硫化堿法燃煤（油）鍋爐煙氣脫硫技術經濟分析
摘要：介紹一種以收益為目標的脫除燃煤（油）鍋爐煙氣二氧化硫技術工藝，將脫硫轉變為高價值產品的制備，創造財富。
關鍵詞：硫化堿法燃煤鍋爐，工業爐窯，脫硫收益
引言：廣東省政府制定了《廣東省藍天工程計劃》，其目標是至2005年，全省煙塵、粉塵和二氧化硫等污染物排放總量比2000年削減20％，全省城市環境空氣質量達到國家規定的功能區環境空氣質量標準，酸雨污染狀況得到初步控制。到2010年全省煙塵、粉塵和二氧化硫等污染物排放總量比2000年有明顯減少，城市環境空氣質量比2005年進一步改善，酸雨污染得到有效控制。
一、概述
華南理工大學1998年起研究硫化堿脫除工業廢氣二氧化硫，獲國家發明專利，專利號為：ZL00117116.X。
我公司旨在產業化推廣專利技術，2000年聯合佛山華新包裝股份公司，在佛山華豐紙業有限公司進行工業試驗，通過鑒定后，正設計建設處理兩臺50噸燃煤鍋爐，除塵后的煙氣脫硫，以達到減少二氧化硫排放，產出硫代硫酸鈉，消化治理成本，改善工廠生產環境，達成創建清潔工廠的綜合目標。
基于佛山華豐紙業有限公司試驗，本文對現有火電廠，工業爐窯應用本技術工藝，以130噸鍋爐為例，進行技術經濟分析，以供尋求燃煤、燃油煙氣二氧化硫治理方案的用戶選擇。
二、國內燃煤鍋爐煙氣脫硫的技術現狀和發展趨勢
2.1國內燃煤鍋爐煙氣脫硫的技術現狀
目前國際上已實現工業應用的燃煤鍋爐煙氣脫硫技術主要有：(1)濕法脫硫技術，占85％左右，其中石灰一石膏法約占36.7％，其它濕法脫硫技術約占48.3％；(2)荷電干吸收劑噴射法（CDSl）脫硫工藝技術；(3)噴霧干燥脫硫技術，約占8.4％；(4)爐內噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝技術（LIFAC）等，這些研究與試驗對于中國燃煤電廠（站）鍋爐煙氣脫硫工作的全面開展奠定了基礎。中國燃煤鍋爐煙氣脫硫其主要方法及應用如下：
2.1.1濕式石灰石—石膏法工藝技術
該法使用石灰石作為吸收劑，副產品是脫硫石膏。該法具有脫硫效率高（≥95％），Ca/S比低（1.03~1.05），能適用于任何煤種，可用率達99％以上，脫硫副產品可以用于建材生產等優點。
“七·五”期間重慶珞璜電廠引進了日本三菱重工業公司2x360MW機組相配套的兩套濕式石灰石-石膏回收法煙氣脫硫裝置，建成了大型電站鍋爐煙氣脫硫示范工程。該工程外匯部分投資額為3460萬美元，國內配套工程和石灰石礦及磨粉廠投資700萬人民幣。應用上述脫硫工藝最多的國家是日本、德國和美國。
2.1.2荷電干吸收劑噴射法（CDSl）脫硫工藝技術
該方法是在鍋爐出口煙道的適當位置，噴入干的帶靜電荷的消石灰（吸收劑）粉末，使消石灰在煙道中與煙氣中的S02反應生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，脫硫效率可達70％~80％，該工藝技術已在我國山東德州熱電廠75T/h煤粉爐和杭州鋼鐵廠熱電廠35T/h鍋爐各建成了一套裝置以及廣州造紙廠3x220T/h燃煤鍋爐建成了一套脫硫裝置。脫硫效率約70~75％。其主要問題對消石灰的純度要求較高，貨源較為緊張，而且投資與前述方法相比雖略低，但仍偏高。
2.1.3噴霧干燥法煙氣脫硫工藝技術
該方法按其霧化器形式分為旋轉噴霧和雙流體噴嘴噴霧。前者多作大、中型電站鍋爐煙氣脫硫，脫硫劑為生石灰或消石灰，副產品為亞硫酸鹽。目前采用該工藝技術的有在四川自馬電廠建立的一套處理70000Nm3/h的高硫煤煙氣脫硫中試裝置，山東黃島電廠也建立一套處理300000Nm3/h煙氣量的脫硫裝置，脫硫率達70％。
2.1.4爐內噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝技術(LIFAC)
