燃煤电厂脱硫技术

我国燃煤电厂排放的二氧化硫占全国二氧化硫总排放量约50%，预计2010年电厂二氧化硫排放量占总排放量的三分之二，因此我国的二氧化硫总量控制重点是燃煤电厂。近年来，国内外燃煤电厂脱硫技术取得较大发展，把这些新技术介绍如下。

控制燃煤电厂污染大气途经有三种，即燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制。

1、 燃烧前脱硫技术

以前燃烧前脱硫是采用物理、化学或生物方法将煤中硫脱除，工艺投资大、成本高，尚未积极推广应用。近几年随科学技术发展，人们提出要从源头控制二氧化硫，主要方法是洗煤和集成煤气联合循环技术（IGCC）。
1998年1月，国务院在"关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复"中提出禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井，同时，对已建成的生产煤层含硫份大于3%的矿井，逐步实行限产或关停。新建、改造含硫份大于1.5%的煤矿，应当配套建设相应规模的煤碳诜选设施。这就是说高硫煤禁止开采，中硫矿必须诜选，这是从源头解决脱硫问题，可有效控制二氧化硫。发达国家80%-90%的煤炭都经诜选，一方面脱掉煤中硫，另一方面提高资源利用，减少运输量。我国一年生产的12亿吨煤炭中仅22%-25%经过诜选，为了控制二氧化硫，国家应全力支持煤矿建设诜煤厂，同时要促使用户用诜精煤代替原煤，减少燃煤电厂对周围环境的污染。

20世纪未开发的集成煤气联合循环技术，将煤气化，然后煤气燃烧推动燃气透平进行发电。这种技术优点：热效率高，煤中硫可脱掉98%，二氧化碳可以回收，产生固渣很少，同时技术上成熟，可以大规模生产（装置可达30万kW规模），发电成本与常规粉煤蒸汽锅炉差不多。只是投资贵一些。因脱硫效果好是发展方向，美国的Wabasb Rcver和Tampa、荷兰的Demkolec、西班牙的Paertolfano等。已建成4座大型IGCC电站，分别采用水煤浆加压气化和干粉进料加压喷流床气化技术，装置规模在25-30kW。

我国浙江大学岑可清莱入提高的多联产煤综合利用系统是一个独创的热力循环系统，它将煤的气化炉和粉煤燃烧锅炉联合组成一套流化床循环系统，其锅炉燃烧效率可达88%，并用蒸汽透平取代燃气透平，是一项煤清洁生产工艺。

2、 燃烧中脱硫技术

燃烧中脱硫是指燃烧与脱硫同时进行。它除了脱硫减少二氧化硫排放，还能提高热效率，降低燃料消耗，目前比较成熟有硫化床燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术。
流化床燃烧脱硫技术分循环流化床燃烧技术（CFBC）和增压流化床燃烧技术（PFBC）。CFBC是将煤从吸附床加入燃烧室的床层，在常压下从炉底鼓风成流化燃烧，增压流化床原理与常压流化床类似，只是燃烧室内压力为8-15个大气压。炉内喷钙技术工艺简单、费用低，脱硫率高。这两项技术近几年在不断改进，正愈来愈受到重视。日本，西欧和美国新建电厂在控制二氧化硫和氮氧化物污染物方面都选择上述技术。我国流化床燃烧技术研究已取得较大进展，有待于国产化成熟后推广应用。

中国科学院研究员朱雪芳发明一种"净化燃烧、一炉两用"新技术，在燃煤中添加适当比例的"AMC"掺烧剂，可在燃烧过程中将煤灰全部直接转 化为优质水泥熟料，并将煤中的硫固结到水泥产品中。这项技术曾在吉林热电厂完成连续运行72小时的工业化试验，并在河南省孟庄电厂建成一条示范生产线，完成了连续240小时的运行试验。经专家们鉴定，一致认为这是一项领先世界的独创性成果，中科院已向美国、德国、加拿大、法国等25个国家和地区中请了发明专利，国内也有100多家企业要求合作开发应用。

