(3)总量控制和按排污量收费要求。我国目前对二氧化硫实施总量控制,这要求脱硫设施有更高的脱硫效率。我国的排污收费原则是排污即收费,《排污费征收标准管理办法》规定每排放一污染当量的二氧化硫征收0.6元。
(4)可靠性要求。国家环保部环办[2010]91号文明确要求火电企业铅封或取消烟气旁路,以提高脱硫设施的利用率。这对脱硫装置的运行可靠性提出了更加高的要求。没有大型工程化的业绩、没有连续稳定运行可靠数据的脱硫工艺也难以得到市场认可。
(5)循环经济要求。发展循环经济将是我国今后长期的经济发展之路。脱硫工艺的选择应在去除二氧化硫的同时,尽可能的避免或减少产生二次污染,实现副产物资源化和综合利用将是对脱硫工艺的更加高的要求和技术发展趋势。大量产生固废的脱硫工艺不符合循环经济的要求,将在某些特定的程度上受到制约。
总之,脱硫效率更加高、运行更可靠、符合循环经济要求的脱硫工艺技术才能全面满足“十二五”新形势要求。
我国上世纪70年代中期就开始了控制二氧化硫排放的工艺技术探讨研究,通过三十多年的自主研发与引进,国内已经投入工业运行的脱硫工艺技术多达几十种。
脱硫工艺根据脱硫剂形态分为干法、半干法及湿法。干法和半干法具有投资省、占地面积少和耗水量少的特点,在中小型燃煤锅炉领域占据一定的市场占有率。但其脱硫效率通常不高于90%,因此,针对国家日趋严格的排放要求,其市场空间受到限制,只适用于较低的燃煤硫含量的条件。
湿法脱硫能够达到95%以上的脱硫效率,是目前世界上应用最为广泛的脱硫技术。根据脱硫剂的性质,湿法可分为石灰石-石膏法、氨法、镁法、海水法等。
截至2010年底,全国燃煤电厂烟气脱硫机组容量达5.6亿千瓦,烟气脱硫机组占煤电机组的比例约为86%。目前,火电厂烟气脱硫方法以石灰石—石膏法为主,在已投运的30万千瓦及以上的烟气脱硫机组中,石灰石—石膏法占92%,其余脱硫方法只占了约8%,具体比例见图1。
石灰石-石膏法主要利用送入吸收塔的吸收剂——石灰石浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与吸收剂浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气中的氧气发生化学反应,生成二水硫酸钙即石膏。从原理上不难得知,该脱硫工艺的核心部分是脱硫反应塔。根据吸收塔的不同,石灰石烟气湿法脱硫工艺主要可大致分为以下四类:喷淋塔工艺,鼓泡塔工艺、液注塔工艺,填料塔工艺。脱除二氧化硫的全过程在吸收塔系统内完成,主要发生的化学反应如式(1)~(3)所示。湿式石灰石—石膏法脱硫虽然解决了大气中的二氧化硫污染,但却产生了大量的工业副产品—脱硫石膏,带来了新的环境污染问题。2010年,我国燃煤电厂采用石灰石—石膏法产生的副产品脱硫石膏约5230万吨。截止2010年底,燃煤电厂脱硫石膏仍有库存近8000万吨。
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