爐內噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝屬燃燒中脫硫技術，是在爐內噴鈣基礎上，為了提高其脫硫效率，在鍋爐尾部增設了增濕活化器，采用的吸收劑一般為石灰石粉。最終反應生成亞硫酸鈣。其脫硫效率增至65~75％。南京下關電廠引進了該法的全套技術，配置于12.5MW機組，設計脫硫效率為75％，原計劃于1997年投入運行。
2.1.5循環流化床鍋爐脫硫工藝技術
循環流化床鍋爐是迅速發展起來的一種新型燃燒技術，也屬于爐內燃燒過程中脫硫。鍋爐燃燒溫度控制在850℃左右，能有效地控制S02和氮氧化物的排放量。脫硫率可達90％左右。國內已相繼有35T/h、75T/h的循環流化床鍋爐投入運行。四川內江電廠也引進了芬蘭的410T/h循環流化床鍋爐。
2.1.6有機胺循環法脫硫工藝技術
該方法吸收劑為有機胺，是加拿大Turbotak公司的專利產品，屬濕式脫硫技術。
煙氣首先進入洗滌器，洗滌器內用水噴霧，使煙氣絕熱冷卻至飽和，在此除去煙塵、HCL、H2S04及其它酸性氣體。然后通過除霧再進入吸收器，把吸收劑用噴嘴霧化，噴入吸收器內完成S02的吸收。洗滌器和吸收器內的噴嘴及霧化關鍵技術，這也是Turbotak公司的專利。該法在國外已有工業應用，在國內尚無實例。
2.1.7其它
除上述應用于大型電站鍋爐的煙氣脫硫技術之外，還有磷銨合肥法煙氣脫硫（PAFP）法、海水脫硫法、電子束照射法排煙脫硫，該法已在成都熱電廠進行工業性試驗，設計處理煙氣量為300000Nm3/h，脫硫率80％。
2.2燃煤鍋爐煙氣脫硫發展趨勢
目前，中國大中小型燃煤鍋爐煙氣脫硫除塵部分除就近采用廢堿液脫硫以廢治廢外，大部分鍋爐均采用濕式脫硫（FGD）法，而且脫硫和除塵同時進行。從理論上分析，只有氣液或氣固二相流動的煙氣脫硫技術較好，因為二相流動相對而言控制容易，脫硫產物也易于分離。但煙氣脫硫通常存在富液難以處理、沉淀、結垢以及堵塞、腐蝕、磨損等問題。這些問題解決不好，便會造成二次污染，運轉效率低下。濕法脫硫除了以上技術問題以外，還有幾點這樣那樣的問題，主要有：副產品單一、價格低廉（如石膏、液態二氧化硫、硫氨等）；綜合利用不高：投資大、運行費用偏高等。
綜觀國內現階段的各種煙氣脫硫技術，雖然它們對于減輕二氧化硫工業煙氣污染起到了一定的積極作用，但由于這些方法在吸收劑的供應和副產品的銷路方面存在問題，只能單純的解決二氧化硫污染問題，綜合效益差，工業實施過程中會帶來成本的增高，工廠采用這些脫硫方法往往是被動的。現有能夠工業化的脫硫方法所能得到的副產品銷路有限，價格低廉，有的干脆棄用使大氣污染物變為固體污染物，從而引發二次污染，致使大多工廠仍采用不加任何處理的直接排放，造成二氧化硫排放量一直居高不下，所以尋求一種脫硫效率高、運行費用低、副產品價格高、銷路好的新型脫硫方法也是當務之急。
值得慶幸，基于華南理工大學的基礎研究，伊佩克環保產業有限公司和佛山華新包裝股份開發的一種新型的脫硫方法，利用硫化堿作為原料吸收二氧化硫工業煙氣并制成具有較高附加值的五水硫代硫酸鈉，在佛山華豐紙業有限公司中試以及在燃油鍋爐的平行試驗中取得成功，該工藝副產品具有巨大的經濟的效益，從而使工業尾氣的治理改變投入巨大，經濟效益低的局面，使眾多企業在煙氣治理中得到收益，調動其尾氣治理的積極性和主動性，為我國含硫煙氣治理在技術上提供新的途徑。
省科技廳2001.3.27批準了科技成果鑒定。認為：①脫硫效率高。對二氧化硫的脫除率一般均在91%以上，且不會出現常見的堵塔現象。②脫硫過程所產生的副產品硫代硫酸鈉（大蘇打）有很好的市場前景和較高的經濟價值，使運行過程有較好的綜合效益。③大大減少了二次污染。該體系被設計為閉路循環體系，除排出少量的過濾廢渣外，出現其它二次污染的可能性很少。
該技術可用于燃煤、燃油等排放二氧化硫廢氣的工礦企業，具有廣闊的應用前景，達到國內的先進水平。建議進一步完善和優化各種運行參數。
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