基于環(huán)保視角下脫硫技術(shù)的提升和改善研究

文_張帥 崔長英 河北華電石家莊裕華熱電有限公司

大氣污染中主要的污染物質(zhì)是二氧化硫和氮氧化物，其中二氧化硫也是形成酸雨的主要原因，而這些物質(zhì)大都是來源于火電廠運(yùn)行所產(chǎn)生的煙氣中。隨著當(dāng)前節(jié)能環(huán)保發(fā)展理念的不斷推行，電廠企業(yè)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展要求，努力做好煙氣脫硫處理工作，結(jié)合高效的工藝技術(shù)和設(shè)備，提升煙氣脫硫質(zhì)量效果，為改善大氣環(huán)境作出貢獻(xiàn)。

1 電廠煙氣特征及脫硫要點(diǎn)分析

電廠生產(chǎn)和運(yùn)行過程中，會(huì)排放大量的煙氣，其中污染物種類繁多，成分及其復(fù)雜，主要包括SO2、CO2、CO以及NOx等，這些污染物質(zhì)一旦擴(kuò)散到空氣中，不僅會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染，還會(huì)給周圍生態(tài)環(huán)境造成威脅，同時(shí)給周圍居民身體健康造成影響。為了降低煙氣排放對大氣環(huán)境造成的影響，電廠通常需要結(jié)合脫硫技術(shù)工藝，對煙氣進(jìn)行處理，從而滿足環(huán)保生產(chǎn)的要求。

在實(shí)際運(yùn)用脫硫技術(shù)時(shí)，通過脫硫處理后，SO2排放量及濃度必修要符合國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)；由于脫硫工藝技術(shù)種類繁多，適用條件、脫硫效果以及環(huán)保性都存在差異，實(shí)際中需要結(jié)合具體指標(biāo)和要求進(jìn)行工藝選擇；在開展電廠煙氣脫硫中，要在確保處理效果基礎(chǔ)上，盡可能降低水資源等能源的消耗，在降低生產(chǎn)投資成本的同時(shí)滿足節(jié)能環(huán)保的運(yùn)行要求；為了避免給環(huán)境造成二次污染，煙氣脫硫處理后產(chǎn)生的廢水和副產(chǎn)物，需要實(shí)現(xiàn)回收再利用。

2 常見的幾種電廠煙氣脫硫技術(shù)工藝

2.1 石灰石-石膏脫硫工藝

該技術(shù)作為一項(xiàng)主要的煙氣脫硫工藝，原理是在煙道排放末端安置脫硫系統(tǒng)，系統(tǒng)中通過制備石灰石材充當(dāng)洗滌劑，有效消除煙氣排放中SO2污染物。該工藝包括石灰石制備系統(tǒng)、煙氣吸收系統(tǒng)、再熱系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)及廢水處理系統(tǒng)等。工藝運(yùn)行中，石灰石會(huì)與煙氣中的SO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO3），起到吸收SO2的作用效果，接著反應(yīng)產(chǎn)生的CaSO3又會(huì)與體系中的SO2發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成石膏，對煙氣起到凈化的效果。相對比其它工藝，石灰石-石膏脫硫技術(shù)運(yùn)行原理簡單，費(fèi)用較低，工藝技術(shù)比較成熟，實(shí)際的煙氣脫硫效果比較穩(wěn)定可靠，而且運(yùn)行效率較高，一般可以達(dá)到95%左右。

2.2 海水脫硫工藝

該技術(shù)在當(dāng)前電廠煙氣脫硫中運(yùn)用比較普遍，實(shí)際的脫硫效果也比較顯著。海水脫硫?qū)嶋H上就是運(yùn)用海水中的堿性成分，通過弱堿性與SO2的酸性發(fā)生中和反應(yīng)，達(dá)到消除污染物目的，最終滿足相應(yīng)排放規(guī)范。

海水脫硫工藝主要包括煙氣吸收系統(tǒng)、海水供應(yīng)系統(tǒng)、排放系統(tǒng)、恢復(fù)系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等，具體流程如圖1所示。該工藝中主要的SO2吸收劑是海水，所以在資源節(jié)約方面發(fā)揮巨大的優(yōu)勢，脫硫運(yùn)行效率方面相對比石灰石-石膏脫硫要小一些，通常在90%左右，但該工藝運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，不會(huì)給環(huán)境造成二次污染。

圖1 海水脫硫系統(tǒng)流程

2.3 活性焦炭吸附工藝

該工藝是一種新型的煙氣脫硫技術(shù)，原理是利用活性焦炭強(qiáng)大的吸附作用，對煙氣系統(tǒng)中的二氧化硫物質(zhì)進(jìn)行吸附，達(dá)到煙硫分離的實(shí)質(zhì)性效果，脫硫率高達(dá)98%左右。在實(shí)際運(yùn)用過程中，為了更好的提升該技術(shù)的脫硫效果，一般會(huì)先在煙氣系統(tǒng)中加入一定量的催化劑，讓二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?，如此可以很好地提升活性焦炭吸附效果。由于吸附出來的硫酸物質(zhì)仍然存在環(huán)境污染的隱患，所以需要開展進(jìn)一步處理和優(yōu)化，即通過高溫加熱的方式，起到二次凈化效果。

