中小型鍋爐選擇脫硫技術應注意的若干問題探討
一、前言
我國大氣污染以煤煙型為主，首要污染物是二氧化硫。我國二氧化硫年排放量2000萬噸以上，居世界首位。主要由二氧化硫排放所致的硫酸型酸雨污染危害面積達國土面積30％，全國因此每年損失上千億元。二氧化硫污染已成為制約我國經濟、社會可持續發展的要因素，控制二氧化硫污染勢在必行。
控制二氧化硫的排放是減少酸雨的主要途徑。為此，國家也制定并完善了相應的法規政策，并實施適當的經濟政策來控制二氧化硫的排放。其中，火電廠是控制二氧化硫排放的主要行業。預計2005年底，僅火電行業產生二氧化硫量為1800萬噸，約占全國產生量的60%。其中，中小型燃煤鍋爐因其數量多、范圍廣、治理難度大及投資限制等諸多因素成為控制二氧化硫排放的老大難。
二、國內中小型鍋爐脫硫技術現狀
中小型鍋爐主要是針對220t/h以下的燃煤鍋爐。國內的大型燃煤鍋爐(220t/h以上)脫硫技術大都是電力系統內部脫硫環保公司引進國外先進的脫硫技術，然后消化吸收，走國產化的道路。大型鍋爐采用國外技術并且關鍵脫硫設備需要進口，系統完善，投資數額巨大，是中小型鍋爐無力承擔的。
針對中小鍋爐占全國燃煤鍋爐70％的國情，我國探索了中小型燃煤鍋爐二氧化硫污染控制的多種途徑，如低硫燃料、型煤固硫等技術的同時，針對中小鍋爐特點，開發了一批簡易煙氣脫硫技術。目前這類技術申請的專利已達幾十種，應用數百套。簡易煙氣脫硫除塵技術一般是在各類除塵設備的基礎上，采用石灰、沖渣水等堿性漿液為吸收劑，應用水膜除塵、文丘里除塵、旋風除塵的機理和旋流塔、篩板塔、鼓泡塔、噴霧塔吸收等機理相結合同時除塵脫硫。已形成沖激旋風除塵脫硫技術、濕式旋風除塵脫硫技術、麻石水膜除塵脫硫技術、脈沖供電除塵脫硫技術、多管噴霧除塵脫硫技術、噴射鼓泡除塵脫硫技術、旋流板脫硫除塵一體化等在同一設備內進行除塵脫硫的煙氣脫硫技術，還有清華大學開發的在除塵基礎上的液柱噴射脫硫技術等。
上述這些簡易脫硫方法的共同特點是設備少、流程短、操作簡便、維護方便、投資少、運行費用低，一般除塵效率70％～90％，脫硫效率 30％～85％，基本能夠滿足所使用地區的當地排放標準。但由于這類工程普遍存在投入資金不足、系統不完整、運用國內設備等原因，出現了不少問題，諸如結垢、堵塞、煙氣帶水造成風機及煙道腐蝕嚴重、脫硫產物不處理直接排放造成二次污染等等一系列問題。盡管如此，簡易濕法仍因脫硫成本相對較低、針對中小型燃煤鍋爐進行脫硫性價比好等優點而得到廣泛使用。另外，很多科研院所及環保公司開發了中小型鍋爐半干法及干法脫硫技術，來避免煙氣升溫、煙氣帶水及脫硫產物的處理問題，也取得了較好的脫硫效果。例如目前廣泛采用的回流式循環流化床半干法脫硫技術在相對較低的鈣硫比運行情況下，能達到較高的脫硫效率。
三、中小型鍋爐選擇脫硫技術應注意的幾個問題
隨著國家對二氧化硫排放的環保要求越來越高，各個電廠及熱電供暖等燃煤鍋爐用戶都要求進行脫硫改造。目前，國內外燃煤鍋爐的脫硫方法有很多種，這些方法的應用主要取決于鍋爐容量、燃煤設備的類型、燃料的種類和含硫率的多少、脫硫效率、脫硫劑的供應條件及電廠的地理位置、副產品的利用等等因素。脫硫工藝相同但在不同的地區，其脫硫成本也不盡相同。因此，根據各個廠家的具體情況選擇最適合的脫硫工藝及合理的設計參數是至關重要的。因為它不但影響到脫硫系統的安全可靠運行而且也直接關系到脫硫系統的運行成本等實際問題。
脫硫工程是個系統工程，但它也僅僅是電廠整個大系統中的一個子系統。加裝脫硫系統后會對整個電廠系統產生什么影響？應該如何控制脫硫系統的那些參數，對電廠系統沒有負面影響？應該從哪些角度考慮，如何選擇適當的脫硫技術是每一個燃煤鍋爐用戶值得好好考慮的問題。
