我国脱硫脱硝烟气除尘发展及半干法烟气脱硫工艺进展

<一>、我国脱硫脱硝和烟气除尘技术的发展前景
　　我国主要以燃煤为主，煤炭作为我国的主要能源结构，给大气环境造成了严重的污染。因此，我国应该按照本国的发展实际、因地制宜采取适合大气环境的成熟技术。
　　结合我国国情脱硫脱硝和除尘技术，实行脱硫脱硝的综合治理。引进的技术，吸收消化国产设备，将SO2、NOx等资源进行回收利用。对小型电厂锅炉除尘的时候，可以利用单元复合多管式的除尘器，也可以利用陶瓷多管除尘器，不仅可以实现除尘目的，还可以节约资源；对中大型电厂锅炉除尘的时候应该考虑环境质量的标准，采用多级静电除尘器，也可以采用袋式除尘，以达到的对于烟尘排放的标准。
　　目前我国采用的脱硫脱硝和烟气除尘技术已经成熟，而且已经具备的商业优点，不仅能够在经济发展较好的地区普及，也能在经济较差的地区普及。根据脱硫脱硝和烟气除尘技术经济、节能环保的优点，众多企业开始广泛接受，而且为了经济的可持续发展和科技的进步贡献自己的力量。
　　<二>、半干法烟气脱硫工艺技术进展
　　半干法烟气脱硫(SDFGD)是以雾化的乳状吸收剂与烟气中的SO2反应，同时利用烟气自身的热量蒸发吸收液的水分，使终产物为干粉状。该技术综合了湿法和干法烟气脱硫技术的优点，与湿式石灰石/石灰一石膏法烟气脱硫相比，脱硫装置投资省、工艺简单，能耗仅相当于湿式烟气脱硫装置的25%，而且无腐蚀、结垢等问题。当钙硫摩尔比为1.2时，脱硫效率达80%以上。
　　旋转喷雾干燥烟气脱硫技术(SDA)早由丹麦NIRO公司于20世纪70年代。该工艺将石灰浆液通过高速旋转的喷雾装置，雾化成很细的液滴，在吸收塔内与烟气中的SO2进行混合与反应，同时雾化后的石灰浆液滴受热蒸发，形成干粉状脱硫产物与飞灰一起排出，经除尘器除尘后由烟囱排放。为了提高脱硫剂的利用率，新改进的SDA装置还增加了再循环灰系统。
　　SDA工艺特点是石灰浆液滴雾化非常细，分布均匀，化学反应接触面积大，反应，脱硫效率在70%~90%。在德国、奥地利、意大利、丹麦、芬兰等应用较多，美国已有15套装置投入运行，总容量为5000MW。我国先后引进了4套SDA装置，西南电力设计院等对该工艺技术也进行了深入的研究。但SDA装置尚有不足之处：①旋转雾化器转速达1万r/min以上，材质要求高，变速装置结构复杂，易磨损、腐蚀，需要经常维修更换，难于国产化；②脱硫剂要求纯度高，且用量较湿法脱硫工艺高出20%~50%；③投资运行费用仍偏高，一次性投资占电厂总投资的8%~12%，电耗占电厂发电量的1%；④用于燃煤电厂改造时，常遇到安装场地不足的问题。
　　20世纪80年代，德国Lurgi公司研究了循环流化床烟气脱硫技术CFBFGD。该工艺特点是在流化床内固体颗粒物与烟气之间的相对速度较大，床内脱硫剂、脱硫产物、烟气之间互相混和，传热、传质强烈，使脱硫剂充分反应；同时，通过脱硫剂的多次再循环，使脱硫剂与烟气接触时间增加，一般为30min以上，提高了脱硫剂的利用率。研究表明：向流化床内喷入量的增湿水时，其脱硫效率显著增加，在钙硫摩尔比为1.2~1.5时，脱硫效率达90%以上。
　　在CFBFGD技术及相近技术的分类上，脱硫剂以颗粒状，而少量水作为增湿水分别进入脱硫反应塔中，此种工艺属于干法烟气脱硫。而脱硫剂与水先制成浆液，再喷入脱硫反应塔中，则属于半干法烟气脱硫。CFBFGD技术工艺流程简单、占地少、投资省、脱硫。它一问世就引起了各国的广泛关注，德国的Wulff公司在Lurgi公司研究的基础上，进一步研究了回流式循环流化床烟气脱硫工艺(RCFBFGD)；丹麦的FLS公司了与CFBFGD工艺相似的气体悬浮吸收法烟气脱硫技术(GSA)。
　　RCFBFGD工艺，主要对吸收塔内的流场和塔顶做了较大改进，塔内向上运动的脱硫剂颗粒到达吸收塔顶后，有一大部分向下回流，它与烟气流动方向相反，在塔内形成一个内循环，增加了烟气和脱硫剂的接触时间，加强了烟气和脱硫剂的混合、湍动。实验表明：内部循环固体物料量约为外部再循环量的30%~50%，出口含尘浓度降低15%~30%。德国某自备热电厂220t/h燃煤锅炉安装了RCFBFGD装置，当钙硫摩尔比为1.25时，脱硫效率达9700。目前ABB公司已经购买了Wulff公司的RCFBFGD技术许可证。
　　我国东南大学、清华大学、山东大学、哈尔滨工业大学等单位都对CFBFGD技术进行了大量的实验研究，有的已经出具有自主知识产权的CFBFGD脱硫装置。清华大学在清华大学电厂，建造了干式循环流化床烟气脱硫工业化示范装置，处理烟气量为20000m³/h，设计脱硫效率大于80%，2002年5月通过专家验收，目前清华大学正在银川热电厂设计建造一套150t/h循环流化床烟气脱硫装置，计划2003年10月竣工；广州中绿环保有限公司在东南大学实验研究的基础上，为无锡化工厂一台65t/h燃煤锅炉设计建造了一套循环流化床烟气脱硫装置，已投入运行，烟气处理量为126200m³/h，当钙硫摩尔比为1.5时，脱硫效率可以达到90%以上，采用废电石渣作为脱硫剂，山东大学与哈尔滨工业大学合作在青岛热电厂75t/h燃煤锅炉上设计建造了一套双循环流化床烟气脱硫装置，已投入运行，并通过专家验收。当钙硫摩尔比为1.3时，脱硫效率可达到90%。半干式循环流化床烟气脱硫技术具有工艺简单、脱硫、钙的、占地面积小等优点，同时可以采用废石膏、电石渣等工业废弃物作为脱硫剂，是一项适合我国国情的烟气脱硫。
　　GSA脱硫技术通过在反应器内设置结构简单的喷嘴，将新鲜的石灰浆液喷出与烟气中的SO2充分接触，以去除烟气中的SO2，同时反应后的脱硫产物(固体颗粒物)再返回反应器内循环利用，以提高脱硫剂的利用率。该工艺有以下特点：①GSA工艺系统中，大量干态固体颗粒物在反应器中高倍率循环，作为反应介质在反应器内参与反应，提高了脱硫剂的利用率；②GSA系统在近绝热饱和温度下运行；③在湍动床内附着在固体颗粒物表面的石灰浆与含SO2烟气间的传热、传质；④只需一个简单的两相流喷嘴向反应器内喷射石灰浆。因此，GSA技术工艺简单，具有较高的脱硫效率。美国10万MW电厂示范实验表明，当钙硫摩尔比为1.2~1.4时，脱硫效率达90%以上，运行过程中出现因系统内固体颗粒物粘结而导致的停运。
　　我国龙潭电力环保公司与FLS公司合作，在云南小龙潭电厂的一台100MW机组上，设计建造一台GSA技术装置。