我国烟气脱硫技术现状综述

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1、我国烟气脱硫技术现状综述工业脱硫技术姓名：李凯雷学号:20081400班级： 2008027高浓度SO2烟气脱硫技术大规模工业化应用，SO2含量高于 3%的烟气,通常称为高浓度二氧化硫烟气。它可采用钒催化剂接 触催化制硫酸等方法脱硫回收利用硫资源。目前 ,我国基本上都 已采用催化转化脱硫制酸,不仅有效地控制了二氧化硫污染,而 且使冶炼烟气二氧化硫成为重要的硫资源 ,补充了我国缺乏的硫 资源。低浓度SO2烟气脱硫技术的工业化应用处于起步阶段,SO2 含量低于 3%的烟气,通常称为低浓度二氧化硫烟气。我国 2 亿 kW 机组火电厂锅炉烟气及钢铁、有色、建材等部门 50 万台工 业锅炉、18 万台工

2、业窑炉排放的主要是这类烟气。由于烟气中 的二氧化硫浓度低（一般仅为 0.1%0.5%）,采用传统的接触法脱 硫制酸等方法,技术经济上难度大。目前我国这类烟气的脱硫技术工业化应用程度还很低 ,已应 用的主要是引进的国外烟气脱硫装置和中小锅炉简易除尘脱硫 装置。从 20 世纪 70 年代后期,我国先后从国外引进烟气脱硫装置, 包括“氨-硫铵法”烟气脱硫装置、“碱式硫酸铝法”烟气脱硫装 置、“湿式石灰石-石膏法”烟气脱硫装置、“旋转喷雾干燥法” 脱硫装置和“电子束辐照法”装置。这些烟气脱硫装置的引进为我国烟气脱硫吸收国外先进成熟的技术奠定了基础。我国中小锅炉占全国燃煤锅炉的 70%,为此我国探索中小

3、型燃煤锅炉二氧化硫污染控制多种途径,如低硫燃料、型煤固硫等技术的同时,针对 中小锅炉特点,开发了一批简易烟气脱硫技术。目前这类技术申 请的专利已达几十种,应用数百套。简易烟气脱硫除尘技术一般 是在各类除尘设备的基础上,采用石灰、冲渣水等碱性浆液为固 硫剂,应用水膜除尘、文丘里除尘、旋风除尘的机理和旋流塔、 筛板塔、鼓泡塔、喷雾塔吸收等机理相结合同时除尘脱硫。已形 成冲激旋风除尘脱硫技术、湿式旋风除尘脱硫技术、麻石水膜除 尘脱硫技术、脉冲供电除尘脱硫技术、多管喷雾除尘脱硫技术、 喷射鼓泡除尘脱硫技术等在同一设备内进行除尘脱硫的烟气脱 硫技术,其共同特点是设备少、流程短、操作简便,一般除尘效率70

4、%90%,脱硫效率 30%80%。我国从70年代开始引进国外烟气脱硫成套装置,但到目前为 止,却仅有不到 1%装机容量的火力电厂和少数中小型锅炉实施 烟气脱硫。主要有脱硫成本问题、产物出路问题以及引进技术国 产化的问题。由国外引进的烟气脱硫装置,设备投资和运行费用高,如我国 重庆珞璜电厂引进的“石灰石 -石膏法”烟气脱硫装置 ,投资约 4000 万美元,每年还需运行费 4000 万元人民币,脱硫运行成本为 每吨S021100元，设备建设费用占到了电厂投资的16%。另一方 面,国内外目前应用的主要烟气脱硫技术,无论是国外引进的“石 灰石-石膏法”、“旋转喷雾干燥法”,还是国内的简易脱硫除尘一 体

5、化技术,都存在因产物无出路,不得不作为固体废弃物抛弃的问 题。如重庆珞璜电厂一期工程，每年就有25万t固体物排放。近年来,我国在发展烟气脱硫技术方面有了较快进展。提倡 以“湿式石灰石-石膏法”为主引进国外烟气脱硫技术并通过国 产化制造烟气脱硫装置,降低烟气脱硫装置建设投资、减小脱硫 成本的呼声甚高。通过国外先进烟气脱硫技术的国产化来加速我 国烟气脱硫。(1) 虽然水泥的堆积密度随其堆积紧密程度变化而变化,不是 很稳定,但是在一定的操作制度下进行试验所得的结果还是可以 接受的, 从自然的松散堆积状态逐渐敲击容器底部 ,在没有外界 干扰的情况下,水泥堆积密度在敲击次数为 500次(这一数据与锤 子

