王紅霞

（邯鄲市環(huán)境保護(hù)研究所，河北 邯鄲 056002）

目前二氧化硫污染已成為制約我國經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素，控制其污染勢在必行。由于我國用于火力發(fā)電的燃煤中高硫煤占有很大比重，燃煤火力發(fā)電行業(yè)的二氧化硫控制是當(dāng)務(wù)之急?！秶鴦?wù)院關(guān)于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定》指出：要“加強(qiáng)燃煤電廠二氧化硫治理，新（擴(kuò)）建燃煤電廠，除燃用特低硫煤的坑口電廠外，必須同步建設(shè)脫硫設(shè)施或者采取其他降低二氧化硫排放的措施”。因此，在環(huán)境影響評價(jià)工作中，如何針對項(xiàng)目特點(diǎn)，提出科學(xué)合理的脫硫技術(shù)措施，嚴(yán)格控制二氧化硫的排放總量，減輕新建項(xiàng)目的二氧化硫污染，就顯得尤為重要。

1 燃煤二氧化硫控制途徑

減少燃煤二氧化硫污染的途徑有：采用低硫煤作燃料；（2）采取脫硫措施；（3）煤炭高效潔凈燃燒。燃用低硫煤，是減輕二氧化硫污染最簡單、最經(jīng)濟(jì)的方法。但結(jié)合中國的煤炭資源及國情，全部采用此法難度較大。脫硫方式可分為燃燒前、燃燒中、燃燒后3中。①燃燒前脫硫主要有物理法、化學(xué)法和生物法。目前我國采用較多的是物理浮選方法，其中跳汰占59%，重介質(zhì)選煤占23%，浮選占14%。由于選煤生產(chǎn)技術(shù)較落后，我國的煤炭入洗率僅為20%。煤氣化、液化和水煤漿技術(shù)在我國雖有一定的應(yīng)用規(guī)模，但只能滿足冶金等工業(yè)及民用需要；②燃燒后脫硫，即煙氣脫硫（FGD），是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式?，F(xiàn)已有200余種FGD技術(shù)。根據(jù)脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，F(xiàn)GD又分為濕法、干法和半干法等；③燃燒中脫硫主要有低污染燃燒、型煤和流化床燃燒技術(shù)。型煤可分為民用型煤和工業(yè)型煤。型煤的固硫率一般在50%左右，可節(jié)煤和減少煙塵排放，多用于中小鍋爐。燃燒中脫硫的成熟技術(shù)是循環(huán)流化床燃燒(DFBc)發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)正在朝大型化方向發(fā)展。更為先進(jìn)的煤炭高效潔凈燃燒發(fā)電技術(shù)是增壓流化床燃燒燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)(PF-BC-CC)發(fā)電技術(shù)和整體煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)(IGCC-CC)發(fā)電技術(shù)，這將是未來的主流發(fā)展方向。

2 主要污染控制方法及其在我國的應(yīng)用

2.1 濕法脫硫

濕法脫硫的傳統(tǒng)工藝是石灰石／石膏法。該工藝是利用石灰石或石灰洗滌劑與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鈣在洗滌液中沉淀下來，經(jīng)分離后既可以石膏形式回收，也可以拋棄。與傳統(tǒng)工藝相比，簡易石灰石／石膏法將預(yù)洗、吸收和氧化設(shè)備合并，且簡化煙氣熱交換系統(tǒng)、改進(jìn)煙氣部分旁路，以70%。80%脫硫率為目標(biāo)，有效地降低了設(shè)備初期投資。

由于濕式石灰石-石膏法技術(shù)上最為成熟，有關(guān)環(huán)保專家預(yù)測：“在未來10年內(nèi)，仍將由濕式石灰石-石膏法占領(lǐng)90%以上脫硫市場”。目前，我國濕法脫硫裝備仍需引進(jìn)國外技術(shù)，如重慶珞璜電廠一期工程2×360MW機(jī)組全容量濕法煙氣脫硫裝置由日本三菱公司提供，是我國已投入商業(yè)運(yùn)行的最大容量煙氣脫硫裝置。還有多家電廠正在或即將引進(jìn)該脫硫工藝技術(shù)。預(yù)計(jì)短期內(nèi)濕法脫硫工藝會在我國有一定應(yīng)用前景。但由于濕式石灰石-石膏法工藝裝置的造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)均很高，故開發(fā)適合我國國情的低造價(jià)的FGD裝置是當(dāng)務(wù)之急。

海水脫硫是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)濕法脫硫新工藝。該技術(shù)特點(diǎn)是利用海水中的自然堿度吸收中和煙氣中的二氧化硫，生成硫酸鹽返回大海，無固體生成物。該工藝由煙氣系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)、供排海水系統(tǒng)、海水恢復(fù)系統(tǒng)等組成，它設(shè)備少、運(yùn)行簡單。挪威ABB公司的海水脫硫技術(shù)已商業(yè)化20多套。我國深圳西部電廠2號300MW機(jī)組引進(jìn)的海水脫硫裝置，其設(shè)計(jì)工況條件下脫硫率≥90%。海水脫硫法已成為海邊電廠很有希望的一種FGD方法，預(yù)計(jì)在我國沿海會有較好的發(fā)展前景。

