摘要：結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫的優(yōu)勢及國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，將石灰石一石膏的濕法脫硫工藝和循環(huán)流化床半干法脫硫工藝的特點(diǎn)、技術(shù)方案進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的比較。從工藝性能、吸收劑、脫硫副產(chǎn)物綜合利用、設(shè)施布置、目前國內(nèi)的運(yùn)行業(yè)績等方面對兩種工藝進(jìn)行了綜合比較，供電廠進(jìn)行脫硫工藝的選擇。

關(guān)鍵詞：脫硫;除塵;超低排放;循環(huán)流化床

來源：《內(nèi)燃機(jī)與配件》 作者：奧慧琦 神華國能電力檢修工程有限公司

1簡介

煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)技術(shù)，在世界大規(guī)模的商業(yè)化冶煉鍋爐在進(jìn)行煤燃燒時(shí)，需采用煙氣脫硫技術(shù)對SO2污染物進(jìn)行控制)目前常用的工藝有石灰石一石膏濕法脫硫工藝、循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫工藝，以下將結(jié)合木工程的的特點(diǎn)分別進(jìn)行論述)

1.1循環(huán)流化床干法脫硫工藝

循環(huán)流化床干法煙氣脫硫技術(shù)源于20世紀(jì)80年代德國魯奇公司，其在20世紀(jì)80年代進(jìn)行開發(fā))此后，德國魯奇公司在80年代的開發(fā)基礎(chǔ)上研究了回流式的循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù)(RCFB-FGD)目前，除了德國魯奇公司外，德國的Thysseen公司、美國的Airpol公司、法國的Stein公司及丹麥FLS, Miljo)公司也在開發(fā)及推廣回流式的循環(huán)流化床煙氣脫硫技術(shù))其中德國魯奇能捷斯(LLAG公司CFB-FGD干法脫硫技術(shù)在全世界已有約50多套應(yīng)用業(yè)績，其中包括世界上成功運(yùn)行的300M W機(jī)組配套業(yè)績)從已投運(yùn)裝置的情況看，魯奇的煙氣循環(huán)流化床技術(shù)在干法脫硫工藝中屬于領(lǐng)先水平)。

循環(huán)流化床煙氣脫硫系統(tǒng)中包括消石灰制備系統(tǒng)、吸收塔、吸收劑再循環(huán)系統(tǒng)、除塵器和控制設(shè)備)該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，利用懸浮顆粒與高速煙氣的特性，使其充分接觸，當(dāng)其流轉(zhuǎn)到吸收塔這個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，可在內(nèi)部噴入消石灰粉，讓高速煙氣與其進(jìn)行充分的接觸、反應(yīng)，再根據(jù)其實(shí)際情況噴入相對應(yīng)的水，并控制煙氣的反應(yīng)溫度在最合適的溫度范圍內(nèi))吸收塔內(nèi)的煙氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后，將其輸送至除塵器內(nèi)并收集脫硫灰)其后，將小部分的殘留物經(jīng)檢測后排除，再將其它的煙氣流轉(zhuǎn)到循環(huán)的系統(tǒng)中，進(jìn)行下一步的脫硫處理)吸收塔底部裝置是將通過的煙氣加速其與細(xì)小吸收劑顆粒的混合反應(yīng))同時(shí)，當(dāng)該循環(huán)系統(tǒng)中的煙氣及吸收劑顆粒均向上運(yùn)動時(shí)，可利用部分煙氣回流，在內(nèi)部形成湍流，進(jìn)而增加煙氣和吸收劑顆粒的接觸時(shí)間，以提高該系統(tǒng)中吸收劑的利用率和系統(tǒng)的脫硫效率)

該工藝其直接脫硫劑是消石灰，但由于消石灰成木較高，無法長時(shí)間儲存，因此通常購買生石灰，廠內(nèi)設(shè)置石灰消化系統(tǒng)制取消石灰)