6、和容器的匹配有关)时是比较稳定的了。(2) 试验所测得的普通砂的表观密度与传统排水法测得的结 果很接近,二者平均值相差不到0O1g/cm3。对普通砂和陶砂的表 观密度测试结果中，两次测试结果相差均没有超过0.02g/cm3,可 以满足集料测试中规定的两次测试结果不得大于0.02g/cm3或平 均值 2%的要求。从表 4 的结果看,用参考文献2规程中的方法 三次试验结果中撮大值和最小值相差0062g/cm3,就不能满足要 求了,笔者认为这是陶砂表面面干状态很难受人为控制所造成 的。(3) 从本方法测试吸水率的过程看出,本操作方法是非常客观,且易行的。本方法测试吸水率的方法所测得的结果离散性比较小

7、, 说明试验操作受人为影响小,因此用本方法测试吸水率能较好的 满足要求。相对来说,用参考文献2规程中的测陶粒吸水率的方 法测试的结果离散性就大多了，从表4的结果来看，同样的试样1h 吸水率最大值和最小值相差达 1.24%,而且其试验操作也很困难硫的进程是必要的,但不是唯一选择。在烟气脱硫的发展道路上 有两个误区。引进、引进、再引进”的误区国内外技术发展的经验告诉我们,发展中国家由于技术落后 于发达国家,往往采取“从国外发达国家购买产品,从国外购买引 进生产设备,将引进生产设备进行国产化”的道路。但这种一度 被认为是提高发展中国家技术水平正确的道路 ,有一显著的负效 应,就是它导致发展中国家的技

8、术陷入“引进、引进、再引进” 的困境,技术水平永远落后于发达国家。“盲目照搬”的误区国外发达国家成功应用烟气脱硫技术解决了二氧化硫污染 问题。但他们实行的是高投入、高消耗解决二氧化硫污染的模式,烟气脱硫装置投资达150280美元/kW,脱硫成本为每tSO2350600 美元。我国的经济状况决定了我国不能照搬国外发 达国家高投入、高消耗的烟气脱硫模式。而我国人均土地资源有限,又是一个硫磺等资源缺乏,但天然石膏资源丰富的国家,因而美、日、德等发达国家脱硫副产物出路的解决方式难以在我国应用。=J=1湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术 ,固 硫剂价廉易得,副产物便于利用,煤种适应范围宽,

9、并有较大幅度 降低工程造价的可能性。目前单机容量在20万kW以上的火电 机组容量占火电总装机容量的 55%,高参数、大容量火电机组是 当前和今后相当长时间内火电发展的方向。因此 ,大机组脱硫是 火电厂脱硫的工作重点,是控制火电厂SO2的关键，而湿法脱硫工 艺是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺,所以, 我国应重点发展湿法脱硫技术。烟气循环流化床脱硫工艺脱硫效率高,建设投资较省,占地面 积较少,在能满足高品位石灰供应和妥善处理脱硫灰的条件下,具 有较好的发展前景,尤其适用于中小机组和老机组的脱硫改造。喷雾干燥法脱硫、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫、海水脱硫、 电子束脱硫等脱硫工艺在国内已有

10、示范项目 ,要认真总结示范项 目的经验,结合当地实际情况充分论证,进行合理消化利用。炉内喷钙和复合固硫剂结合起来,向炉内直接喷入效果较好 的复合固硫剂,即复合固硫剂炉内喷射脱硫工艺,可比 LIFAC 工 艺省去活化塔的巨大投资,在大大降低了成本的情况下,稍微降低 了脱硫率,这样既可以把资金应用到多台机组的技术改造当中去, 又可以满足环保的要求。 2 我国烟气脱硫技术现状我国的烟气脱 硫技术研究开发工作始于上世纪 60 年代，当时主要是围绕有色 冶金废气和硫酸尾气的净化和硫酸回收利用项目进行的，从二氧化硫浓度高于 0.5%烟气回收硫，供氮肥厂生产硫酸胺，既可减少S认对大气的污染，又可以回收我国资

