中小型鍋爐選擇脫硫技術(shù)應(yīng)注意的若干問(wèn)題探討
一、前言
我國(guó)大氣污染以煤煙型為主，首要污染物是二氧化硫。我國(guó)二氧化硫年排放量2000萬(wàn)噸以上，居世界首位。主要由二氧化硫排放所致的硫酸型酸雨污染危害面積達(dá)國(guó)土面積30％，全國(guó)因此每年損失上千億元。二氧化硫污染已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要因素，控制二氧化硫污染勢(shì)在必行。
控制二氧化硫的排放是減少酸雨的主要途徑。為此，國(guó)家也制定并完善了相應(yīng)的法規(guī)政策，并實(shí)施適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)政策來(lái)控制二氧化硫的排放。其中，火電廠是控制二氧化硫排放的主要行業(yè)。預(yù)計(jì)2005年底，僅火電行業(yè)產(chǎn)生二氧化硫量為1800萬(wàn)噸，約占全國(guó)產(chǎn)生量的60%。其中，中小型燃煤鍋爐因其數(shù)量多、范圍廣、治理難度大及投資限制等諸多因素成為控制二氧化硫排放的老大難。
二、國(guó)內(nèi)中小型鍋爐脫硫技術(shù)現(xiàn)狀
中小型鍋爐主要是針對(duì)220t/h以下的燃煤鍋爐。國(guó)內(nèi)的大型燃煤鍋爐(220t/h以上)脫硫技術(shù)大都是電力系統(tǒng)內(nèi)部脫硫環(huán)保公司引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的脫硫技術(shù)，然后消化吸收，走國(guó)產(chǎn)化的道路。大型鍋爐采用國(guó)外技術(shù)并且關(guān)鍵脫硫設(shè)備需要進(jìn)口，系統(tǒng)完善，投資數(shù)額巨大，是中小型鍋爐無(wú)力承擔(dān)的。
針對(duì)中小鍋爐占全國(guó)燃煤鍋爐70％的國(guó)情，我國(guó)探索了中小型燃煤鍋爐二氧化硫污染控制的多種途徑，如低硫燃料、型煤固硫等技術(shù)的同時(shí)，針對(duì)中小鍋爐特點(diǎn)，開發(fā)了一批簡(jiǎn)易煙氣脫硫技術(shù)。目前這類技術(shù)申請(qǐng)的專利已達(dá)幾十種，應(yīng)用數(shù)百套。簡(jiǎn)易煙氣脫硫除塵技術(shù)一般是在各類除塵設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用石灰、沖渣水等堿性漿液為吸收劑，應(yīng)用水膜除塵、文丘里除塵、旋風(fēng)除塵的機(jī)理和旋流塔、篩板塔、鼓泡塔、噴霧塔吸收等機(jī)理相結(jié)合同時(shí)除塵脫硫。已形成沖激旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、濕式旋風(fēng)除塵脫硫技術(shù)、麻石水膜除塵脫硫技術(shù)、脈沖供電除塵脫硫技術(shù)、多管噴霧除塵脫硫技術(shù)、噴射鼓泡除塵脫硫技術(shù)、旋流板脫硫除塵一體化等在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行除塵脫硫的煙氣脫硫技術(shù)，還有清華大學(xué)開發(fā)的在除塵基礎(chǔ)上的液柱噴射脫硫技術(shù)等。
上述這些簡(jiǎn)易脫硫方法的共同特點(diǎn)是設(shè)備少、流程短、操作簡(jiǎn)便、維護(hù)方便、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，一般除塵效率70％～90％，脫硫效率 30％～85％，基本能夠滿足所使用地區(qū)的當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)。但由于這類工程普遍存在投入資金不足、系統(tǒng)不完整、運(yùn)用國(guó)內(nèi)設(shè)備等原因，出現(xiàn)了不少問(wèn)題，諸如結(jié)垢、堵塞、煙氣帶水造成風(fēng)機(jī)及煙道腐蝕嚴(yán)重、脫硫產(chǎn)物不處理直接排放造成二次污染等等一系列問(wèn)題。盡管如此，簡(jiǎn)易濕法仍因脫硫成本相對(duì)較低、針對(duì)中小型燃煤鍋爐進(jìn)行脫硫性價(jià)比好等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛使用。另外，很多科研院所及環(huán)保公司開發(fā)了中小型鍋爐半干法及干法脫硫技術(shù)，來(lái)避免煙氣升溫、煙氣帶水及脫硫產(chǎn)物的處理問(wèn)題，也取得了較好的脫硫效果。例如目前廣泛采用的回流式循環(huán)流化床半干法脫硫技術(shù)在相對(duì)較低的鈣硫比運(yùn)行情況下，能達(dá)到較高的脫硫效率。
