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关于燃煤电厂现行主流脱硫工艺的分析

北极星环保网来源:《建筑学研究前沿》作者:林华峰2017/5/16 10:21:33我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硫工艺 氨法脱硫 湿法脱硫

北极星环保网讯:摘要:近10年国家环保力度逐年加强,脱硫工艺遍地开花。现今“超低排放”日渐成为主流,大部分脱硫工艺自然淘汰。对于脱硫市场上现存的脱硫工艺本文进行初步剖析,了解他们的差异及特点。

关键词:脱硫;石灰石-石膏法;氨法脱硫;氧化镁法

一、前言

我国是世界上主要的煤炭生产和消费国,也是以煤炭为主要一次能源的国家。据统计,2002年,原煤在我国一次能源构成中所占比例为70.7%,而用于发电的煤炭约占煤炭消费量的49.1%。

我国以燃煤为主的电力生产所造成的环境污染是电力工业发展的一个制约因素。煤炭燃烧产生的烟气中含有烟尘、硫氧化物(SO2)、氮氧化物(NOx)和CO2等污染物,已经造成了严重的环境问题,是我国经济可持续发展急待解决的重要问题。

在燃煤电站SO2排放的控制方面,我国采用引进技术和设备建立了一批烟气脱硫工程,不断加大SO2排放的控制力度,SO2排放的增长势头已基本得到了控制,SO2排放总量将不断降低。国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局及时地于2011年7月联合修订并发布了《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),明确规定自2014年7月1日起,现有火力发电及燃气轮机SO2的排放将按新标准执行。

自从2011年超低排放的理念首次由浙能集团提出,2015年3月,十二届全国人大三次会议《政府工作报告》明确要求“推动燃煤电厂超低排放改造”;2015年12月国务院常务会议决定,在2020年之前对燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造。其中SO2排放执行35mg/Nm3;NOx排放执行50mg/Nm3;粉尘排放执行5mg/Nm3。本文从脱硫角度阐述当今国内主流工艺的利弊及各自特点。

二、脱硫工艺演化

按脱硫工艺在生产中所处的不同位置,我们可以将脱硫分为三种:

燃烧前脱硫:如原煤洗选脱硫;

燃烧中脱硫:如洁净煤燃烧、循环流化床锅炉和炉内喷钙;

燃烧后脱硫:即我们所研究的炉后烟气脱硫。

燃烧后的烟气脱硫(FlueGasDesulphrlzation)是目前世界上控制SO2污染所采用的主要手段。大部分情况下,单纯依靠燃烧后烟气脱硫即可满足排放要求。

自2004年起,烟气脱硫改造在我国大行其道,针对各脱硫主体的不同外部条件、自身状况也衍生出多种不同的脱硫工艺。常见的有石灰石-石膏湿法脱硫、氨法脱硫、循环悬浮式半干法脱硫、炉内喷钙干法脱硫、双碱法脱硫、海水法脱硫、氧化镁法脱硫等等。

据GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》,自2004年1月1日起新建、扩建、改建的火电厂脱硫项目一般按照400mg/Nm3的SO2排放标准执行。正因脱硫早期国家对SO2的排放要求不高,每一种脱硫工艺在其特有的如脱硫效率、技术成熟度、一次投资成本、运行成本、吸收剂供应链、设备建设场地空间、对现有设备影响等特点下均有一定的市场份额。

但随着国家环保力度的逐年加大,SO2排放限制的一再提高,许多脱硫工艺均已自然淘汰。根据最新的超低排放标准,二氧化硫排放限值为35mg/Nm3。按市场流通低硫煤硫分通常在0.5~0.8%左右,锅炉排放SO2浓度为1250~2000mg/Nm3,脱硫效率至少应≥97.2%。目前能实现高脱硫效率且工艺技术成熟、运行可靠,在国内有一定数量的运用实例的有石灰石-石膏法脱硫工艺、氨法脱硫工艺、氧化镁法脱硫工艺以及干法+半干法工艺。

三、主流脱硫工艺比较

下表是针对不同烟气脱硫技术的性能比较。

湿法脱硫

四种脱硫方案中属石灰石-石膏法技术最为成熟,且在国内应用广泛,设备国产化程度比较高。氧化镁法的技术成熟度仅次于石灰石-石膏法,氨法脱硫目前有相当一部分为简易氨法,氨逃逸高,有废水,且副产物抛弃处理。氨肥法需增加一整套蒸发浓缩设备,造价较高且占一定场地空间。干法+半干法现基本很少见,主要还是和较低的脱硫效率和稳定性有关。

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