（1）選擇的脫硫技術首先要能夠安全可靠運行。上面已經提到了脫硫是個系統工程，但它也僅僅是整個電廠大系統中的一個子系統。特別需要考慮加裝脫硫系統后整個系統的阻力變化，原有風機是否還能正常工作，需不需要更換風機；另外，如果脫硫系統需要檢修或出現故障，煙氣能否迅速切換到旁路系統排入煙囪，不至于使鍋爐爐膛壓力波動過大造成鍋爐熄火。脫硫系統對鍋爐的影響主要體現在對鍋爐爐膛內的壓力波動上。所以，這就要求電廠在選擇脫硫工藝時需要注意旁路及主煙道擋板們能否在規定的時間內實現從脫硫系統到旁路煙道的切換。
（2）足夠的脫硫效率，保證達標排放。所謂足夠的脫硫效率，就是能夠滿足煙氣達標排放的脫硫效率，也就是說沒有必要盲目的要求多么高的脫硫效率。根據實驗研究，當脫硫率由30%增加到50%時，投資增加1倍；脫硫率增加到70%，其投資將是30%時的4倍；脫硫率越高，則增長越厲害。例如，脫硫率由90%增加到95%時，為了獲取這5%的脫硫率增長，其投資將是脫硫率30%時的5~6倍。即便是在兩控區內，燃用中低硫煤的火電廠，也不宜選用過高的脫硫率，否則將用很大的投資和代價換取較少脫硫增益，當然首先要保證煙氣能夠達標排放。
（3）投資少、運行成本低。影響煙氣脫硫技術在我國應用的主要障礙之一就是脫硫成本問題。我國進行煙氣脫硫起步比較晚，技術發展還不是很成熟；國外的先進的脫硫技術以及進口國外的先進的脫硫設備固然好，但往往投資大、造價高；而且國外的技術運行成本相對比較高，也會給脫硫企業帶來沉重的經濟負擔，尤其不適合中小型燃煤鍋爐。
其實，脫硫工藝的選擇受很多因素的制約，脫硫工程是一個系統工程。在具體的工程項目中，并不是每個子系統都是必需的。比如，在日本和德國，他們采用較多的是濕法的石灰石—石膏法煙氣脫硫技術。他們之所以采用這種脫硫工藝，是因為日本天然資源相當匱乏，大量的石膏資源需要進口，成本相對較高。他們通過處理燃煤煙氣中的二氧化硫來制造石膏滿足對石膏資源的需求。因此，他們在脫硫系統中石膏制備系統相對比較完善。而我們國家有充足的、品質特別好的天然石膏資源，價格相對較低。脫硫系統產生的副產物制備的石膏成本往往偏高，而且由于石膏中摻雜了大量的氯離子（Cl-），造成了品質下降，其利用價值無法跟天然石膏相比。
因此，目前國內所采用的脫硫工藝對脫硫副產物大都經過簡單處理后直接拋棄。針對中小型鍋爐的具體特點，選擇脫硫工藝時在保證達標排放的前提下應盡量選擇工藝流程簡單、投資少、運行費用低、性價比最好的工藝。
（4）要求FGD供應商列出系統可能出現的問題及解決措施。脫硫系統涉及到很多物理、化學過程，整個系統的正常運行靠多個工藝參數的合理設計，參數設計不當就會出現這樣那樣的問題。具體工程實踐也證明了這一點，是由于中小型鍋爐限于投資因素，脫硫工藝相對不完善以及技術不成熟所造成的。
比如，如果選擇濕法脫硫技術，脫硫設備腐蝕的問題、水洗過煙氣造成的煙氣帶水、煙溫低于酸露點造成腐蝕風機和煙道的問題、水路及氧化系統解決不好造成的結垢和堵塞的問題、脫硫廢物處理不當造成的二次污染問題等等。因此，要提前明確脫硫系統可能出現的問題及相應的解決措施。作為電廠來說，寧肯犧牲一點脫硫效率也不要三天兩頭出現這樣那樣的問題。這些都是脫硫廠家在選擇脫硫工藝時著重考慮的問題，得過且過的想法是不可取的。
另外，系統配置要合理，功能要匹配適用，綜合造價和運行成本低都是在選擇脫硫技術時需統一考慮的。能因地制宜、以廢治廢，既有社會效益又能產生一定的經濟效益就更好了！
四、結論
中小型鍋爐數量多、范圍廣、治理比較困難等因素而成為煙氣脫硫中的重中之重。因此，從某種意義上說，量大面廣的中小型工業鍋爐的煙氣脫硫比大型電廠鍋爐的煙氣脫硫難度都大。這就要求中小型鍋爐用戶根據自身的具體情況選擇最適合的脫硫工藝。在選擇脫硫工藝時，從大的原則方面把握住以上所闡述的四點：（1）首先要能夠安全可靠運行；（2）足夠的脫硫效率，保證達標排放；（3）投資少、運行成本低；（4）要求FGD供應商列出系統可能出現的問題及解決措施。
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