三、中小型鍋爐選擇脫硫技術(shù)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
隨著國(guó)家對(duì)二氧化硫排放的環(huán)保要求越來(lái)越高，各個(gè)電廠及熱電供暖等燃煤鍋爐用戶都要求進(jìn)行脫硫改造。目前，國(guó)內(nèi)外燃煤鍋爐的脫硫方法有很多種，這些方法的應(yīng)用主要取決于鍋爐容量、燃煤設(shè)備的類型、燃料的種類和含硫率的多少、脫硫效率、脫硫劑的供應(yīng)條件及電廠的地理位置、副產(chǎn)品的利用等等因素。脫硫工藝相同但在不同的地區(qū)，其脫硫成本也不盡相同。因此，根據(jù)各個(gè)廠家的具體情況選擇最適合的脫硫工藝及合理的設(shè)計(jì)參數(shù)是至關(guān)重要的。因?yàn)樗坏绊懙矫摿蛳到y(tǒng)的安全可靠運(yùn)行而且也直接關(guān)系到脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行成本等實(shí)際問(wèn)題。
脫硫工程是個(gè)系統(tǒng)工程，但它也僅僅是電廠整個(gè)大系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。加裝脫硫系統(tǒng)后會(huì)對(duì)整個(gè)電廠系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？應(yīng)該如何控制脫硫系統(tǒng)的那些參數(shù)，對(duì)電廠系統(tǒng)沒(méi)有負(fù)面影響？應(yīng)該從哪些角度考慮，如何選擇適當(dāng)?shù)拿摿蚣夹g(shù)是每一個(gè)燃煤鍋爐用戶值得好好考慮的問(wèn)題。
（1）選擇的脫硫技術(shù)首先要能夠安全可靠運(yùn)行。上面已經(jīng)提到了脫硫是個(gè)系統(tǒng)工程，但它也僅僅是整個(gè)電廠大系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)。特別需要考慮加裝脫硫系統(tǒng)后整個(gè)系統(tǒng)的阻力變化，原有風(fēng)機(jī)是否還能正常工作，需不需要更換風(fēng)機(jī)；另外，如果脫硫系統(tǒng)需要檢修或出現(xiàn)故障，煙氣能否迅速切換到旁路系統(tǒng)排入煙囪，不至于使鍋爐爐膛壓力波動(dòng)過(guò)大造成鍋爐熄火。脫硫系統(tǒng)對(duì)鍋爐的影響主要體現(xiàn)在對(duì)鍋爐爐膛內(nèi)的壓力波動(dòng)上。所以，這就要求電廠在選擇脫硫工藝時(shí)需要注意旁路及主煙道擋板們能否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)從脫硫系統(tǒng)到旁路煙道的切換。
（2）足夠的脫硫效率，保證達(dá)標(biāo)排放。所謂足夠的脫硫效率，就是能夠滿足煙氣達(dá)標(biāo)排放的脫硫效率，也就是說(shuō)沒(méi)有必要盲目的要求多么高的脫硫效率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，當(dāng)脫硫率由30%增加到50%時(shí)，投資增加1倍；脫硫率增加到70%，其投資將是30%時(shí)的4倍；脫硫率越高，則增長(zhǎng)越厲害。例如，脫硫率由90%增加到95%時(shí)，為了獲取這5%的脫硫率增長(zhǎng)，其投資將是脫硫率30%時(shí)的5~6倍。即便是在兩控區(qū)內(nèi)，燃用中低硫煤的火電廠，也不宜選用過(guò)高的脫硫率，否則將用很大的投資和代價(jià)換取較少脫硫增益，當(dāng)然首先要保證煙氣能夠達(dá)標(biāo)排放。
（3）投資少、運(yùn)行成本低。影響煙氣脫硫技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用的主要障礙之一就是脫硫成本問(wèn)題。我國(guó)進(jìn)行煙氣脫硫起步比較晚，技術(shù)發(fā)展還不是很成熟；國(guó)外的先進(jìn)的脫硫技術(shù)以及進(jìn)口國(guó)外的先進(jìn)的脫硫設(shè)備固然好，但往往投資大、造價(jià)高；而且國(guó)外的技術(shù)運(yùn)行成本相對(duì)比較高，也會(huì)給脫硫企業(yè)帶來(lái)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，尤其不適合中小型燃煤鍋爐。
