【摘 要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加速，大量燃料的燃燒、工業(yè)廢氣和尾氣的排放，使大氣環(huán)境質(zhì)量日趨惡化，二氧化硫在大氣污染中居首位，因此，控制二氧化硫的排放是十分必要的。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，是世界上最大的生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。同時(shí)也承擔(dān)著巨大的環(huán)境壓力。所以國(guó)家不斷加大二氧化硫排放的治理力度，并要求新建電廠都必須配套脫硫裝置，以改善環(huán)境?；谘h(huán)經(jīng)濟(jì)，煙氣脫硫技術(shù)也應(yīng)該從單一的脫硫，向硫資源的循環(huán)利用方向發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】燃煤電廠；煙氣脫硫；循環(huán)經(jīng)濟(jì)；環(huán)境污染；脫硫方法

一、燃煤電廠SO2排放現(xiàn)狀與危害及應(yīng)對(duì)措施

二氧化硫是大氣中主要污染物之一，是衡量大氣是否遭到污染的重要標(biāo)志。二氧化硫進(jìn)入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滯在上呼吸道，在濕潤(rùn)的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽，使刺激作用增強(qiáng)。二氧化硫可被吸收進(jìn)入血液，對(duì)全身產(chǎn)生毒副作用，它能破壞酶的活力，從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質(zhì)的代謝，對(duì)肝臟有一定的損害。動(dòng)物試驗(yàn)證明，二氧化硫慢性中毒后，機(jī)體的免疫受到明顯抑制。二氧化硫可以致癌。二氧化硫還是酸雨的重要來(lái)源，酸雨給地球生態(tài)環(huán)境和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)都帶來(lái)嚴(yán)重的影響和破壞。控制SO2的方法分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫三類。煙氣脫硫是當(dāng)前應(yīng)用最廣、效率最高的脫硫技術(shù)，是控制二氧化硫排放、防止大氣污染、保護(hù)環(huán)境的重要手段。石灰石/石灰—石膏濕法脫硫技術(shù)是300MW及以上電廠機(jī)組中最廣泛采用的脫硫方式，是技術(shù)最成熟、應(yīng)用最多、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的方法，其脫硫效率在95%以上。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以減量化、再利用、資源化為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。是對(duì)大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)、大量廢棄的傳統(tǒng)增長(zhǎng)模式的根本變革。循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)體系以代替技術(shù)、減量化技術(shù)、在利用技術(shù)、資源化技術(shù)、系統(tǒng)化技術(shù)作為支撐?；谘h(huán)經(jīng)濟(jì)，煙氣脫硫技術(shù)也應(yīng)該從單一的脫硫，向硫資源的循環(huán)利用方向發(fā)展，使煙氣成為我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈中的重要環(huán)節(jié)

循環(huán)經(jīng)濟(jì)以可持續(xù)發(fā)展原則作為基礎(chǔ)，即是一種關(guān)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的新理念，又是一種新型的、具體的發(fā)展形態(tài)和實(shí)踐模式。將傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由開(kāi)環(huán)式模式轉(zhuǎn)化為閉環(huán)式模式，煙氣脫硫技術(shù)也應(yīng)該走出高投入高消耗，低效益的傳統(tǒng)模式。脫硫工藝中，長(zhǎng)期消耗大量的脫硫劑，對(duì)于脫硫劑的反復(fù)再生使用，增加其循環(huán)率，并對(duì)脫硫副產(chǎn)物進(jìn)行綜合利用來(lái)降低脫硫的成本，最終達(dá)到資源的循環(huán)利用。煙氣脫硫技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)之間有著密切的關(guān)聯(lián)，它們?cè)诨咎卣骱驮瓌t上具有一致性和相似性。因此，煙氣脫硫技術(shù)應(yīng)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)支撐的一個(gè)層面，是減量化技術(shù)、再利用技術(shù)、資源化技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)的一個(gè)縮影。

二、石灰石濕法煙氣脫硫（FGD）的工藝特點(diǎn)

濕法FGD工藝屬于煤燃燒后的脫硫技術(shù)，其特點(diǎn)是整個(gè)脫硫系統(tǒng)位于空氣預(yù)熱器、除塵器之后，脫硫過(guò)程在溶液中進(jìn)行，脫硫劑和脫硫生成物均為濕態(tài)，其脫硫工程反應(yīng)溫度低于露點(diǎn)，所以脫硫后的煙氣一般需要再加熱才從煙囪排出。濕法FGD過(guò)程是氣液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速度快，脫硫效率和吸收劑利用率高，運(yùn)行可靠性高，適合于火力發(fā)電廠鍋爐排煙脫硫。

