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[摘 要]目前在国内外300MW机组有运行实例，且脱硫效率达到90%及以上的脱硫工艺有石灰石-石膏湿法、循环流化床干法脱硫（CFB-FGD）工艺、海水脱硫、氨法四种。而其中，只有石灰石-石膏湿法脱硫和循环流化床干法脱硫两种脱硫工艺对厂址条件、反应剂和产物等条件要求较低，适用于各种情况下的燃煤电厂烟气脱硫。因此，本文主要针对循环流化床干法脱硫和石灰石-石膏湿法脱硫这两种工艺进行比较。
[关键词]燃煤机组；循环流化床干法脱硫；石灰石-石膏湿法脱硫；
中图分类号：S336 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）26-0359-01
循环流化床干法脱硫和石灰石-石膏湿法脱硫是当前300MW级火力发电机组常用的两种脱硫工艺，本文简单介绍了两种脱硫方法的工艺原理和流程，并以新建2×300MW机组为例，对两种脱硫工艺的技术特点和投资运行费用进行比较。
一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺
石灰石-石膏湿法脱硫技术特点石灰石-石膏脱硫工艺采用Ca（OH）2或者CaCO3粉末的料浆来除去SO2，因为这种方法脱硫效率高、稳定性好、投资也比较低。为了改进其工艺对SO2的吸附效果，许多学者对钙基吸附剂进行改性，从而对其吸附效果进行了改进。Lee等把硫酸钙、氧化钙和粉煤灰通过水合作用合成活性比较高的烟气脱硫吸附剂。通过两种人工智能算法（神经网络和遗传运算法则），给出了吸附剂合成的完整模型和最优化方法，使其吸附剂的吸附容量达到62.2m2/g。Lee等采用钙基的吸附剂，使其在不同实验条件下进行烟气脱硫实验，并说明了烟气中氮氧化物和氧气在烟气脱硫过程中所产生的协同作用。Dahlan等采用RHA将CaO改性，并研究了采用RHA改性后的吸附剂对脱硫活性的影响因素。研究结果表明，在吸附剂的制备过程中，RHA的量、CaO的量、两者量的比及水合阶段是影响吸附剂脱硫活性的关键因素。除此之外，吸附剂的物理性质如孔径分布和表面形态也是影响脱硫活性的重要因素。IrvanDahlan等分别采用NaOH、CaCl2、LiCl、NaHCO3、NaBr、BaCl2、KOH、K2HPO4、FeCl3和MgCl2作为RHA/CaO吸附剂的填加剂，来提高RHA/CaO对SO2的吸附量，实验结果表明，大多数的填加剂都可以提高RHA/CaO吸附剂的吸附效率，其中以NaOH处理后的吸附剂的吸附容量最大。石灰石-石膏湿法的原理脱硫系统中发生的主要化学反应是：
吸附剂：SO2+H2O→H2SO3
CaCO3+2H2SO3→Ca（HSO3）2+CO2（g）+H2O
反应器：Ca（HCO3）2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O（s）+H2SO4
CaCO3+H2SO4+H2O→CaSO4+2H2O+CO2（g）
脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热后排放。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率高。此法Ca/S低（一般不超过1.03），脱硫效率高（可达到95%以上），适用于任何煤种的烟气脱硫。脱硫产生的副产品为二水硫酸钙（石膏），能作为水泥缓凝剂，亦可用于生产纸面石膏板，粉刷石膏，石膏砌块等。根据300MW级机组特点及目前湿法脱硫发展趋势，湿法脱硫系统按取消增压风机和GGH考虑，其工艺系统主要由烟气系统、吸收塔系统、制浆系统、工艺水系统及脱水系统等组成。
