烟气脱硫(FGD)的发展分析及脱硫脱氮一体化技术

<一>、烟气脱硫(FGD)的发展现状及技术经济分析
　　各国研究的烟气脱硫技术已有几十种，而投入商业运行的只有十几种，其中为常见的是石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺、简易石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺、海水烟气脱硫工艺、炉内喷钙加尾部增湿活化工艺、电子束烟气脱硫工艺、循环流化床锅炉脱硫工艺等。安装FGD装置多的是美国、德国和日本。目前国内大约只有50000MW燃煤机组安装了烟气脱硫装置，所配备的装置大多从引进，处于示范阶段。随着环保政策力度的加强，国内自行研制的烟气脱硫装置将扶持而发展。届时，烟气脱硫装置成本将降低。
　　目前，国内已从早期的全部采用全套设备，发展到部分采用，相当多的系统采用国内反包的办法进行国产化，只有核心部分采用引进。国内已有多家公司在进行试点工程，主要也是采用引进技术和核心设备进行国内配套。系统设备国产化程度日益提高，脱硫成本也开始大幅度下降，2003年初武汉凯迪电力股份有限公司，为江苏常熟电厂安装的2台600MW机组上的脱硫装置，造价已降至200元/kW。
　　我国能源结构的特点，决定了我国电力发展今后很长一段时间，仍会以燃煤电厂的发展为主。而燃煤带来的二氧化硫及酸雨等环境污染日益严重，使得燃煤电厂的二氧化硫减排问题，已被提到电力发展的重要议事日程上来。从目前的几种二氧化硫减排方法：清洁能源替代、燃用低硫煤、烟气脱硫(FGD)的比较来看，前两种方式虽然可以减少大气环境的污染，但资源的有限及价格的昂贵等实际问题，使我们认识到选择它们是不现实的，而采用燃煤发电烟气脱硫(FGD)才是符合我国国情的电力发展之路。烟气脱硫可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫(FGD)三种方式。燃烧前脱硫法目前在我国还存在技术上欠成熟，原煤入选率较低(＜20%)等问题，但从的发展趋势来看，它将成为我国削减二氧化硫排放的一个普遍的辅助手段；燃烧中脱硫目前在国内有采用，但尚处于引进技术和示范试验阶段，比较适合于中小型火电厂的脱硫；烟气脱硫是目前应用广、脱硫效果好、技术为成熟的技术手段，它将成为我国燃煤电厂脱硫的选方法。
　　<二>、脱硫脱氮一体化技术
　　脱硫脱氮一体化指在同一反应器内同时脱硫脱氮，它比单独脱硫脱氮节约成本10%~30%，是近年来研究的主要方向。
　　由于CuO可以在300~500℃范围内较好地吸附SO2生成CuSO4，同时CuO和CuSO4均可作SCR反应的催化剂，所以CuO可用于脱硫脱氮一体化技术。研究表明在烟气加热到400℃，并通入适量NH3的条件下，装有负载型CuO的反应器可以同时脱除90%以上的SO2和NOx。此项技术有较高的优点，可以在同一个流程内去除SO2和NOx，去除率达到环保要求，且工艺简单，吸附剂可利用，不需另加常规的催化剂，降低了成本；脱硫脱氮的吸收温度、催化温度与脱硫剂温度一致，便于控制操作，减少了设备对温度要求的复杂性，脱硫设备成本和运行费用较低；此项工艺无废弃物产生，不会造成二次污染。因此可以说CuO同时去除SO2/NOx法体现了烟气污染的治理趋势，是一种很有前景的技术。
　　总结了使用金属氧化物的脱硫脱氮技术，可知金属氧化物主要是充当各类反应的催化剂和SO2的吸收剂。SO2吸收剂通过可循环使用，理论上催化剂不消耗，即使考虑到实际运行中吸收剂时的损失和催化剂中毒的因素，金属氧化物的应用仍是经济可行的。在众多的金属氧化物、复合金属氧化物、金属氧化物的混合物中，脱硫脱氮反应的催化剂和SO2吸收剂有很大的选择范围。由于我国的软锰矿资源丰富，易得，所以国内可着重研究氧化锰、氧化铁脱硫工艺，以及氧化铜脱硫脱氮一体化技术，走脱硫脱氮技术国产化的道路。在这个，未来的研究方向包括：增强催化剂的催化活性；优化操作条件，防止催化剂中毒；在吸收剂中加入合适的添加剂，提高硫容，以降低成本；寻求低温下吸收剂方法，克服后活性降低的缺点；试验催化剂、吸收剂的佳造型，以延长使用寿命。
　　目前我国燃煤锅炉众多，锅炉烟气脱硫治理难度大、存在问题多及造成污染严重，成为我国当今令人关注的热点之一。研究及出良好、经济配套、性能、不造成二次污染、适合国情的全新的烟气脱硫技术势在必行。实现烟气脱硫低成本的“经济化”目标是烟气脱硫技术发展的大趋势。