3 基于環(huán)保視角下脫硫技術(shù)的提升和改善

3.1 脫硫技術(shù)提升

3.1.1 注重節(jié)能減排理念的運(yùn)用

目前有很多電廠煙氣脫硫項(xiàng)目中缺乏核心工藝技術(shù)，相應(yīng)配套的基礎(chǔ)設(shè)施不全，難以確保煙氣脫硫質(zhì)量效果，給環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。為了改善這一現(xiàn)狀，提升脫硫裝置和系統(tǒng)的運(yùn)行效率，相關(guān)人員需要結(jié)合鍋爐排煙量、含硫量等參數(shù)，合理對脫硫工藝和裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升脫硫效果、避免資源過多浪費(fèi)。

3.1.2 強(qiáng)化脫硫工藝質(zhì)量

電廠在運(yùn)用石灰石-石膏脫硫工藝時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)脫硫效率降低，效果不佳的情況，主要原因在于煙氣排放中存在HCl物質(zhì)，其活性通常比較大，能夠與石灰石-石膏脫硫系統(tǒng)中的CaCO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成易溶于水的CaCl2物質(zhì)，此時(shí)體系中Ca2+濃度不斷增加，一方面導(dǎo)致CaCO3溶解速率受到限制，最終降低了煙氣脫硫質(zhì)量，另一方面體系中酸性物質(zhì)不斷被消耗，相應(yīng)的pH值不斷增大，使得脫硫系統(tǒng)中生成的石膏質(zhì)量難以得到保障。為了消除上述影響，提升脫硫系統(tǒng)運(yùn)行效果和質(zhì)量，需要將體系中pH值控制在4.8～5.2范圍內(nèi)，才可以有效確保石膏生成的質(zhì)量，消除體系中存在的不利因素，最終提升脫硫效果。

3.1.3 優(yōu)化脫硫系統(tǒng)運(yùn)行

雖然當(dāng)下很多電廠十分重視煙氣脫硫工作，但實(shí)際中卻存在很多盲目運(yùn)行問題，一方面為了提升脫硫效率和質(zhì)量，在系統(tǒng)中加入過多量的脫硫劑；另一方面為降低成本投入，脫硫不達(dá)標(biāo)的煙氣仍然排放到大氣環(huán)境中，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，當(dāng)前電廠方面需要重視脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化和改良，不僅要在濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中要確保脫硫后的煙氣排放符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還需要盡可能地降低運(yùn)行中對資源和能耗的消耗。

3.2 節(jié)能環(huán)保改善

3.2.1 鍋爐節(jié)能環(huán)保

首先，降低鍋爐燃煤消耗。通過開展燃燒試驗(yàn)的方式，對鍋爐風(fēng)煤比例進(jìn)行合理調(diào)整和優(yōu)化，確保最佳的過?？諝庀禂?shù)，從而降低煤炭資源的消耗量。其次，合理降低鍋爐的電耗。在運(yùn)行前對鍋爐裝置運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，確保裝置穩(wěn)定性符合要求后，再進(jìn)行裝置啟動(dòng)，避免系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行。實(shí)際運(yùn)行中如果發(fā)現(xiàn)鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，需要對工作運(yùn)行數(shù)據(jù)信息做好及時(shí)記錄，然后停機(jī)處理，防止造成嚴(yán)重的事故。

3.2.2 降低電廠噪音污染

電廠煙氣脫硫運(yùn)行中，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)不可避免的出現(xiàn)較大噪音，一方面給人員開展作業(yè)造成困擾，另一方面也給周圍居民正常生活和工作產(chǎn)生影響。為了消除和降低噪音污染，電廠煙氣脫硫運(yùn)行中需要在系統(tǒng)中增設(shè)隔聲罩、消音設(shè)備和降震裝置等，避免系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)較大的噪聲污染，確保煙氣脫硫高效運(yùn)行。

3.2.3 廢水和廢氣處理

電廠脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生廢水，廢水的隨意排放也會(huì)造成生態(tài)環(huán)境的污染，不符合環(huán)保生產(chǎn)理念，所以在實(shí)際運(yùn)行中要做好廢水處理工作，結(jié)合物理吸附、化學(xué)消除以及生物降解等手段，將脫硫后產(chǎn)生的廢水集中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)水資源回收再利用，提升水資源利用效率，同時(shí)避免其對環(huán)境造成的污染。此外，電廠煙塵排放中，除了二氧化硫物質(zhì)外，還存在鉛、鉻等物質(zhì)，這些污染物進(jìn)入大氣不僅污染環(huán)境，而且一旦接觸到人體，會(huì)對皮膚、呼吸系統(tǒng)造成影響。因此，在傳統(tǒng)的脫硫系統(tǒng)基礎(chǔ)上，還要增設(shè)除塵和過濾裝置，加強(qiáng)對鉛、鉻等污染物的過濾消除，為提升大氣環(huán)境質(zhì)量提供必要保障。

4 結(jié)語

綜上所述，環(huán)保生產(chǎn)理念的不斷深入，給我國電廠生產(chǎn)和運(yùn)行提出了更高的要求。電廠運(yùn)行中產(chǎn)生的煙氣，存在大量的污染物質(zhì)，其中危害最大的就是SO2，給大氣環(huán)境造成影響的同時(shí)，也會(huì)引發(fā)酸雨的形成，所以電廠煙氣脫硫運(yùn)行十分關(guān)鍵。當(dāng)前電廠煙氣脫硫技術(shù)較多，各自原理、效果和適用條件等都存在差異，電廠方面需要結(jié)合自身實(shí)際污染情況，選擇最為合理的脫硫工藝技術(shù)，讓煙氣排放符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并在電廠脫硫運(yùn)行中融入節(jié)能環(huán)保理念，在確保脫硫效果的同時(shí)避免對資源和能源的過度浪費(fèi)，從而推動(dòng)電廠的綠色可持續(xù)發(fā)展。