二、循环流化床干法脱硫（CFB-FGD）工艺
循环流化床脱硫工艺采用干态的消石灰作为吸收剂，通过二氧化硫与粉状消石灰氢氧化钙在Turbosorp反应器内发生反应，去除烟气中的SO2，通过吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，提高烟气脱硫效率。锅炉炉膛燃烧后的烟气通过空气预热器出口，进入静电除尘器ESP预除尘。经过静电除尘预除尘之后，烟气从锅炉引风机后的主烟道上引出从底部进入Turbo反应器并从上部离开。烟气和氢氧化钙以及返回产品气流，在通过反应器下部文丘里管时，受到气流的加速而悬浮起来，形成流化床，烟气和颗粒之间不断摩擦、碰撞，强化了气固之间的传热、传质反应。通过向反应器内喷水，使烟气温度冷却并控制在70℃左右，达到最佳的反应温度与脱硫效率。与烟气接触发生化学反应剩下的烟尘和烟气一起离开反应器并进入下游的布袋除尘器。经过布袋除尘器净化后的烟气经增压风机和出口挡板门后排入210m高度烟囱。国内干法脱硫工艺多运用在脱硫效率不超过95%的300MW及以下容量机组上。
三、投资及运行费用比较
近几年来，湿法脱硫工艺得到快速发展，工艺流程简化，设备不断国产化，价格大大降低。目前湿法脱硫设备投资费用与干法脱硫已基本持平，甚至还略低于干法脱硫。有关资料显示，循环流化床干法脱硫，投资总额约为13020万元；石灰石-石膏湿法脱硫，投资总额约为13480万元。运行费用比較：循环流化床干法脱硫，年运行成本为1058.2万元；石灰石-石膏湿法脱硫，投资总额1358.3万元。但若将与脱硫工艺相关的设备（引风机和烟囱）费用计入，干法脱硫可比湿法脱硫节省投资约为460万元，运行费用干法脱硫比湿法脱硫每年可节省约300万元。
四、工艺参数和技术特点比较
以某电厂新建2×300MW级机组为例，方案一采用循环流化床干法脱硫，吸收剂采用生石灰消化制得；方案二采用石灰石-石膏湿法脱硫，吸收剂采用石灰石粉，不设增加风机和GGH。脱硫效率均为90%，脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉BMCR工况时的100%烟气量，采用一炉一塔。除尘器入口主要烟气参数如下：（1）烟气温度：123.7℃；（2）烟气量：1205927Nm3/h（标态，干基，α=1.403）；（3）烟气SO2浓度：1110mg/Nm3。湿法脱硫约占电厂脱硫装机总容量的80%以上，由于其工艺成熟，脱硫效率高，运行可靠，吸收剂易获得，副产品石膏综合利用好，对电厂燃煤含硫量变化具有良好的适应性。干法脱硫系统简单，无脱硫废水产生，适用于缺水或取水受限制地区，但吸收剂要求较高，较难获得，副产品脱硫灰难以得到综合利用。
五、结论
第一，新建2×300MW机组，干法脱硫可比湿法脱硫节省投资约460万元，干法脱硫比湿法脱硫每年可节省运行费用约300万元。
第二，湿法脱硫工艺技术成熟，脱硫效率高，运行可靠，吸收剂易获得，副产品石膏综合利用好，对电厂燃煤含硫量变化具有良好的适应性，适合大、中、小各类机组的烟气脱硫治理，尤其适合大容量、大机组的烟气脱硫治理。
第三，干法脱硫系统简单，无脱硫废水产生，适用于缺水或取水受限制地区，但吸收剂要求较高，较难获得，副产品脱硫灰难以得到综合利用，适合中低硫煤、300MW及以下机组、老机组脱硫改造。
第四，在满足环保要求的前提下，湿法脱硫和干法脱硫均为可行的300MW级燃煤机组烟气脱硫方案，各电厂可根据自身的实际状况和条件，从实际出发，因地制宜地进行治理，将总投资、运行费用、占地面积、脱硫率、副产物的处置和可利用性等方面进行综合和全面考虑。
参考文献
[1] 宋海民.对于循环流化床锅炉技术的应用推广的探讨[J].科技创业家，2014（04）.