11、源不丰富的硫，项目比 较成功，并已建成了一批工业化规模装置投人运行。与此同时也 有一些科研院所和高等院校进行了电厂脱硫技术的探索，主要进 行了干法、湿法和半干法等烟气脱硫技术研究，并先后在上海杨 浦电厂、上海闸北电厂、四川白马电厂、豆坝电厂、湖南三厂及 松木坪电厂，进行了示范项目建设。上世纪 80 年代开始，国家 有关部门有计划有选择地引进了一些烟气脱硫技术，建成一批工 业脱硫装置和大型工业示范性工程，如重庆路磺电厂石灰石一石 膏烟气脱硫、太原第一热电厂简易湿式石灰石一石膏烟气脱硫、 山东黄岛电厂旋转喷雾干燥脱硫、深圳西部电厂海水烟气脱硫、 南京下关电厂炉内喷钙尾部增湿活化脱硫、成都热电厂电子

12、束脱 等，我国的电厂烟气脱硫才开始走上了发展轨道。另一方面，为 了鼓励开发适合国情的脱硫技术，国家科技部一直安排脱硫专项 经费支持科研院所和高校进行脱硫技术开发，一些机构也先后开 发出了一些具有自主知识产权的烟气脱硫技术，当然这些技术因 各种原因还尚未得到广泛应用，但有很好的应用前景。不过尽管 我国的脱硫技术研发很早，但由于种种原因发展很慢，完全跟不 上国外先进国家的步伐，目前的脱硫技术总体上很落后。我国投运、在建和已经签订合同的引进烟气脱硫技术中，石 灰石一石膏湿法烟气脱硫技术约占 90%以上，这些脱硫项目均 是依靠国内的一些专业脱硫公司来实施。据统计，我国拥有 10 万kw及以上机组烟气脱

13、硫工程总承包业绩的公司超过了 50家, 合同容量超过 1000 万 kw 装机的公司也有 10 家，我国的烟气脱 硫产业已初步具备了年承担近亿 kw 装机脱硫工程设计、设备制 造及总承包能力。另一方面，我国的一些大型专业脱硫公司通过 技术引进、消化、吸收和再创新，已开发出了一些具有自主知识 产权的湿法脱硫技术。如中电投远达环保工程有限公司、苏源环 保工程股份有限公司、北京国电龙源环保工程有限公司分别开发 了 YDesBSP、01 及龙源湿法烟气脱硫技术，并已成功应用于南 阳电厂 2 义 300MW 烟气脱硫工程、太仓港环保发电有限公司二 期 2 只 300MW 烟气脱硫工程、江阴苏龙发电有限公

14、司三期 2x330MW烟气脱硫工程。这些采用国产脱硫技术的项目造价低， 目前在200 一 30。元/kW左右，而且这些项目根据我国燃煤含 硫量高、石灰石品质差等特点进行设计，整体效果也比较好。近 年来我国的脱硫工作取得了很大成绩，脱硫设备的制造已走向产 业化，设备的国产化率已达 90 肠以上，引进的石灰石一石膏湿 法烟气脱硫工艺中，浆液循环泵、真空皮带脱水机、增压风机、 气气换热器和烟气挡板等关键设备，均已具备了批量生产加工能 力。近十几年来，我国政府有关部门多次组织了中小型燃煤工业 锅炉烟气脱硫技术的攻关研究，先后开发出了一批具有自主知识 产权的脱硫技术，包括喷射石灰 /石灰石、氨法、铁法、

15、循环法 及炭法等 40 余种新的脱硫技术，其中一些技术运行较为稳定， 脱硫效率也能达到国家标准，见表 1。根据我国的国情及脱硫产业现状，这些技术应该得到鼓励和推广。(1) 国内脱硫企业自主创新能力不足。我国目前在建和运行的脱 硫装置，所采用的技术与设备绝大多数是从国外引进的，国内脱 硫公司的消化吸收和再创新能力还比较弱，一些脱硫公司宣称拥 有了自主知识产权技术，实质上还是在模仿国外技术，缺少本质 上的创新。(2) 已建脱硫装置运行不足。目前我国已建成投产的烟气脱硫设 施实际投运率不足 60%，其原因除了经济上不合理和环保执法 不严外，还因为部分脱硫公司对国外技术和设备依赖度较高，而 且没有完全