三、石灰石濕法煙氣脫硫工藝流程

FGD系統(tǒng)采用石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石破碎與水混合，磨細(xì)成粉狀，制成吸收漿液。制備好的吸收劑漿液儲(chǔ)存在吸收劑漿罐中，由輸送泵送到吸收塔底部漿罐中。

來(lái)自鍋爐引風(fēng)機(jī)出口的煙氣經(jīng)FGD增壓風(fēng)機(jī)提升壓頭。進(jìn)入氣—?dú)饧訜崞鞯慕禍貍?cè)，高溫原煙氣降溫后進(jìn)入吸收塔。排煙通過(guò)吸收塔時(shí)，煙氣中的二氧化硫被噴淋將液所吸收，進(jìn)入液相（伴隨有部分二氧化硫被氧化），煙氣在吸收塔內(nèi)同時(shí)被冷卻和被水汽飽和。脫硫后的煙氣在離開(kāi)吸收塔之前需同過(guò)除霧器除去煙氣中夾帶的漿體液滴。離開(kāi)除霧器的清潔、飽和煙氣再返回到GGH的加熱側(cè)，提升煙溫，然后經(jīng)FGD系統(tǒng)出口煙道，由煙囪排向大氣。

吸收二氧化硫漿液落入吸收塔底部反應(yīng)罐，通過(guò)脫硫循環(huán)泵與補(bǔ)充的石灰石漿液再次從吸收塔內(nèi)的噴淋系統(tǒng)噴出，洗劑煙氣中的二氧化硫。混合漿液在反應(yīng)罐中沉淀析出。在石灰石強(qiáng)制氧化工藝過(guò)程中，將壓縮空氣噴入反應(yīng)罐中，使已吸收的二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，以石膏形式沉淀析出。

隨著煙氣中的二氧化硫不斷被吸收，反應(yīng)罐中源源不斷的沉淀出固體副產(chǎn)物，因此必須從反應(yīng)罐中將生成的固體副產(chǎn)物送往脫水系統(tǒng)，以維持物料平衡。

四、FGD脫除SO2的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理

從煙氣脫除SO2的過(guò)程在氣、液、固三相中進(jìn)行。石灰石漿液吸收SO2是一個(gè)氣液傳質(zhì)過(guò)程。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程主要由氣態(tài)和液態(tài)的擴(kuò)散及伴隨化學(xué)反應(yīng)完成，液態(tài)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可加快物質(zhì)交換速度。因此，脫硫過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程。用以下化學(xué)反應(yīng)式來(lái)描述脫硫過(guò)程的一些主要步驟。

氣相SO2被液相吸收（石灰石為吸收劑）

SO2（g）+H2O=H2SO3（l） H2SO3（l）=H++HSO3_ HSO3_= H++SO32-

吸收劑溶解和中和反應(yīng)

CaCO3（s）→Ca CO3（l）

CaCO3（l）+ H++ HSO3_→Ca2++ SO32-+ H2O+ CO2（g）

SO32-+ H+→HSO3_

氧化反應(yīng)

SO32-+（1/2）O2→SO42- HSO3_+（1/2）O2→SO42-+ H+

結(jié)晶析出

Ca2++ （1/2）H2O→CaSO3·（1/2）H2O（s）

Ca2++ SO42-+2H2O→CaSO4·2H2O（s）

總反應(yīng)式

CaCO3+（1/2）H2O+SO2→CaSO3·（1/2）H2O+ CO2（g）

CaCO3+2H2O+ SO2+（1/2）O2→CaSO4·2H2O+ CO2（g）

反應(yīng)式中的（s）指固體，（g）指氣體，（l）指液體。石灰石濕法FGD工藝過(guò)程的脫硫反應(yīng)速率取決于上述反應(yīng)

五. 石膏副產(chǎn)物綜合利用

（一）利用脫硫石膏生產(chǎn)水泥輔料

水泥中加入一定量的脫硫石膏，能對(duì)水泥起緩凝作用，提高水泥強(qiáng)度，這將為脫硫石膏的利用提供潛在的廣闊市場(chǎng)。脫硫石膏能調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，摻入2%～5%的脫硫石膏，各品種水泥的凝結(jié)時(shí)間均能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。脫硫石膏中含有CaCO3和少量可溶鹽，有利于促進(jìn)水泥強(qiáng)度的發(fā)展，激發(fā)混合材活性；用脫硫石膏做緩凝劑的水泥強(qiáng)度與用天然石膏的水泥相當(dāng)，部分品種水泥的強(qiáng)度還有一定幅度的提高。