[2] 彭皓等，《循环流化床干法烟气脱硫技术在临沂电厂的应用》，能源工程，2008（1）.
[关键词]燃煤机组；循环流化床干法脱硫；石灰石-石膏湿法脱硫；
中图分类号：S336 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）26-0359-01
循环流化床干法脱硫和石灰石-石膏湿法脱硫是当前300MW级火力发电机组常用的两种脱硫工艺，本文简单介绍了两种脱硫方法的工艺原理和流程，并以新建2×300MW机组为例，对两种脱硫工艺的技术特点和投资运行费用进行比较。
一、石灰石-石膏湿法脱硫工艺
石灰石-石膏湿法脱硫技术特点石灰石-石膏脱硫工艺采用Ca（OH）2或者CaCO3粉末的料浆来除去SO2，因为这种方法脱硫效率高、稳定性好、投资也比较低。为了改进其工艺对SO2的吸附效果，许多学者对钙基吸附剂进行改性，从而对其吸附效果进行了改进。Lee等把硫酸钙、氧化钙和粉煤灰通过水合作用合成活性比较高的烟气脱硫吸附剂。通过两种人工智能算法（神经网络和遗传运算法则），给出了吸附剂合成的完整模型和最优化方法，使其吸附剂的吸附容量达到62.2m2/g。Lee等采用钙基的吸附剂，使其在不同实验条件下进行烟气脱硫实验，并说明了烟气中氮氧化物和氧气在烟气脱硫过程中所产生的协同作用。Dahlan等采用RHA将CaO改性，并研究了采用RHA改性后的吸附剂对脱硫活性的影响因素。研究结果表明，在吸附剂的制备过程中，RHA的量、CaO的量、两者量的比及水合阶段是影响吸附剂脱硫活性的关键因素。除此之外，吸附剂的物理性质如孔径分布和表面形态也是影响脱硫活性的重要因素。IrvanDahlan等分别采用NaOH、CaCl2、LiCl、NaHCO3、NaBr、BaCl2、KOH、K2HPO4、FeCl3和MgCl2作为RHA/CaO吸附剂的填加剂，来提高RHA/CaO对SO2的吸附量，实验结果表明，大多数的填加剂都可以提高RHA/CaO吸附剂的吸附效率，其中以NaOH处理后的吸附剂的吸附容量最大。石灰石-石膏湿法的原理脱硫系统中发生的主要化学反应是：
吸附剂：SO2+H2O→H2SO3
CaCO3+2H2SO3→Ca（HSO3）2+CO2（g）+H2O
反应器：Ca（HCO3）2+O2+2H2O→CaSO4·2H2O（s）+H2SO4
CaCO3+H2SO4+H2O→CaSO4+2H2O+CO2（g）
脱硫后的烟气依次经过除雾器除去雾滴，加热器加热后排放。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆的循环利用，脱硫吸收剂的利用率高。此法Ca/S低（一般不超过1.03），脱硫效率高（可达到95%以上），适用于任何煤种的烟气脱硫。脱硫产生的副产品为二水硫酸钙（石膏），能作为水泥缓凝剂，亦可用于生产纸面石膏板，粉刷石膏，石膏砌块等。根据300MW级机组特点及目前湿法脱硫发展趋势，湿法脱硫系统按取消增压风机和GGH考虑，其工艺系统主要由烟气系统、吸收塔系统、制浆系统、工艺水系统及脱水系统等组成。
二、循环流化床干法脱硫（CFB-FGD）工艺
