陳晨

【摘 要】當前世界上應用最為廣泛的FGD工藝叫做“石灰石/石膏濕法煙氣脫硫”工藝，但是這種工藝的運行與投資以及維修投入都較高，一定程度上對于我國火電廠中的具體使用產(chǎn)生了阻礙。所以十分有必要對于石灰石/石膏濕法煙氣脫硫的工藝技術進行優(yōu)化設計與處理，并最大化的合理配置設備，降低初始投資以及維修的預算，節(jié)約對于場地的利用之外還可以有效推動我國火電廠中FGD工藝的實踐與發(fā)展。

【關鍵詞】石灰石/石膏濕法；優(yōu)化策略；工藝技術

一、我國污染現(xiàn)狀及現(xiàn)有脫硫方法綜述

（一）我國大氣污染的現(xiàn)狀和特征

對于人類來說，空氣是最為技術和重要的生活環(huán)境之一。地球上的生物都需要進行呼吸從而維持生命。而從古至今人類的發(fā)展、生產(chǎn)以及生活的活動逐漸加劇，對于大氣所產(chǎn)生的影響也逐漸超出了大氣的自凈能力，這時候的污染就會對地球的大氣產(chǎn)生十分嚴重的影響。雖然在改革開放之后我國對于大氣環(huán)境的處理實施了一系列的政策，但是城市化急劇發(fā)展的現(xiàn)狀導致城市的污染已經(jīng)變得十分嚴重，大中城市的人們也是長期生活在渾濁、煙塵聚集的環(huán)境中。

（二）酸雨的主要危害

因為酸雨對于湖泊、植物以及動物的生長生活都有著較大的影響，對于自然生態(tài)而言有著不容小覷的影響，生態(tài)系統(tǒng)的平衡也會受到其影響。酸雨首先影響的是地表的植物系統(tǒng)。植物對于酸雨的反應更多是集中在葉片，其將會導致葉片的光合作用能力降低，抗病蟲害的能力逐漸降低，林木的生長整體變慢，生態(tài)系統(tǒng)也遭到一定的破壞，對于工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)來說都有著一定影響。并且隨著科學技術的發(fā)展，當前已經(jīng)可以確認大氣中的SO2和一些氮氧化物是最大的危害物質(zhì)。

（三）我國現(xiàn)有的濕法FGD技術脫硫方法

在我國，濕法FGD已經(jīng)有著數(shù)十年的發(fā)展歷史，在工藝發(fā)展技術上也是逐漸成熟的。在國外的應用工藝技術中，大部分也都是濕法FGD的技術。而濕法FGD工藝會隨著吸收劑不同的使用方法有著不同的工藝，較為常見的有石灰石/石膏煙氣脫硫法以及海水脫硫法這兩種。前者對于吸收劑的資源來說獲取十分豐富，并且成本較為低廉，是世界上應用十分廣泛的煙氣脫硫法。

1.石灰石/石膏法

“石灰石/石膏”煙氣脫硫的工藝主要使用氧化鈣作為吸收劑，在濕式洗滌塔中進行二氧化硫的吸收，這項工藝發(fā)展至今是十分成熟的，并且運行的安全系數(shù)也十分高，整體脫硫的效率高達百分之九十五，并且能耗較低，成本也較為低廉，吸收之后的廢渣也可以進一步進行化工回收，對于實踐使用有著十分大的好處，但其劣勢也就在于其基礎建設資金較大，要占到電廠總投資的百分之二十，吸收劑的原料消耗十分大，運行的費用也較高。

2.海水脫硫法

在自然界，海水一般是處在PH為7.8到8.3之間的數(shù)值，這是偏堿性的環(huán)境，因而其對于酸性氣體（包括SO2）來說有著較強的吸收能力。海水脫硫的工藝可以按照是否有化學物質(zhì)吸收來區(qū)分，一部分不去添加化學物質(zhì)，知識將海水作為吸收液，另一部分就是在海水中進行吸收液的加工，通過人工調(diào)整進行脫硫。

二、典型石灰石/石膏濕法設備及系統(tǒng)

（一）石灰石/石膏濕法系統(tǒng)的吸收原理及工藝流程

所謂石灰石/石膏的濕法煙氣脫硫工藝，其原理也就在于將石灰石或者常見的石灰作為脫硫的吸收劑，石灰石可以經(jīng)過破碎碾磨之后與水進行混合制成吸收漿液，而在石灰作為吸收劑的時候，石灰粉進行一定的消化處理也可以加水進行吸收劑的混合，在吸收塔內(nèi)，煙氣和吸收液相互混合，產(chǎn)生一系列的化學反應，最終得到以石膏作為主要反應的產(chǎn)物。

