚氯乙烯等制作吸收塔及有关设备，且设备内壁要涂敷防腐材料。
参考文献
[1] 薛志刚，柴发合，段宁.“两控区”酸雨和二氧化硫污染控制的趋势和对策.中国能源，2002（11）.
[2] 张方，马彦涛，胡将军.国内外火电厂烟气脱硫石膏的特点利用及处置.粉煤灰综合利用，2003（4）.
[3] 金新荣.湿法烟气脱硫装置运行中存在问题及解决措施.电力设备，2006，7（12）.
[关键词]火电厂；脱硫；发展
中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0009-01
随着社会经济的快速发展，节能环保问题越来越引起社会的广泛关注，地方火力发电厂的污染物排放也越来越引起地方政府部门的高度重视。我国是一个消费、能源生产大国，特别是对电力需求增长更快，巨大的电力需求带来大量动力煤的消耗，燃煤发电厂烟气中大量废气排入大气，形成酸雨等有害物质，对环境产生了严重影响。现在许多组织和国家都自发地把环境保护作为自己社会义务中非常重要的部分，我国在降低污染物排放量、改善自然环境方面做出了突出贡献。火电厂作为污染物排放大户，在控制环境污染方面有着不可推卸的责任，随着国家环境保护工作的逐步深入，火电厂配置脱硫设备已经成为必然趋势。
一、我国火力发电厂的脱硫环境及脱硫问题
我国于上世纪70年代就开始了脱硫技术的研究，先后有60多所高校和科研单位投入到脱硫工艺的实验研究，但由于经济较落后，相关方面的投入较少，故一直未发展起来。由于国内烟气脱硫设备和工艺自主创新能力差，国产化程度不高，很多火电厂通过引进国外设备和技术来达到提高脱硫率和稳定安全运行的目的。随着二氧化硫和酸雨污染的日趋严重，二氧化硫控制技术的研究被重新提到议事日程。国家通过划定“两控区”有目的、有计划、有步骤地来控制二氧化硫和酸雨的污染程度。“十一五”国家又把切实保护好自然生态、加大环境保护力度作为重要议题，要求各地区各部门都必须把保护环境作为一项重大任务抓紧抓好，降低污染物排放总量，采取严格有力的措施，切实解决影响社会经济发展特别是严重危害人民健康的突出问题，国家环保部门明确规定了烟气排放标准。
湿法烟气脱硫技术的早期发展可追溯到20世纪的60年代中期，而干法烟气脱硫技术的早期发展则是20世纪70年代。然而早期的烟气脱硫技术不论是干法还是湿法脱硫技术工艺，由于受到当时技术发展条件上的限制，整个脱硫系统建设投资和运行成本相对较高，而且脱硫系统复杂、效率低、运行可靠性能差，使得该技术在电力市场上的应用受到了一定的限制。经过了30多年的发展，到20世纪90年代，烟气脱硫技术有了长足的进展，特别是湿法烟气脱硫以其工艺的成熟性、运行的高可靠性，以及高的脱硫技术性能等特点，在世界电力市场上得到了广泛的应用。据英国国际能源机构的煤研究中心1998年的统计结果表明：在世界范围内，安装烟气脱硫装置的火电机组装机容量已达229484MW。同时，在已安装的烟气脫硫装置的所有火电机组中，采用湿法脱硫工艺脱硫的机组容量占整个安装烟气脱硫机组容量的86%以上，且其中采用传统的石灰/石灰石的湿法脱硫工艺占据了90%以上的份额。
目前，我国大多采用直接购买或合作引进国外先进技术，不仅投资高，而且技术受制于人，难以独立操作。我国现只有少数脱硫公司拥有自主知识产权的烟气脱硫技术，大多数脱硫公司仍需采用国外技术，而且再创新能力、消化吸收较弱。采用湿法脱硫的电厂排放的废水中含有重金属元素、氟、氯、砷及部分氮硫化合物，其造成的污染也不容忽视。据业内人士反映，目前已建成投产的烟气脱硫设施实际投运率不足60%，减排二氧化硫的作用没有完全发挥。部分老电厂的脱硫电价政策没及时到位，有些脱硫公司对国外设备和技术依赖度较高，系统设计先天不足，没有完全掌握工艺技术，个别设备出现故障后难以及时修复。虽然大多数脱硫项目都规定了脱硫装置应在锅炉燃用设计煤种时脱硫效率能够达到保证值，但由于目前我国电煤供需矛盾突出，一些电厂实际燃用煤种已与原设计煤种有较大差异，原煤中硫含量和灰成分明显增加，这给脱硫装置的稳定运行带来较大影响。
