火電廠脫硫工藝的選擇

1、1 技術(shù)成熟度為確保電廠安全生產(chǎn)，選擇脫硫方式對(duì)技術(shù)成熟度的要求較高，目前已在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的主要脫硫工藝的技術(shù)成熟情況如下。由于其在國(guó)外得到的廣泛應(yīng)用，尤其是在大機(jī)組上的大量成功應(yīng)用實(shí)例，以及在國(guó)內(nèi)華能珞磺電廠的實(shí)際運(yùn)用(360 MW 機(jī)組通過(guò)簽證驗(yàn)收)，技術(shù)成熟度當(dāng)屬最高。該法也是一種成熟的工藝，尤其我國(guó)70 年代為利用劣質(zhì)煤而曾應(yīng)用在小機(jī)組上，但尚缺乏在大機(jī)組上的應(yīng)用實(shí)例。目前國(guó)內(nèi)最大的流化床在四川內(nèi)江高壩電廠，還存在一些問(wèn)題，但通過(guò)技改應(yīng)能解決。3N 煙氣量試驗(yàn)處理裝置已獲國(guó)家驗(yàn)收通過(guò)，并已下文，推薦在50 MW 以下機(jī)組上使用該技術(shù)，但目前山東黃島電廠的300 000 m 3N 煙氣量試

2、驗(yàn)處理裝置則尚有一些問(wèn)題。這是一種較為成熟的技術(shù)，本省下關(guān)電廠脫硫設(shè)備應(yīng)用了該法，目前運(yùn)行正常。3N 煙氣量試驗(yàn)處理裝置已通過(guò)驗(yàn)收，但還存在一定問(wèn)題，離工業(yè)化仍有一定距離。國(guó)外該法也處于試驗(yàn)階段。盡管?chē)?guó)內(nèi)四川的豆壩電廠5 000 m3N 煙氣量試驗(yàn)處理裝置已通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，比國(guó)外活性炭工藝技術(shù)上有一定進(jìn)步，但畢竟規(guī)模較小，技術(shù)上尚不是很成熟。國(guó)外的活性炭吸附脫硫工藝已經(jīng)達(dá)到商業(yè)化階段。選擇脫硫方式要因地制宜，考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，并兼顧目前情況和今后發(fā)展趨勢(shì)。以目前實(shí)際情況分析，本省電力公司 兩控區(qū)” SO2HE放超標(biāo)電廠不可能同時(shí)都上脫硫裝置，再根據(jù)國(guó)家電力公司信息，300 MW 以上機(jī)組推廣脫硫

3、的機(jī)會(huì)較大。對(duì)應(yīng)本省實(shí)際情況，省電力公司所屬300 MW 以上機(jī)組集中在諫壁電廠。在總量控制的前提下：諫壁電廠若用以前硫分為 1.65%的燃煤， 須對(duì) 3 臺(tái) 300 MW 機(jī)組進(jìn)行脫硫，脫硫效率95%以上才能達(dá)標(biāo)；若用硫分為 1%的燃煤，須對(duì) 2臺(tái) 300 MW 機(jī)組進(jìn)行脫硫，脫硫率80以上即可達(dá)標(biāo)?？紤]到燃煤含硫量不穩(wěn)定，因此本省300 MW 以上機(jī)組最好選擇脫硫率90以上的脫硫工藝。目前本省主要是中低硫煤，燃煤含硫量在0.52%2.2%,這種情況下對(duì)中小鍋爐一般可以選擇脫硫率 70%以上的脫硫工藝。在滿足脫硫率要求的前提下，應(yīng)考慮脫硫原材料價(jià)格(含運(yùn)輸成本)，江蘇石灰石價(jià)格較低， 因此投

4、加石灰石脫硫的運(yùn)行費(fèi)用較低，一般脫硫方法均可采用石灰石。但旋轉(zhuǎn)噴霧法使用的是石灰，成本較高。電子束法原料是純氨，必需附近有生產(chǎn)氨的化工廠。(1) 硫銨：硫銨適用于堿性土壤，對(duì)酸性土壤則不宜施用，因此結(jié)合江蘇省實(shí)際情況，可在蘇北鹽堿地地區(qū)選用電子束氨法等生產(chǎn)硫銨的脫硫工藝，由于硫銨可用于鹽堿地改造，則副產(chǎn)品銷(xiāo)路可能較好。(2) 石膏： 盡管有些地區(qū)如四川省的石膏銷(xiāo)路不好，但江浙一帶建筑業(yè)發(fā)達(dá)，石膏板材需求量大，本地石膏生產(chǎn)量又較小，石膏銷(xiāo)路較好。如半山電廠正在建設(shè)，就已有廠商上門(mén)要求聯(lián)營(yíng)生產(chǎn)石膏板。蕪湖、 上海地區(qū)的石膏板生產(chǎn)廠家已經(jīng)到江蘇省電力公司要求購(gòu)買(mǎi)脫硫石膏， 可見(jiàn)江蘇省大機(jī)組上濕法脫硫