（二）吸收系統(tǒng)

當前我國FGD的工藝設備較多依舊使用單塔單爐的布置模式，一個機組中中鍋爐的煙氣也是在一體化的塔中進行，傳統(tǒng)單塔單爐的布置可以有效降低整體費用投入以及能耗的降低，對于后續(xù)工藝的檢修來說也十分有利。以火電廠中常見的噴淋塔設備作為例子，石灰石的漿液可以通過循環(huán)泵來從吸收塔漿液池轉(zhuǎn)移到噴嘴系統(tǒng)中，可以和煙氣進行反應，并吸收其中的二氧化硫，在吸收塔的循環(huán)漿池中也可以利用氧化的空氣通過反應得到產(chǎn)物硫酸鈣，進一步在反應池內(nèi)形成石膏。脫硫之后的煙氣夾帶液滴將會在吸收塔出口的除霧器中收集，整體的收集系統(tǒng)包括吸收塔、吸收漿液循環(huán)、煙氣除霧等部分。

三、石灰石/石膏濕法系統(tǒng)設備的選型及優(yōu)化

（一）吸收系統(tǒng)的設計優(yōu)化

噴淋塔是能夠強化吸收的塔型，這種塔型被應用的也很多，并且在運行、維護等多方面也更加的靈活，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先是噴淋塔的逆流方式，這種方式可以通過上升的煙氣來在一定程度上拖住小液滴，延長其在吸收區(qū)的停留時間，并且逐步加強煙氣與吸收劑的接觸，提升使用效率；其次是噴淋塔的設計，除了噴嘴之外沒有其他過多的設備，可以有效降低結垢的幾率，提升設備可用率，并且降低檢修的工作程序；最后在于噴淋塔可以設置一定的備用層，在其中適用機組負荷的變化，運行方式也更為靈活高效。

（二）增壓風機的優(yōu)化

增壓風機一般的選擇是合并引風機與增壓風機；另一種是單獨的設置引風機和增壓風機，前者的初投資以及運行費用可以設置引風機和增壓風機，并且占地面積較小，其布置也更為緊湊，但是其對于鍋爐的抗爆壓力要求較高，本身就存在一定的風險，并且其對于引風機的要求較高，投資也更多?？傮w而言，前者方案在我國國內(nèi)的應用是較少的，其可能在一定程度上導致鍋爐運行并不安全，并且因為其對于引風機的要求過高，考慮到一系列事故的情況，引風機的出力將會降低，也會影響生產(chǎn)生活實際進程，因此在設計以及使用上更為建議使用成熟穩(wěn)定的后者。

四、石灰石/石膏濕法工藝運行的發(fā)展前景

在火電廠除硫示范性的工程中，雖然設備較為先進穩(wěn)定，但是無論何種技術都需要進行高額的投資和使用維修費用做支撐，因此開發(fā)脫硫的工藝成本較低且安裝很簡易的煙氣處理設備十分重要。而煙氣處理設備投資也是除了大多數(shù)工藝之外需要耗費較大資金的部分，近年以來我國已經(jīng)研發(fā)了多種新型鍋爐煙氣除硫方案，并且盡可能的開發(fā)新能源來代替舊能源的使用。

五、小結

在我國，濕法FGD已經(jīng)有著數(shù)十年的發(fā)展歷史，在工藝發(fā)展技術上也是逐漸成熟的。在國外的應用工藝技術中，大部分也都是濕法FGD的技術。我國FGD的工藝設備較多依舊使用單塔單爐的布置模式，一個機組中中鍋爐的煙氣也是在一體化的塔中進行，傳統(tǒng)單塔單爐的布置可以有效降低整體費用投入以及能耗的降低，對于后續(xù)工藝的檢修來說也十分有利。但是這種工藝的運行與投資以及維修投入都較高，一定程度上對于我國火電廠中的具體使用產(chǎn)生了阻礙。

城市化急劇發(fā)展的現(xiàn)狀導致城市的污染已經(jīng)變得十分嚴重，大城市的人們也是長期生活在渾濁、煙塵聚集的環(huán)境中，因此在改革開放之后我國對于大氣環(huán)境的處理實施了一系列的政策，來逐漸減緩這種情況。本文所述的石灰石/石膏的濕法煙氣脫硫工藝，其原理也就在于將石灰石或者常見的石灰作為脫硫的吸收劑，在吸收塔內(nèi)，煙氣和吸收液相互混合，產(chǎn)生一系列的化學反應，最終得到以石膏作為主要反應的產(chǎn)物，一定程度上進行煙氣的吸收以及處理。

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