二、火力发电厂脱硫技术
石灰石（石灰）-石膏湿法脱硫工艺采用价廉易得的石灰或石灰石作脱硫吸收剂，石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆液。当采用石灰为吸收剂时，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙反应生成亚硫酸钙，亚硫酸钙与鼓入的氧化空气进一步反应，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴，经换热器加热升温后直接排入烟囱或排入烟囱，脱硫石膏浆经脱水装置脱水后抛弃或回收。由于吸收浆液可以循环利用，所以脱硫吸收剂的利用率很高。氧化镁抛弃法是在氧化镁再生法和硫酸镁回收法的基础上，省去了脱硫产物的再生和回收系统简化而成的，该工艺具有结构简单、脱硫效率高、占地少、投资省的特点，此外该工艺不会产生大量固体废弃物，不需要堆放场地，脱硫终产物为硫酸镁溶液，随废水排放。由于镁的活性比钙高，所以镁法无结垢问题且脱硫率高，但脱硫剂的价格要高些，为降低运行成本，氧化镁法主要用在菱镁矿储量比较丰富的地区。
旋转喷雾干燥法也是一种应用较多的火力发电厂的脱硫方法，经破碎后石灰在消化池中经消化后，与再循环脱硫副产物和部分煤灰混合制成混合浆液，经浆液泵升压送入旋转喷雾器，经雾化后在塔内均匀分散。净化后的烟气经除尘器除尘后从烟囱排出，脱硫后固体产物大部分从脱硫塔底部排出。为了提高脱硫剂利用率，脱硫塔底部排出的灰渣和除尘器收集的飞灰一部分再循环使用，一部分抛弃。另外，通过荷电干式吸收剂喷射脱硫技术也达到火力发电厂脱硫的目的。荷电干式吸收剂荷电喷射脱硫系统主要包括一个吸收剂喷射单元，一个吸收剂给料单元及二氧化硫监测器和计算机控制系统。主要设备有吸收剂给料装置、预除尘装置、喷枪主体、高压电源和过滤分离装置。熟石灰吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区，使吸收剂得到强大的静电荷。由于吸收剂带同种电荷，因而相互排斥，很快在烟气中扩散，形成均匀的悬浮状态，使每个吸收剂粒子的表面都充分暴露在烟气中，与二氧化硫的反应机会大大增加，从而提高了脱硫效率。
三、火力发电厂在脱硫过程中应注意的问题
在湿法烟气脱硫中，设备常常发生堵塞和结垢。设备堵塞和结垢已成为一些吸收设备能否长期正常运行的关键问题。为此，首先要弄清楚结垢的机理，造成堵塞和影响结垢的因素，然后有针对性地从设备结构、工艺设计、操作控制等方面着手解决。应该严格除尘，控制烟气进入吸收系统所带入的烟尘量，设备结构要作特殊设计，或选用不易堵塞和结垢的吸收设备，选择不易腐蚀、表面光滑的材料制作吸收设备。大多数含硫烟气的温度为120～185℃或更高，而吸收则要求在较低的温度下（60℃左右）进行，高温有利于解吸，低温有利于吸收，因而在进行吸收之前要对烟气进行预冷却。另外，湿法吸收塔及有关设备的腐蚀问题相当严重，应采用耐腐蚀材料制作吸收塔，如采用环氧玻璃钢、不锈钢、陶瓷、硬聚氯乙烯等制作吸收塔及有关设备，且设备内壁要涂敷防腐材料。
参考文献
[1] 薛志刚，柴发合，段宁.“两控区”酸雨和二氧化硫污染控制的趋势和对策.中国能源，2002（11）.
[2] 张方，马彦涛，胡将军.国内外火电厂烟气脱硫石膏的特点利用及处置.粉煤灰综合利用，2003（4）.
[3] 金新荣.湿法烟气脱硫装置运行中存在问题及解决措施.电力设备，2006，7（12）.