燃煤電廠「超淨排放」石灰石-石膏法脫硫技術探討

北極星大氣網訊:摘要：我國作為煤炭消費大國，燃煤電廠一直是SO2、NOx和煙塵大氣汙染物的主要來源。隨著《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》的頒布，燃煤電廠為滿足「超淨排放」要求，石灰石-石膏法脫硫系統需要技術改造升級。本文介紹了目前先進的石灰石-石膏脫硫技術，為燃煤電廠煙氣達到「超淨排放」排放標準提供技術參考。

關鍵詞：燃煤電廠 超淨排放 煙氣脫硫 石灰石-石膏法

作為能源消費大國，煤炭在我國的能源消費結構中一直佔據絕對主導地位，根據《BP世界能源統計2013》的統計數據，我國煤炭的比重達到67.5%[1]，而電力行業的煤炭消費比例又佔據一半左右。煤炭燃燒產生的SO2、NOx、可吸入顆粒物是我國大氣環境的主要汙染物[2~3]，我國2013年SO2和NOX排放量分別為2043.9萬噸和2227.4萬噸，位居全球各國首位[4]，我國面臨的大氣防治形式依然嚴峻。

為了保證社會經濟的可持續發展，有效控制、治理霧霾天氣，國家進一步加強對燃煤電廠的排放要求，2011年發布的《火電廠大氣汙染物排放標準》（GB13223-2011）規定了重點地區的燃煤電廠煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高於20mg/Nm3、50mg/Nm3、100mg/Nm3，2014年由國家發改委、環保部和能源局共同發布的《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014—2020年）》（發改能源【2014】2093號文）進一步要求東部地區燃煤電廠排放基本達到燃氣電廠的排放標準，即煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高於5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。因此，「超低排放」成為燃煤電廠的必然選擇。目前，我國現有燃煤電廠大部分都採用石灰石-石膏溼法煙氣脫硫裝置，石灰石-石膏溼法煙氣脫硫具有可靠性高、脫硫效率高等特點，技術最成熟，應用也最為廣泛[5~10]，但石灰石-石膏法脫硫設備繁多，流程複雜，相對於脫硝、除塵，煙氣脫硫需要滿足「超淨排放」，技術難點多，改造難度大，本文介紹、分析當前的先進脫硫工藝技術，為「超淨排放」路線提供參考。

1煙氣「超淨排放」石灰石-石膏法脫硫途徑

由於燃煤電廠電煤市場的供應關係變化，燃用煤質基本不能控制，煤質的含硫量往往偏離原有系統的設計值，現有脫硫裝置改造需根據吸收塔入口SO2確定相應的改造技術路線，而新建電廠的脫硫設施需要合理選擇技術路線，優化設計指標，降低能耗、物耗，以提高「超淨排放」的經濟可行性。

為應對嚴苛的環保標準，真正做到「超淨排放」，脫硫系統需要切實可行的技術途徑。如提高石灰石的細度、純度以及活性等來提高反應效率和石膏品質；研發高效的脫硫增效劑，降低SO2吸收時的「液膜阻力」，提高反應速率；此外開發新的技術設備，改進塔內煙氣分布，增加氣液接觸面積，提高吸收塔吸收、傳質能力等是目前脫硫技術升級的主要途徑，也是「超淨排放」主要的工藝路線。

2煙氣「超淨排放」石灰石-石膏法脫硫工藝

2.1吸收塔託盤技術

託盤噴淋塔技術是美國巴威公司的一項專利技術，託盤塔技術指在逆流噴淋的基礎上增設一塊或者多塊穿流孔板託盤，將託盤全面布置在整個吸收塔的橫截面，使煙氣進入吸收塔後被均勻分布在整個截面上煙氣經過託盤後再進入噴淋區洗滌淨化，不僅有利於煙氣分布均勻，而且流經託盤小孔時的節流噴射大大提高了噴淋區煙氣的湍流度，改善了氣液傳質條件增加氣液傳質係數，託盤上的存液也可脫除煙氣中SO2等汙染物質，在有效降低液氣比的同時，得到較高的脫硫效率[11~13]。

設置託盤後，吸收塔系統的阻力提高，使得增壓風機的電耗有所增加，但是液氣比的降低使漿液循環泵的流量降低，循環泵電耗下降，系統整體電耗下降[13]。託盤塔技術比較適合受場地因素改造困難的脫硫系統。

而對於已有託盤的吸收塔，可以通過調節託盤開孔率、加裝第二層託盤進一步的獲得脫硫效率。雙託盤脫硫系統是在原有單層託盤的基礎上新增一層合金託盤，從而起到脫硫增效的作用。該技術在脫硫效率高於98%或燃用高硫煤時，優勢更為明顯，雙託盤比單託盤氣液相均質調整更為充分，氣相均布更好，脫硫增效明顯[14]。

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