随着经济建设的迅速发展,环境大气污染防治成为一个重要问题。我国二氧化硫的排放中,火电厂烟气排放约占一半。自2000年始,国家制订了《两控区酸雨和二氧化硫污染防治"十五"计划》,在酸雨控制区和二氧化硫控制区(两控区)内,将削减二氧化硫排放总量控制的重点放在火电厂污染上,采取了一系列措施。
我国大部分电厂都是火力发电厂,其中以燃煤为主。煤可以分为三类:燃烧前、燃烧中、燃烧后。燃烧,原名煤炭脱硫,主要包括煤炭洗选、化学脱硫和煤炭转化。燃烧称为炉内脱硫,主要包括循环流化床和炉内燃烧脱硫等。燃烧后脱硫又称烟气脱硫,根据脱硫介质的温度可分为湿法、干法和半干法。目前火电厂采用的主流脱硫方式是烟气脱硫。其石灰石石膏主要用于燃煤时的烟气脱硫。下面介绍循环流化床脱硫和石灰石-石膏湿法烟气脱硫。
循环流化床脱硫(CFB-FGD)-洁净煤燃烧技术:燃烧过程中的脱硫。具有使用可燃劣质煤、调峰能力强、掺石灰石脱硫、控制炉温减少氮氧化物排放等特点。烟气从吸收塔底部进入,进入文丘里装置,与极细的石灰粉加速混合,在塔内反应生成亚硫酸钙。含有大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出,进入电收尘器或袋式收尘器回收利用,其中大部分颗粒被分离出来,通过中间仓返回吸收塔,如此循环多次。当塔内烟气和颗粒向上运动时,一部分会回流,形成强烈的内部湍流,增加接触和反应时间,提高吸收剂利用效率和脱硫效率,减轻除尘器负荷。塔底烟气应注入一定量的水,以降低烟气温度,增加烟气湿度,这是提高脱硫效率的关键。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD):燃烧后FGD。石灰石-石膏湿法脱硫工艺是世界上最成熟、应用最广泛的脱硫工艺。石灰石粉加水制成浆液,作为吸收剂泵入吸收塔,与烟气充分接触混合。烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙和从塔下部吹入的空气体反应生成硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后结晶形成二水石膏。吸收塔排出的石膏浆液经浓缩脱水,使其含水量小于10%,然后由输送机送至石膏仓库堆放。脱硫后的烟气经过除雾器去除雾滴,再经过热交换器加热,再通过烟囱排入大气。由于吸收塔内的吸收剂浆液通过循环泵与烟气反复接触,吸收剂利用率高,钙硫比低,脱硫效率可大于95%。目前95%以上的燃煤锅炉采用这种方法脱硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技术手段。