（二）利用脫硫石膏生產(chǎn)建筑材料

1.脫硫石膏可以制作高強(qiáng)石膏。生產(chǎn)建筑石膏，強(qiáng)度比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)等品強(qiáng)度值高40%～45%，是目前建筑石膏強(qiáng)度最高的品種。將脫硫石膏加工成填料石膏，其細(xì)度可達(dá)1um 。與由高嶺土和方解石加工的填料和交結(jié)料相比，排煙脫硫石膏產(chǎn)品可獲得相同或更好的效果，并具有耐光照、耐洗劑、耐磨差等重要性能。高強(qiáng)石膏由二水脫硫石膏在飽和水蒸氣的氣氛中經(jīng)密閉蒸壓鍋蒸煉脫水、干燥、磨粉形成的半水石膏。它具有晶形完整、晶粒大、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。這種高強(qiáng)石膏可用于加工自流平石膏地面和石膏板隔墻的嵌縫工程中，還被制成建筑用的天花板，具有隔熱、保溫和隔聲性能，增進(jìn)居住的適應(yīng)性。

2.脫硫石膏可以制作粉刷石膏。生產(chǎn)粉刷石膏，具有建筑石膏快硬早強(qiáng)凝結(jié)力強(qiáng)、體積穩(wěn)定性好、吸濕、防火、輕質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，克服了建筑石膏凝結(jié)過(guò)快、粘性大和抹灰操作不便等缺點(diǎn)。

3.脫硫石膏可以制作石膏砌塊。根據(jù)我國(guó)政府的最新要求，粘土磚的使用受到嚴(yán)格限制。而作為粘土磚的代用品，石膏板石膏砌塊作隔墻材料的需求今后將大大增加。脫硫石膏生產(chǎn)空心砌塊，保持了石膏基材料質(zhì)輕、不燃、絕熱、節(jié)能、可加工性好等優(yōu)點(diǎn)，而且強(qiáng)度與耐水性明顯提高，可用于制作輕質(zhì)墻體材料。

4.脫硫石膏可以制作防水紙面石膏板。紙面石膏分為普通版與防水板，因其優(yōu)良的防火、隔聲和隔熱性能，被大量用于墻壁及天花板等方面尤其是紙面石膏板，石膏所帶的約21%的結(jié)晶水在發(fā)生火災(zāi)時(shí)對(duì)高溫的阻隔和燃燒有很好的抑制效果。

5.脫硫石膏可以纖維石膏板。纖維石膏板以石膏粉為主要原料，以木材纖維為加強(qiáng)筋，配以適量的化學(xué)添加劑，經(jīng)一定的生產(chǎn)工藝而得的一種優(yōu)質(zhì)板材。它的強(qiáng)度高、握釘力強(qiáng)，具有良好的防潮功能。

（三）脫硫石膏在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用

脫硫石膏可作為肥料。S是排在N、P、K之后的第四種植物營(yíng)養(yǎng)素，其需要量與磷相當(dāng)。

（四）利用脫硫石膏生產(chǎn)路基回料材料

既可為修筑公路提供材料來(lái)源，又可解決脫硫石膏的處理問(wèn)題。

六、結(jié)束語(yǔ)

循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以減量化、再利用、資源化為原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。是對(duì)大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)、大量廢棄的傳統(tǒng)增長(zhǎng)模式的根本變革?；谘h(huán)經(jīng)濟(jì)，煙氣脫硫技術(shù)也應(yīng)該從單一的脫硫，向硫資源的循環(huán)利用方向發(fā)展，使煙氣脫硫成為我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈中的重要環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]閆維平，劉忠，王春波，等.電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運(yùn)行與控制.北京：中國(guó)電力出版社。2005

[4]閆維平，劉忠，王春波，等.電站燃煤鍋爐石灰石濕法煙氣脫硫裝置運(yùn)行與控制.北京：中國(guó)電力出版社。2005

作者簡(jiǎn)介：陳曦梅（1972-），女，漢族，副教授，畢業(yè)于長(zhǎng)沙電力學(xué)院動(dòng)力系熱能動(dòng)力工程專業(yè)。