硫化堿法燃煤（油）鍋爐煙氣脫硫技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
摘要：介紹一種以收益為目標(biāo)的脫除燃煤（油）鍋爐煙氣二氧化硫技術(shù)工藝，將脫硫轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)值產(chǎn)品的制備，創(chuàng)造財(cái)富。
關(guān)鍵詞：硫化堿法燃煤鍋爐，工業(yè)爐窯，脫硫收益
引言：廣東省政府制定了《廣東省藍(lán)天工程計(jì)劃》，其目標(biāo)是至2005年，全省煙塵、粉塵和二氧化硫等污染物排放總量比2000年削減20％，全省城市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)到國(guó)家規(guī)定的功能區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，酸雨污染狀況得到初步控制。到2010年全省煙塵、粉塵和二氧化硫等污染物排放總量比2000年有明顯減少，城市環(huán)境空氣質(zhì)量比2005年進(jìn)一步改善，酸雨污染得到有效控制。
一、概述
華南理工大學(xué)1998年起研究硫化堿脫除工業(yè)廢氣二氧化硫，獲國(guó)家發(fā)明專利，專利號(hào)為：ZL00117116.X。
我公司旨在產(chǎn)業(yè)化推廣專利技術(shù)，2000年聯(lián)合佛山華新包裝股份公司，在佛山華豐紙業(yè)有限公司進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)，通過(guò)鑒定后，正設(shè)計(jì)建設(shè)處理兩臺(tái)50噸燃煤鍋爐，除塵后的煙氣脫硫，以達(dá)到減少二氧化硫排放，產(chǎn)出硫代硫酸鈉，消化治理成本，改善工廠生產(chǎn)環(huán)境，達(dá)成創(chuàng)建清潔工廠的綜合目標(biāo)。
基于佛山華豐紙業(yè)有限公司試驗(yàn)，本文對(duì)現(xiàn)有火電廠，工業(yè)爐窯應(yīng)用本技術(shù)工藝，以130噸鍋爐為例，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以供尋求燃煤、燃油煙氣二氧化硫治理方案的用戶選擇。
二、國(guó)內(nèi)燃煤鍋爐煙氣脫硫的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
2.1國(guó)內(nèi)燃煤鍋爐煙氣脫硫的技術(shù)現(xiàn)狀
目前國(guó)際上已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的燃煤鍋爐煙氣脫硫技術(shù)主要有：(1)濕法脫硫技術(shù)，占85％左右，其中石灰一石膏法約占36.7％，其它濕法脫硫技術(shù)約占48.3％；(2)荷電干吸收劑噴射法（CDSl）脫硫工藝技術(shù)；(3)噴霧干燥脫硫技術(shù)，約占8.4％；(4)爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝技術(shù)（LIFAC）等，這些研究與試驗(yàn)對(duì)于中國(guó)燃煤電廠（站）鍋爐煙氣脫硫工作的全面開展奠定了基礎(chǔ)。中國(guó)燃煤鍋爐煙氣脫硫其主要方法及應(yīng)用如下：
2.1.1濕式石灰石—石膏法工藝技術(shù)
該法使用石灰石作為吸收劑，副產(chǎn)品是脫硫石膏。該法具有脫硫效率高（≥95％），Ca/S比低（1.03~1.05），能適用于任何煤種，可用率達(dá)99％以上，脫硫副產(chǎn)品可以用于建材生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
“七·五”期間重慶珞璜電廠引進(jìn)了日本三菱重工業(yè)公司2x360MW機(jī)組相配套的兩套濕式石灰石-石膏回收法煙氣脫硫裝置，建成了大型電站鍋爐煙氣脫硫示范工程。該工程外匯部分投資額為3460萬(wàn)美元，國(guó)內(nèi)配套工程和石灰石礦及磨粉廠投資700萬(wàn)人民幣。應(yīng)用上述脫硫工藝最多的國(guó)家是日本、德國(guó)和美國(guó)。
2.1.2荷電干吸收劑噴射法（CDSl）脫硫工藝技術(shù)
該方法是在鍋爐出口煙道的適當(dāng)位置，噴入干的帶靜電荷的消石灰（吸收劑）粉末，使消石灰在煙道中與煙氣中的S02反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，脫硫效率可達(dá)70％~80％，該工藝技術(shù)已在我國(guó)山東德州熱電廠75T/h煤粉爐和杭州鋼鐵廠熱電廠35T/h鍋爐各建成了一套裝置以及廣州造紙廠3x220T/h燃煤鍋爐建成了一套脫硫裝置。脫硫效率約70~75％。其主要問(wèn)題對(duì)消石灰的純度要求較高，貨源較為緊張，而且投資與前述方法相比雖略低，但仍偏高。
2.1.3噴霧干燥法煙氣脫硫工藝技術(shù)
該方法按其霧化器形式分為旋轉(zhuǎn)噴霧和雙流體噴嘴噴霧。前者多作大、中型電站鍋爐煙氣脫硫，脫硫劑為生石灰或消石灰，副產(chǎn)品為亞硫酸鹽。目前采用該工藝技術(shù)的有在四川自馬電廠建立的一套處理70000Nm3/h的高硫煤煙氣脫硫中試裝置，山東黃島電廠也建立一套處理300000Nm3/h煙氣量的脫硫裝置，脫硫率達(dá)70％。
2.1.4爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝技術(shù)(LIFAC)
爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝屬燃燒中脫硫技術(shù)，是在爐內(nèi)噴鈣基礎(chǔ)上，為了提高其脫硫效率，在鍋爐尾部增設(shè)了增濕活化器，采用的吸收劑一般為石灰石粉。最終反應(yīng)生成亞硫酸鈣。其脫硫效率增至65~75％。南京下關(guān)電廠引進(jìn)了該法的全套技術(shù)，配置于12.5MW機(jī)組，設(shè)計(jì)脫硫效率為75％，原計(jì)劃于1997年投入運(yùn)行。
