1前言
我國的能源構成以煤炭為主,其消費量占一次能源總消費量的70%左右,這種局面在今后相當長的時間內不會改變?;痣姀S以煤作為主要燃料進行發(fā)電,煤直接燃燒釋放出大量SO2,造成大氣環(huán)境污染,且隨著裝機容量的遞增,SO2的排放量也在不斷增加。加強環(huán)境保護工作是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要保證。所以,加大火電廠SO2的控制力度就顯得非常緊迫和必要。SO2的控制途徑有三個:燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫即煙氣脫硫(FGD),目前濕法煙氣脫硫被認為是最成熟、控制SO2最行之有效的途徑。
2濕法煙氣脫硫技術的開發(fā)與應用
2.1濕法煙氣脫硫技術
所謂濕法煙氣脫硫,特點是脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端、除塵器之后,脫硫過程的反應溫度低于露點,所以脫硫后的煙氣需要再加熱才能排出。由于是氣液反應,其脫硫反應速度快、效率高、脫硫劑利用率高,如用石灰做脫硫劑時,當Ca/S=1時,即可達到90%的脫硫率,適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是,濕法煙氣脫硫存在廢水處理問題,初投資大,運行費用也較高。
2.1.1石灰石/石灰拋棄法
以石灰石或石灰的漿液作脫硫劑,在吸收塔內對SO2煙氣噴淋洗滌,使煙氣中的SO2反應生成CaCO3和CaSO4,這個反應關鍵是Ca2+的形成。石灰石系統(tǒng)Ca2+的產生與H+的濃度和CaCO3的存在有關;而在石灰系統(tǒng)中,Ca2+的生產與CaO的存在有關。石灰石系統(tǒng)的最佳操作PH值為5.8?6.2,而石灰系統(tǒng)的最佳PH值約為8(美國國家環(huán)保局)。
石灰石/石灰拋棄法的主要裝置由脫硫劑的制備裝置、吸收塔和脫硫后廢棄物處理裝置組成。其關鍵性的設備是吸收塔。對于石灰石/石灰拋棄法,結垢與堵塞是最大問題,主要原因在于:溶液或漿液中的水分蒸發(fā)而使固體沉積:氫氧化鈣或碳酸鈣沉積或結晶析出;反應產物亞硫酸鈣或硫酸鈣的結晶析出等。所以吸收洗滌塔應具有持液量大、氣液間相對速度高、氣液接觸面大、內部構件少、阻力小等特點。洗滌塔主要有固定填充式、轉盤式、湍流塔、文丘里洗滌塔和道爾型洗滌塔等,它們各有優(yōu)缺點,脫硫效率高的往往操作的可靠性最差。脫硫后固體廢棄物的處理也是石灰石/石灰拋棄法的一個很大的問題,目前主要有回填法和不滲透地存儲法,都需要占用很大的土地面積。由于以上的缺點,石灰石/石灰拋棄法已被石灰石/石膏法所取代。