【干貨】燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放脫硫方案的選擇

　　前言

　　隨著國家環(huán)保政策的日趨嚴(yán)格，新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)也在排放總量和排放濃度兩方面提出更高的要求，新的排污收費(fèi)制度的實(shí)施也對(duì)火電廠形成了很大的壓力。也有報(bào)告中指出，燃煤對(duì)以大氣霧霾為代表的大氣污染形成扮演著最重要的角色，不清潔的能源使用，是我國霧霾產(chǎn)生的最根本的原因。這個(gè)不清潔的能源，最主要的是指煤炭。

　　2014年，國內(nèi)浙江、江蘇、廣東等省份已開始對(duì)個(gè)別已達(dá)到排放新標(biāo)的機(jī)組的煙氣脫硫、脫硝和除塵系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步提效改造，實(shí)現(xiàn)煙氣污染物的超低排放，在滿足特別排放限值的基礎(chǔ)上，達(dá)到以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)，即煙塵排放濃度不大于5mg/Nm³，二氧化硫排放濃度不大于35mg/Nm³，氮氧化物排放濃度不大于50mg/Nm³。

　　已達(dá)新標(biāo)并擬開展超低排放的機(jī)組的煙塵和脫硝的改造方案相對(duì)單一，煙塵超低排放是通過增加濕式電除塵器，脫硝超低排放是通過增加催化劑反應(yīng)層來實(shí)現(xiàn)改造目標(biāo)，而脫硫超低排放因存在各種技術(shù)的組合，以及吸收塔選擇技術(shù)路線的不同，可選擇方案較多。

　　濕法脫硫方案通過向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強(qiáng)制使CaSO3都氧化為CaSO4(石膏)，脫硫的副產(chǎn)品為石膏。同時(shí)鼓入空氣產(chǎn)生了更為均勻的漿液，易于達(dá)到90 %以上的脫硫率，并且易于控制結(jié)垢與堵塞。由于石灰石價(jià)格便宜，并易于運(yùn)輸與保存，因而自80年代以來石灰石已經(jīng)成為石膏法的主要脫硫劑。該方案還具有適用的煤種范圍廣、脫硫效率高、吸收劑利用率高、工作的可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)今國內(nèi)外選擇火電廠煙氣脫硫設(shè)備時(shí)，石灰石/石膏強(qiáng)制氧化系統(tǒng)成為主要的濕法煙氣脫硫工藝，該工藝。吸收塔內(nèi)的反應(yīng)符合德拜-休克爾理論，根據(jù)這個(gè)基本原理，在實(shí)際運(yùn)行的漿液 PH值(一般為 5～6)下，對(duì)于煙氣中 SO2的脫除極限，取決于SO2的氣、液相平衡。在通常的石灰石-石膏濕法脫硫裝置中，SO2氣相平衡濃度為5ppmdv(相當(dāng)于 15mg/Nm3)。也就是說對(duì)于采用石灰石作為脫硫劑的脫硫裝置，出口SO2濃度小于 15mg/Nm3是其平衡濃度，是可能脫除到的最低濃度。因此，在燃煤電廠濕法脫硫裝置上使 SO2排放值低于 35mg/Nm3上是可以實(shí)現(xiàn)的。但需要對(duì)影響脫硫效率的主要有液氣比、煙氣分布均勻性、吸收區(qū)高度、吸收塔漿池容量等因素進(jìn)行分析和選擇。

　　濕法石灰石/石膏脫硫工藝根據(jù)吸收塔設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不同，可分為單塔雙循環(huán)、雙塔雙循環(huán)、單塔單循環(huán)強(qiáng)化傳質(zhì)、單塔單循環(huán)提高液氣比。

　　1、單塔雙循環(huán)

　　單塔雙循環(huán)濕法脫硫技術(shù)是在單循環(huán)濕法脫硫技術(shù)上發(fā)展而來的。其主要工藝在脫硫塔內(nèi)設(shè)置積液盤將脫硫區(qū)分隔為上、下循環(huán)脫硫區(qū)，下循環(huán)脫硫區(qū)、下循環(huán)中和氧化池及下循環(huán)泵共同形成下循環(huán)脫硫系統(tǒng)，上循環(huán)脫硫區(qū)、上循環(huán)中和氧化池及上循環(huán)泵共同形成上循環(huán)脫硫系統(tǒng)，在一個(gè)脫硫塔內(nèi)形成相對(duì)獨(dú)立的雙循環(huán)脫硫系統(tǒng)，煙氣的脫硫由雙循環(huán)脫硫系統(tǒng)共同完成。本工藝雙循環(huán)脫硫系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，但又布置在一個(gè)脫硫塔內(nèi)，既保證了較高的脫硫效率，又降低了漿液循環(huán)量和系統(tǒng)能耗，并且單塔整體布置還減少了占地，節(jié)約了投資;本工藝特別適合于燃燒高硫煤產(chǎn)生的煙氣脫硫，脫硫效率可達(dá)到99%以上，若要控制二氧化硫排放濃度不大于35mg/Nm³，理論入口濃度可達(dá)3500 mg/Nm³。

　　本技術(shù)的重點(diǎn)在于漿液分區(qū)使用，吸收區(qū)循環(huán)和氧化區(qū)循環(huán)，單塔雙循環(huán)兩個(gè)系統(tǒng)漿液性質(zhì)分開后，可以滿足不同工藝階段對(duì)不同漿液性質(zhì)的要求，更加精細(xì)地控制了工藝反應(yīng)過程，高PH 值的吸收區(qū)循環(huán)在較低的液氣比和電耗條件下，可以保證很高的脫硫效率。低PH 值的氧化區(qū)循環(huán)可以保證吸收劑的完全溶解以及很高的石膏品質(zhì)，并大大提高氧化效率，降低氧化風(fēng)機(jī)電耗。氧化區(qū)循環(huán)可以去除煙氣中的雜質(zhì)，包括部分的SO2、灰塵、HCL和HF。雜質(zhì)對(duì)二級(jí)循環(huán)的反應(yīng)影響將大大降低，提高二級(jí)循環(huán)效率。石灰石的流向?yàn)橄冗M(jìn)入二級(jí)循環(huán)再進(jìn)入一級(jí)循環(huán)，兩級(jí)工藝延長了石灰石的停留時(shí)間。