3、 燃烧后脱硫技术
燃烧后脱硫技术是指对燃烧装置排出的烟气脱去二氧化硫的技术。这类方法很多，国际上一些发达国家积极开展烟气脱硫新技术，该技术脱硫率高，运行可靠，便于工业化。随着技术发展，脱硫装置的费用不断降低，工艺日益完善，占地减少，成为先进、高效、低价的脱硫技术。据B &W公司介绍，目前湿法脱硫装置的费用只有10年前的1/2-1/3，故烟气脱硫技术被广泛应用。

3.1湿法脱硫技术
一些发达国家对发电厂烟气脱硫大都用湿法脱硫 技术，例日本、美国和德国烟气脱硫工艺中，90%以上用湿法脱硫技术。湿法脱硫技术大部分用石灰-石膏法，占湿法脱硫技术36.7%。其优点1、脱硫效率高；2、吸收剂利用率高；3、设备运转效率高。新的一代湿式石灰-石膏法工艺有三大特点：1、采用控制氧化法，即采用强化氧化和抑制氧化两种手段来控制亚硫酸盐的氧化率，可大大减少堵塞，结垢和腐蚀等问题。2、提高烟气流速，使烟气流速提高到5.5-6.0m/s，比常规烟囱流速加快约一倍，这样可增加脱硫过程的传质速率，使全套工艺的设备，能耗和占地都比原来减少。3、开拓新型的喷淋设备，新设计的喷嘴其有低压降、高密度特性，由此可减少喷雾层数，降低吸收塔的高度，减少成本。

目前正在进一步开发简化工艺系统新工艺，将烟气流速提高到10m/s。并采用新型吸收塔体积小，占地少，更适合老机组改造。这种新工艺系统称为简易式石灰石-石膏脱硫工艺，该系统工艺明显简化，脱硫效率可达80%，投资低，是现有电厂脱硫工艺的选择最佳方案。我国黄岛电厂和太原第一热电厂均采用新项技术。

3.2海水烟气脱硫技术
建在海边的发电厂在处理烟气中二氧化硫过程中常采用海水烟气脱硫技术。此技术用海水作为吸收剂，由于海水的碱度能吸收二氧化硫，海水的碱度越高，吸收二氧化硫量就越多。吸收二氧化硫后海水经空气曝气处理，吸收液呈一定酸性，用pH8的海水中和后可直排入海中，对海域生态环境不造成二次污染。该工艺脱硫率高，易于操作，脱硫费用低，有实用性。
挪威、英国、日本、澳大利亚等国都建有海水法烟气脱硫的工业装置。我国华东理工大学和华东电力集团公司开展海水烟气脱硫技术研究和实验室试验，并在舟山电厂进行小试，效果很好，二氧化硫脱除率达80%。
1993年7月通过专家鉴定，但尚未见产业化。深圳西部电力公司选用ABB公司此类工艺技术建立一套海水脱硫装置。

3.3电子束烟气脱硫技术
电子束烟气脱硫技术是利用电子加速器产生的电子束幅照烟气，在有氨存在条件下，将烟气中二氧化硫和氮氧化物转化为硫氨、硝氨，脱除率分别为90%和80%以上。此项工艺流程简单，运行可靠，操作方便，无堵塞、腐蚀和泄漏等问题。它是一种不产生二次污染的新脱硫技术。这项技术最早由日本荏原（EBARA）公司开发成功，后来日本与美国、波兰、德国有关部门对工艺进行广泛研究分别进行了中试建立工业示范厂，使一些关键技术不断突破，从而使电子束烟气脱硫技术趋于结构简化，造价便宜、单台功率更大。荏原公司在上海科技节环保专题报告会上也曾作交流发言。
烟气脱硫技术还有喷雾干燥烟气脱硫技术，国外已有很多应用实例。它属于半干法脱硫技术，技术成熟、投资低于湿法工艺。