2.1.5循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝技術(shù)
循環(huán)流化床鍋爐是迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型燃燒技術(shù)，也屬于爐內(nèi)燃燒過(guò)程中脫硫。鍋爐燃燒溫度控制在850℃左右，能有效地控制S02和氮氧化物的排放量。脫硫率可達(dá)90％左右。國(guó)內(nèi)已相繼有35T/h、75T/h的循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行。四川內(nèi)江電廠也引進(jìn)了芬蘭的410T/h循環(huán)流化床鍋爐。
2.1.6有機(jī)胺循環(huán)法脫硫工藝技術(shù)
該方法吸收劑為有機(jī)胺，是加拿大Turbotak公司的專利產(chǎn)品，屬濕式脫硫技術(shù)。
煙氣首先進(jìn)入洗滌器，洗滌器內(nèi)用水噴霧，使煙氣絕熱冷卻至飽和，在此除去煙塵、HCL、H2S04及其它酸性氣體。然后通過(guò)除霧再進(jìn)入吸收器，把吸收劑用噴嘴霧化，噴入吸收器內(nèi)完成S02的吸收。洗滌器和吸收器內(nèi)的噴嘴及霧化關(guān)鍵技術(shù)，這也是Turbotak公司的專利。該法在國(guó)外已有工業(yè)應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)尚無(wú)實(shí)例。
2.1.7其它
除上述應(yīng)用于大型電站鍋爐的煙氣脫硫技術(shù)之外，還有磷銨合肥法煙氣脫硫（PAFP）法、海水脫硫法、電子束照射法排煙脫硫，該法已在成都熱電廠進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，設(shè)計(jì)處理煙氣量為300000Nm3/h，脫硫率80％。
2.2燃煤鍋爐煙氣脫硫發(fā)展趨勢(shì)
目前，中國(guó)大中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵部分除就近采用廢堿液脫硫以廢治廢外，大部分鍋爐均采用濕式脫硫（FGD）法，而且脫硫和除塵同時(shí)進(jìn)行。從理論上分析，只有氣液或氣固二相流動(dòng)的煙氣脫硫技術(shù)較好，因?yàn)槎嗔鲃?dòng)相對(duì)而言控制容易，脫硫產(chǎn)物也易于分離。但煙氣脫硫通常存在富液難以處理、沉淀、結(jié)垢以及堵塞、腐蝕、磨損等問(wèn)題。這些問(wèn)題解決不好，便會(huì)造成二次污染，運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下。濕法脫硫除了以上技術(shù)問(wèn)題以外，還有幾點(diǎn)這樣那樣的問(wèn)題，主要有：副產(chǎn)品單一、價(jià)格低廉（如石膏、液態(tài)二氧化硫、硫氨等）；綜合利用不高：投資大、運(yùn)行費(fèi)用偏高等。
綜觀國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的各種煙氣脫硫技術(shù)，雖然它們對(duì)于減輕二氧化硫工業(yè)煙氣污染起到了一定的積極作用，但由于這些方法在吸收劑的供應(yīng)和副產(chǎn)品的銷路方面存在問(wèn)題，只能單純的解決二氧化硫污染問(wèn)題，綜合效益差，工業(yè)實(shí)施過(guò)程中會(huì)帶來(lái)成本的增高，工廠采用這些脫硫方法往往是被動(dòng)的，F(xiàn)有能夠工業(yè)化的脫硫方法所能得到的副產(chǎn)品銷路有限，價(jià)格低廉，有的干脆棄用使大氣污染物變?yōu)楣腆w污染物，從而引發(fā)二次污染，致使大多工廠仍采用不加任何處理的直接排放，造成二氧化硫排放量一直居高不下，所以尋求一種脫硫效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、副產(chǎn)品價(jià)格高、銷路好的新型脫硫方法也是當(dāng)務(wù)之急。
值得慶幸，基于華南理工大學(xué)的基礎(chǔ)研究，伊佩克環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司和佛山華新包裝股份開發(fā)的一種新型的脫硫方法，利用硫化堿作為原料吸收二氧化硫工業(yè)煙氣并制成具有較高附加值的五水硫代硫酸鈉，在佛山華豐紙業(yè)有限公司中試以及在燃油鍋爐的平行試驗(yàn)中取得成功，該工藝副產(chǎn)品具有巨大的經(jīng)濟(jì)的效益，從而使工業(yè)尾氣的治理改變投入巨大，經(jīng)濟(jì)效益低的局面，使眾多企業(yè)在煙氣治理中得到收益，調(diào)動(dòng)其尾氣治理的積極性和主動(dòng)性，為我國(guó)含硫煙氣治理在技術(shù)上提供新的途徑。
省科技廳2001.3.27批準(zhǔn)了科技成果鑒定。認(rèn)為：①脫硫效率高。對(duì)二氧化硫的脫除率一般均在91%以上，且不會(huì)出現(xiàn)常見的堵塔現(xiàn)象。②脫硫過(guò)程所產(chǎn)生的副產(chǎn)品硫代硫酸鈉（大蘇打）有很好的市場(chǎng)前景和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，使運(yùn)行過(guò)程有較好的綜合效益。③大大減少了二次污染。該體系被設(shè)計(jì)為閉路循環(huán)體系，除排出少量的過(guò)濾廢渣外，出現(xiàn)其它二次污染的可能性很少。
該技術(shù)可用于燃煤、燃油等排放二氧化硫廢氣的工礦企業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景，達(dá)到國(guó)內(nèi)的先進(jìn)水平。建議進(jìn)一步完善和優(yōu)化各種運(yùn)行參數(shù)。
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