5、副產(chǎn)品石膏會(huì)有一定銷(xiāo)路。目前雖然華能珞磺電廠生產(chǎn)的石膏純度不夠，但據(jù)介紹并不影響使用，因?yàn)槭喟逯饕糜诟舭?，外面仍然要用涂料。另?yè)?jù)德國(guó)STEAG 公司介紹，為提高石膏純度，他們計(jì)劃用生石灰代替石灰石，同時(shí)還可以節(jié)省能耗和設(shè)備投資，因此石膏的純度不夠是可以克服的，但提高石膏純度同時(shí)會(huì)帶來(lái)原料價(jià)格升高。(3) 磷銨復(fù)肥：活性炭磷銨復(fù)肥法的原料為糠醛碳，較為易得。而副產(chǎn)品為磷銨復(fù)肥，銷(xiāo)路較廣(生產(chǎn)副產(chǎn)品需要附近有磷礦石和生產(chǎn)氨的化工廠)。 100 MW 機(jī)組上采用脫硫硫酸制取硫酸亞鐵，由于電廠本身需用大量硫酸亞鐵作為凈水劑，銷(xiāo)路不成問(wèn)題。(4) 其它副產(chǎn)品：旋轉(zhuǎn)噴霧法、爐內(nèi)噴鈣法、流化床法的副產(chǎn)品

6、則利用較難，要占用大量場(chǎng)地堆放。至于脫硫產(chǎn)生的廢水排放，由于現(xiàn)在電廠一般都有工業(yè)廢水處理裝置，稍作改動(dòng) 即可處理脫硫廢水，因此問(wèn)題不大。經(jīng)濟(jì)成本可分投資成本和運(yùn)行成本兩部分，其大小根據(jù)各電廠的具體情況決定，比如：有的電廠位于山地，交通不便，費(fèi)用中包括山地平整及建路的費(fèi)用；同一種工藝還存在設(shè)備選型不同造成的費(fèi)用差異，同一電廠不同來(lái)源的數(shù)據(jù)也可能出現(xiàn)不同。因此， 要精確地比較各種工藝的經(jīng)濟(jì)成本較困難，只能進(jìn)行模糊分析。由于國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)較為混亂不全，而目前脫硫設(shè)備基本是從國(guó)外進(jìn)口，因此投資成本依據(jù)國(guó)外有關(guān)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可比性較大（但也只能作為定性參考）：如以石灰石/石膏濕法為100，則：旋轉(zhuǎn)噴霧法約為

7、80；爐內(nèi)噴鈣LIFAC 法約30；電子束法約為105；活性炭法約為125 （與國(guó)內(nèi)PAFP 法有很大的不同）； 流化床法則較難比較，因?yàn)槠涿摿虬l(fā)生在鍋爐內(nèi)，外加設(shè)備較少，但總投資較高。由于國(guó)內(nèi)的情況與國(guó)外差別較大，因此采用國(guó)內(nèi)脫硫工藝費(fèi)用的數(shù)據(jù)，對(duì)今后應(yīng)用更具實(shí)用價(jià)值。以石灰石/石膏濕法為100（均不考慮副產(chǎn)品利用），則：旋轉(zhuǎn)噴霧法約90，爐內(nèi)噴鈣LIFAC 法約70，電子束法約為145%，活性炭PAFP 法約為 160，流化床法約為 45。如果副產(chǎn)品都能利用，并按其預(yù)計(jì)價(jià)格賣(mài)出，則石灰石/石膏濕法運(yùn)行成本可基本被抵銷(xiāo)（根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)），電子束法運(yùn)行成本可下降到原來(lái)的35，活性炭PAFP 法運(yùn)

8、行成本可被抵銷(xiāo)并有少量盈余。由于進(jìn)口設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，可以直接降低設(shè)備投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，提高設(shè)備維修可靠性，且有利于民族工業(yè)的發(fā)展，因此也是一個(gè)應(yīng)重要考慮的方面。石灰石/石膏濕法是目前脫硫裝置的關(guān)鍵設(shè)備，諸如再循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)、真空皮帶脫水機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)，吸收塔內(nèi)部裝置、控制系統(tǒng)、閥門(mén)等還需進(jìn)口，其余均可國(guó)產(chǎn)。電子束法除了電子束包括電源部分是日本進(jìn)口以外，其余均為國(guó)內(nèi)制造。流化床法的鍋爐和控制系統(tǒng)進(jìn)口。旋轉(zhuǎn)噴霧法、活性炭PAFP 法則基本國(guó)產(chǎn)。脫硫工藝應(yīng)適當(dāng)考慮其可擴(kuò)展性，如目前以脫硫?yàn)橹?，最好今后可通過(guò)加裝裝置脫氮；再則，如目前脫硫率在70左右的，可考慮加裝二級(jí)脫硫裝置使脫硫率達(dá)到90以上，以便