2.2 干法脫硫

FGD干法之一的噴霧干燥法已在美國和歐洲的一些燃煤電站實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，裝備此技術(shù)的機(jī)組約占總裝機(jī)容量的10%。該法是利用石灰漿液作吸收劑，以細(xì)霧滴噴入反應(yīng)器，與二氧化硫邊反應(yīng)邊干燥。副產(chǎn)品為硫酸鈣、飛灰及部分未反應(yīng)的石灰等組成的混合物。脫硫率為70%一95%。國內(nèi)已引進(jìn)裝備此項(xiàng)工藝的有山東黃島電廠4號機(jī)組，處理煙氣量為30萬m3/h，入口二氧化硫體積分?jǐn)?shù)為2000×10-6，設(shè)計(jì)脫硫率為 70%。

電子束法是正在走向商業(yè)化的FGD干法新工藝。該法以高能電子束照射煙氣，使煙氣中的N2、O2和水蒸汽發(fā)生輻射反應(yīng)，生成大量的離子、自由基、原子、電子和各種激發(fā)態(tài)的原子、分子等活性物質(zhì)，將煙氣中的SO2和NOX氧化為SO3和N2O3等，反應(yīng)產(chǎn)物再與水蒸汽反應(yīng)生成霧狀硫酸和硝酸，最后與注入反應(yīng)器的氨生成硫酸氨和硝酸氨。我國已在成都熱電廠引進(jìn)l00MW機(jī)組示范性電子束脫硫裝置，設(shè)計(jì)脫硫率>80%，脫硝率為l5%。

原理上與電子束法類似的正脈沖電暈等離子體脫硫法正在受到關(guān)注，其特點(diǎn)是可避免電子束管的高技術(shù)性、電子束泄露輻射等問題，還可以在目前電廠廣泛裝備的靜電除塵器基礎(chǔ)上稍作改進(jìn)而成為靜電除塵、脫硫脫硝一體化裝置。日本、美國、意大利、韓國等正在大力研究開發(fā)此項(xiàng)技術(shù)。我國大連理工大學(xué)、華中理工大學(xué)等院所也正在開展此項(xiàng)技術(shù)的研究。

2.3 高效潔凈發(fā)電技術(shù)

2.3.1 循環(huán)流化床燃燒(CFBC)發(fā)電技術(shù)循環(huán)流化床燃燒發(fā)電是目前國外潔凈煤發(fā)電中一項(xiàng)成熟技術(shù)。其特點(diǎn)是把煤和吸收劑(石灰石)加到燃燒室的床層中，從爐底鼓風(fēng)使床層懸浮，進(jìn)行流化燃燒，流化形成的湍流加大了混合作用，因而提高了燃燒效率。同時(shí)，較低的燃燒溫度大大抑制了NOX的生成量。因此，該方法具有燃燒效率高、煤種適應(yīng)性廣、爐內(nèi)脫硫同時(shí)抑制NOX的優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，此工藝已迅速得到商業(yè)化發(fā)展。由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)原因，我國尚處于起步階段。目前，我國已在引進(jìn)開發(fā)此項(xiàng)技術(shù)，由于國產(chǎn)化后的CFBC鍋爐造價(jià)可以做到與常規(guī)煤粉鍋爐加脫硫裝置相當(dāng)，系統(tǒng)也和常規(guī)電廠相似，因此，CFBC也將會在我國有比較好的發(fā)展前景。

2.3.2 增壓流化床燃燒燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)(PFBC-CO)發(fā)電技術(shù)與CFBC相比，PFBCCC技術(shù)的燃燒特點(diǎn)是燃燒室工作壓力為I.2～1.6MPa，床層深，燃料在床內(nèi)停留時(shí)間長，壓力下空氣密度大，氧氣與燃料接觸好，燃燒效率>99%，可在較低 Ca/S 比(1.5～2.0)和較高燃燒溫度下(900～970℃)達(dá)到高脫硫率。該技術(shù)產(chǎn)生的灰渣中含可燃物少，不含石灰，自硬結(jié)性強(qiáng)，滲透率低，重金屬浸出量少，可作為水泥摻料、建筑產(chǎn)品合成添料等。而正在開發(fā)的第2代PFBC(2G-PFBC)技術(shù)與現(xiàn)行PFBC相比，效率可由42%提高到45%～48%，它的體積更小、投資更省、排放更清潔，脫硫率可達(dá)95%，NOX排放值為43m3/MJ，固體顆粒幾乎被完全除去。

3 結(jié)束語

為了實(shí)現(xiàn)我國在較短時(shí)間內(nèi)控制二氧化硫污染加重的趨勢，做好建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)“增產(chǎn)不增污”和“增產(chǎn)減污”，火電建設(shè)項(xiàng)目要因地制宜采取合適的燃煤發(fā)電脫硫工藝，如沿海采用海水脫硫較經(jīng)濟(jì)，內(nèi)地依各電廠項(xiàng)目的條件和特點(diǎn)，可采用成熟的煙氣濕法脫硫和噴霧干燥脫硫，部分火電項(xiàng)目可采用國產(chǎn)CFBC鍋爐等。同時(shí)，也期望研制出更多的適合我國國情，造價(jià)低的FGD裝置，能夠?yàn)榛痣娊ㄔO(shè)項(xiàng)目提供更多、更好的脫硫工藝技術(shù)選擇。

[1]何正浩，李勁.燃煤發(fā)電SO2污染控制技術(shù)及其在我國的應(yīng)用與展望 電力環(huán)境保護(hù)2002，1.

[2]陸海珠，韓兵.電廠脫硫工程控制系統(tǒng)的分析與論證，電力環(huán)境保護(hù) 2004，4.

[3]趙鵬高.關(guān)于加強(qiáng)火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的若干意見，電力環(huán)境保護(hù),2006，1.