16、掌握工艺技术或者系统设计先天不足，设备运行不稳 定，效果不理想，个别设备出现故障后难以及时修复。(3) 石灰石一石膏湿法脱硫技术的自身缺陷。 采用石灰石一石膏湿法工艺，脱硫副产物的硫石膏产量巨大，这 些硫石膏虽然也可以作为建筑材料进行综合利用，但是质量上还 存在许多问题，目前大部分脱硫石膏只能堆放储存，造成环境的 二次污染，同时采用这种工艺还会增加二氧化碳的排放。另一方 面，我国是一个硫资源相对贫缺的国家， 2005 年进口硫磺 831 万t,硫酸196万t;石灰石一石膏湿法脱硫工艺不能回收烟气中 的二氧化硫，也不是一种适合我国国情的工艺。公司资质管理制 度,同时通过市场竞争实现优胜劣汰,培育

17、一批综合实力强的脱 硫产业中坚力量。建立健全的烟气脱硫工艺设计以及制造、安装、 调试、性能考核、验收、运行维护、检修和后评估等方面的标准,规范脱硫技术市场的运行，确保脱硫技术市场的健康有序发展。另外还要鼓励行业组织加强行业自律，建立和完善烟气脱硫供应 方和用户的行业管理、协作机制及技术交流机制。(3)建立和完善二氧化硫控制政策“十一五”期间应再次修订大气污染防治法，增强可操作性， 进一步明确政府、排污者和公众之间的关系，强化环保部门环境 监督管理职能，杜绝企业排污超标的违法行为，确保实现我国二 氧化硫总量控制目标。全面落实现役脱硫机组脱硫电价、发电优 先、排污指标交易等政策，增强企业建设、运行

18、脱硫装置积极性。建议：(1)鼓励和支持烟气脱硫技术的自主创新国家应继续加大资金投人，支持烟气脱硫技术的自主创新。对于引进的脱硫 技术，企业应加强消化吸收和再创新，在降低工程造价和系统能耗的同时，根据我国国情进一步加强核心技术和设备研发工作， 争取形成自主知识产权技术。鼓励科技人员开发适合我国国情的 具有自主知识产权的脱硫新技术，重点支持开发资源化和符合循 环经济的高效脱硫新技术。对于已完成5万kw及以上机组试验 工程的脱硫技术，要加速在更大容量机组上推广。对于已经走向 成熟的脱硫技术，还要进行脱硫副产品的有效利用和清洁处置研 究 工作。对于有发展潜力并具有自主知识产权的脱硫技术，政府在 政策上

19、应加大推广应用力度。建议组织实施 20 万 kw 及以上机 组喷雾干燥法、氨法、铁法、循环法等我国创新的脱硫工艺示范 工程建设，为使符合国情的脱硫技术产业化创造条件。(2)加强脱硫行业管理。加强脱硫企业的管理，严格市场准人， 实行脱硫我国缺油多煤、以煤为主的能源结构和形势将继续相当长时 间，随着我国的经济的快速发展，燃煤带来的 S 唤污染形势也将 越来越严峻，安装和运行脱硫装置是目前控制二氧化硫污染的主 要手段。我国目前在建和运行的脱硫技术以传统的石灰石一石膏 湿法脱硫技术为主，但该技术并不完全符合我国国情，有待改进， 或者加速研发高效化、资源化、符合循环经济及中国国情的脱硫 技术。同时，我国脱硫产业及政策还有待于进一步规范和完善， 以促进脱硫产业的健康发展，从根本上促进我国电力、环境保护 和经济的协调发展。参考文献:张杨帆，李定龙，王晋. 我国烟气脱硫技术的发展现状与趋势仁 赵英豪，尹华强.炭法烟气脱硫技术 许洪胜.火电厂烟气脱硫工程建设存在的问题与政策性建议 赵鹏高.我国火电厂烟气脱硫产业化现状及有关建议 王志轩, 潘荔.我国火电厂烟气脱硫产业化发展建议 王 健, 姜开明.我国烟气脱硫技术现状综述李凯雷 200814002008027