該種脫硫工藝工藝流程簡單，初投資低。塔內(nèi)完全沒有任何運(yùn)動部件和支撐桿件，操作氣速合理，塔內(nèi)磨損小，設(shè)備使用壽命長、檢修方便，無廢水石膏雨產(chǎn)生。一般適用于燃煤硫份不大于1%，在適當(dāng)加大較大鈣硫比(Ca/S大于1.3)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)效率可達(dá)90%以上，循環(huán)流化床半干法脫硫裝置在國內(nèi)外已有100多臺成功運(yùn)行業(yè)績。

1.2石灰石一石膏濕法脫硫工藝

石灰石一石膏濕法脫硫工藝中的石灰石價(jià)格廉價(jià)，將其作為主要的脫硫吸收劑可降低成本。在吸收塔中，將石灰石磨成細(xì)粉狀并與水進(jìn)行混合攪拌形成吸收漿液。當(dāng)吸收漿液與煙氣進(jìn)行接觸反應(yīng)后，煙氣中的SO2在漿液含有的碳酸鈣并氧化空氣的作用下將被脫除，殘留物形成了石膏。通過吸收塔的煙氣已被脫硫，但其還存在一定的液態(tài)小液滴，需將其轉(zhuǎn)入除霧器再從煙囪排出。同時(shí)，經(jīng)過脫硫后的殘留物進(jìn)行脫水后可進(jìn)行回收，且脫硫的廢水經(jīng)過綜合處理后還可供電廠充分利用。此外，還可依據(jù)市場上脫硫石膏供需的比例情況、脫硫石膏的綜合質(zhì)量以及場地堆積成本的考量，對該工藝脫硫中的副產(chǎn)物石膏進(jìn)行拋棄或回收利用。

該工藝技術(shù)成熟、脫硫效率高，脫硫效率可以達(dá)到95%以上，對煤種的含硫率沒有特別限制，適用性較廣。

石灰石一石膏濕法脫硫工藝脫硫效率高，吸收劑利用率高(Ca/S小于1.05)，目前世界上應(yīng)用廣泛，國內(nèi)市場占有量較高。已投運(yùn)的脫硫裝置運(yùn)行良好，工藝的可靠性較高。

2對比脫硫除塵技術(shù)路線

2.1技術(shù)綜合比較分析(表1)

表1綜合技術(shù)比較表

2.2脫硫除塵初期投資成本(表2)

表2脫硫投資、運(yùn)行耗材單價(jià)

2.3脫硫除塵工藝運(yùn)行成本(表3)

表3脫硫年運(yùn)行成木比較

綜上所述：半干法脫硫工藝系統(tǒng)簡單、防腐要求低、無脫硫廢水產(chǎn)生。同時(shí)，塔內(nèi)沒有任何可活動的部件及支撐桿件，在操作過程中，其氣速合理，且塔內(nèi)的磨損較小，使得設(shè)備具有較長的使用壽命，檢修方式便捷，無廢水石膏雨產(chǎn)生。在較大鈣硫比的前提下，設(shè)計(jì)效率可達(dá)90%以上。吸收劑要求高、價(jià)格偏高，與濕法相比運(yùn)行業(yè)績較少。濕法脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用較多、技術(shù)較成熟、可靠性較高、適用于任何含硫率煤種的煙氣脫硫，脫硫效率達(dá)到95%以上，吸收劑價(jià)低易得，利用率高。

從技術(shù)上比較，本工程選用環(huán)保型CFB鍋爐，本身具有自脫硫優(yōu)勢，爐外脫硫采用半干法和濕法脫硫工藝都能滿足該工程的脫硫效率，且符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中SO2排放濃度限值100mg/Nm3的要求，兩種方案都可采用。但循環(huán)流化床半干法脫硫工藝與石灰石/石膏濕法脫硫工藝相比，具有系統(tǒng)簡單、耗水量小、能耗低、煙囪不需防腐和無脫硫廢水、石膏排放等優(yōu)勢，同時(shí)能夠高效脫除SO3和重金屬汞等，加之本項(xiàng)目采用“低床溫”燃燒技術(shù)的循環(huán)流化床鍋爐，主要以爐內(nèi)脫硫?yàn)橹鳎艽蟠鬁p輕爐外脫硫壓力。