9、環(huán)保要求進(jìn)一步提高時(shí)，能跟得上形勢(shì)的需要。這方面，石灰石/石膏濕法可以通過(guò)加裝裝置脫氮，電子束法、PAFP 法、流化床法本身就有脫氮功能，只要稍作調(diào)整就可以脫氮。其中，PAFP法一級(jí)裝置脫硫率為 70%80%,據(jù)稱調(diào)整運(yùn)行周期后也可達(dá)到90%,加裝二級(jí)裝置則肯定可達(dá)90以上。我省今后選擇脫硫工藝，應(yīng)優(yōu)先選擇能用在300 MW 以上機(jī)組的工藝，技術(shù)成熟度要高，脫硫原料價(jià)格較低廉，脫硫率應(yīng)能達(dá)到90%95%,副產(chǎn)品在本省可以得到利用。目前能滿足上述要求的只能是石灰石/石膏濕法脫硫或海水脫硫，但海水脫硫受地理?xiàng)l件局限很大，因此石灰石/石膏濕法脫硫應(yīng)是首選技術(shù)。今后石灰石/石膏濕法脫硫在脫硫工藝中的地

10、位就和目前電除塵器在煙氣除塵工藝的地位相近。而其它脫硫工藝如電子束法、流化床法、PAFP法、旋轉(zhuǎn)噴霧法、爐內(nèi)噴鈣法就相當(dāng)于現(xiàn)在旋風(fēng)除塵、水膜除塵、布袋除塵的地位，將主要用于中小機(jī)組，根據(jù)電廠各自不同的特點(diǎn)予以選擇。（1） 蘇北地區(qū)可考慮在電子束脫硫工藝成熟后發(fā)展電子束脫硫，同時(shí)可以脫氮，副產(chǎn)物化肥硫銨又可用于當(dāng)?shù)佧}堿地改造，應(yīng)該能有一定銷(xiāo)路。（2） 旋轉(zhuǎn)噴霧法則似乎沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，投資、運(yùn)行費(fèi)用雖然比石灰石/石膏濕法脫硫低一些，但低得不是太多，原材料為石灰較貴，且副產(chǎn)品不能利用。（3） 如果要降低投資，可采用簡(jiǎn)易濕法，或象珞璜電廠二期那樣搞部分煙氣脫硫，脫硫率盡管有所下降，但也能達(dá)到80的脫硫率

11、，與旋轉(zhuǎn)噴霧法持平，投資成本分別為石灰石/石膏濕法脫硫的60及88，低于或接近旋轉(zhuǎn)噴霧法，運(yùn)行成本也與旋轉(zhuǎn)噴霧法相差無(wú)幾，而技術(shù)上則更為成熟可靠。（4） 另一種值得重視的脫硫工藝是流化床法，尤其是增壓流化床（PFBC） ，因?yàn)槟壳昂芏嘈C(jī)組使用年限較長(zhǎng)，且面臨關(guān)、停的命運(yùn)。而PFBC 電廠具有占地小，環(huán)境保護(hù)性能高等優(yōu)點(diǎn)，適用于老機(jī)組的改造，尤其是將退役老機(jī)組改造應(yīng)優(yōu)先考慮采用PFBC,因?yàn)殡姀S中汽輪發(fā)電機(jī)組的壽命比鍋爐長(zhǎng)，因此當(dāng)鍋爐報(bào)廢后，可用 PFBC 鍋爐島 (包括燃?xì)廨啓C(jī)部分)替代原有電廠，并利用電廠原有的其它設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造，使老電廠重新具有生命力。PFBC結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，幾乎不需要增加占地，且電廠出力增加20左右。改造后的PFBC電廠可保留1/3原有設(shè)備，相對(duì)于新建機(jī)組投資約可節(jié)約20%40%。改造后的電廠出力提高、煤耗降低、SO 2 和 NO X 的排放也大為降低。今后老電廠小機(jī)組主要是起調(diào)峰作用，而 PFBC 在這方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，因此值得考慮。（5） 爐內(nèi)噴鈣法也可考慮，主要是其投資和運(yùn)行成本均較低，在我省燃煤主要為中低硫煤的前提下，使用較適合，且下關(guān)電廠