其實(shí)，脫硫工藝的選擇受很多因素的制約，脫硫工程是一個(gè)系統(tǒng)工程。在具體的工程項(xiàng)目中，并不是每個(gè)子系統(tǒng)都是必需的。比如，在日本和德國(guó)，他們采用較多的是濕法的石灰石—石膏法煙氣脫硫技術(shù)。他們之所以采用這種脫硫工藝，是因?yàn)槿毡咎烊毁Y源相當(dāng)匱乏，大量的石膏資源需要進(jìn)口，成本相對(duì)較高。他們通過(guò)處理燃煤煙氣中的二氧化硫來(lái)制造石膏滿足對(duì)石膏資源的需求。因此，他們?cè)诿摿蛳到y(tǒng)中石膏制備系統(tǒng)相對(duì)比較完善。而我們國(guó)家有充足的、品質(zhì)特別好的天然石膏資源，價(jià)格相對(duì)較低。脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物制備的石膏成本往往偏高，而且由于石膏中摻雜了大量的氯離子（Cl-），造成了品質(zhì)下降，其利用價(jià)值無(wú)法跟天然石膏相比。
因此，目前國(guó)內(nèi)所采用的脫硫工藝對(duì)脫硫副產(chǎn)物大都經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理后直接拋棄。針對(duì)中小型鍋爐的具體特點(diǎn)，選擇脫硫工藝時(shí)在保證達(dá)標(biāo)排放的前提下應(yīng)盡量選擇工藝流程簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、性價(jià)比最好的工藝。
（4）要求FGD供應(yīng)商列出系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施。脫硫系統(tǒng)涉及到很多物理、化學(xué)過(guò)程，整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行靠多個(gè)工藝參數(shù)的合理設(shè)計(jì)，參數(shù)設(shè)計(jì)不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題。具體工程實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)，是由于中小型鍋爐限于投資因素，脫硫工藝相對(duì)不完善以及技術(shù)不成熟所造成的。
比如，如果選擇濕法脫硫技術(shù)，脫硫設(shè)備腐蝕的問(wèn)題、水洗過(guò)煙氣造成的煙氣帶水、煙溫低于酸露點(diǎn)造成腐蝕風(fēng)機(jī)和煙道的問(wèn)題、水路及氧化系統(tǒng)解決不好造成的結(jié)垢和堵塞的問(wèn)題、脫硫廢物處理不當(dāng)造成的二次污染問(wèn)題等等。因此，要提前明確脫硫系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及相應(yīng)的解決措施。作為電廠來(lái)說(shuō)，寧肯犧牲一點(diǎn)脫硫效率也不要三天兩頭出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題。這些都是脫硫廠家在選擇脫硫工藝時(shí)著重考慮的問(wèn)題，得過(guò)且過(guò)的想法是不可取的。
另外，系統(tǒng)配置要合理，功能要匹配適用，綜合造價(jià)和運(yùn)行成本低都是在選擇脫硫技術(shù)時(shí)需統(tǒng)一考慮的。能因地制宜、以廢治廢，既有社會(huì)效益又能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益就更好了！
四、結(jié)論
中小型鍋爐數(shù)量多、范圍廣、治理比較困難等因素而成為煙氣脫硫中的重中之重。因此，從某種意義上說(shuō)，量大面廣的中小型工業(yè)鍋爐的煙氣脫硫比大型電廠鍋爐的煙氣脫硫難度都大。這就要求中小型鍋爐用戶根據(jù)自身的具體情況選擇最適合的脫硫工藝。在選擇脫硫工藝時(shí)，從大的原則方面把握住以上所闡述的四點(diǎn)：（1）首先要能夠安全可靠運(yùn)行；（2）足夠的脫硫效率，保證達(dá)標(biāo)排放；（3）投資少、運(yùn)行成本低；（4）要求FGD供應(yīng)商列出系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