循环流化床脱硫工艺采用干态的消石灰作为吸收剂，通过二氧化硫与粉状消石灰氢氧化钙在Turbosorp反应器内发生反应，去除烟气中的SO2，通过吸收剂的多次再循环，延长吸收剂与烟气的接触时间，提高烟气脱硫效率。锅炉炉膛燃烧后的烟气通过空气预热器出口，进入静电除尘器ESP预除尘。经过静电除尘预除尘之后，烟气从锅炉引风机后的主烟道上引出从底部进入Turbo反应器并从上部离开。烟气和氢氧化钙以及返回产品气流，在通过反应器下部文丘里管时，受到气流的加速而悬浮起来，形成流化床，烟气和颗粒之间不断摩擦、碰撞，强化了气固之间的传热、传质反应。通过向反应器内喷水，使烟气温度冷却并控制在70℃左右，达到最佳的反应温度与脱硫效率。与烟气接触发生化学反应剩下的烟尘和烟气一起离开反应器并进入下游的布袋除尘器。经过布袋除尘器净化后的烟气经增压风机和出口挡板门后排入210m高度烟囱。国内干法脱硫工艺多运用在脱硫效率不超过95%的300MW及以下容量机组上。
三、投资及运行费用比较
近几年来，湿法脱硫工艺得到快速发展，工艺流程简化，设备不断国产化，价格大大降低。目前湿法脱硫设备投资费用与干法脱硫已基本持平，甚至还略低于干法脱硫。有关资料显示，循环流化床干法脱硫，投资总额约为13020万元；石灰石-石膏湿法脱硫，投资总额约为13480万元。运行费用比較：循环流化床干法脱硫，年运行成本为1058.2万元；石灰石-石膏湿法脱硫，投资总额1358.3万元。但若将与脱硫工艺相关的设备（引风机和烟囱）费用计入，干法脱硫可比湿法脱硫节省投资约为460万元，运行费用干法脱硫比湿法脱硫每年可节省约300万元。
四、工艺参数和技术特点比较
以某电厂新建2×300MW级机组为例，方案一采用循环流化床干法脱硫，吸收剂采用生石灰消化制得；方案二采用石灰石-石膏湿法脱硫，吸收剂采用石灰石粉，不设增加风机和GGH。脱硫效率均为90%，脱硫装置的烟气处理能力为相应锅炉BMCR工况时的100%烟气量，采用一炉一塔。除尘器入口主要烟气参数如下：（1）烟气温度：123.7℃；（2）烟气量：1205927Nm3/h（标态，干基，α=1.403）；（3）烟气SO2浓度：1110mg/Nm3。湿法脱硫约占电厂脱硫装机总容量的80%以上，由于其工艺成熟，脱硫效率高，运行可靠，吸收剂易获得，副产品石膏综合利用好，对电厂燃煤含硫量变化具有良好的适应性。干法脱硫系统简单，无脱硫废水产生，适用于缺水或取水受限制地区，但吸收剂要求较高，较难获得，副产品脱硫灰难以得到综合利用。
五、结论
第一，新建2×300MW机组，干法脱硫可比湿法脱硫节省投资约460万元，干法脱硫比湿法脱硫每年可节省运行费用约300万元。
第二，湿法脱硫工艺技术成熟，脱硫效率高，运行可靠，吸收剂易获得，副产品石膏综合利用好，对电厂燃煤含硫量变化具有良好的适应性，适合大、中、小各类机组的烟气脱硫治理，尤其适合大容量、大机组的烟气脱硫治理。
第三，干法脱硫系统简单，无脱硫废水产生，适用于缺水或取水受限制地区，但吸收剂要求较高，较难获得，副产品脱硫灰难以得到综合利用，适合中低硫煤、300MW及以下机组、老机组脱硫改造。
第四，在满足环保要求的前提下，湿法脱硫和干法脱硫均为可行的300MW级燃煤机组烟气脱硫方案，各电厂可根据自身的实际状况和条件，从实际出发，因地制宜地进行治理，将总投资、运行费用、占地面积、脱硫率、副产物的处置和可利用性等方面进行综合和全面考虑。
参考文献
[1] 宋海民.对于循环流化床锅炉技术的应用推广的探讨[J].科技创业家，2014（04）.
[2] 彭皓等，《循环流化床干法烟气脱硫技术在临沂电厂的应用》，能源工程，2008（1）.