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火电厂烟气脱硫综述

文档作者：李亮文档来源：南京大学化学系		点击数：	更新时间： 2022年03月11日
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々一23
Y， 电厂， 烟 、f试．
火电厂烟气脱硫综述
南京大学化学系皇— 7了
1 脱硫技术发展简介
脱硫最早是在化工、冶金等部门发展
起来的。1972年西安热工所对国内烟气脱
硫进行了综述，在三。。厂进行了亚硫酸
钠循环回收SOz半工业性试验，1974．～
1976年在闸北电厂做了石灰石一石膏法
排烟脱硫试验，l976年下半年，松木坪电
厂进行了活性炭脱硫试验，1975年南市电
厂初期进行树脂及半焦脱硫法，并于l977
年进行液相催化脱硫试验，1980年结束半
工业性试验。以上是我国电力工业早期的
脱硫发展概况。
国外烟气脱硫起步较早。早在l927年
英国巴特赛安和班克赛德两电厂就采用了
石灰石脱硫。六十年代初，环境问题突出
后，石灰／石灰石法被美国较广泛地用于排
烟脱硫，并随之发展成为多种脱硫方法。日
本的SO 污染问题，经过治理，已基本得到
控制。美国在这方面居第二位，其它多数国
家，如德、英、法、苏、意等均未能达到控制
SO 的污染程度。
2 烟气SO 的排放标准
锅炉烟气中SO 排放标准，在国外是
以环境卫生标准为依据制定的，而工业卫
生标准是以SO “浓度闺”为基准，即低于
此浓度对人体健康无影响。
日本提出的大气污染物控制标准最严
格，虽然目前西德SOz排放标准从年平均
0．05ppm 降低到0．04ppm，仍比日本高
0．Olppm。日本采取三种措施：降低进口原
料的含硫量、实行重油脱硫和排烟脱硫，设
置了世界各国中为数最多的排烟脱硫设
备。
我国SO 排放标准的制定，是根据以
下三方面因素：(1)模式计算；(2)我国的经
济能力；(3)浓度闺值。实验证明：SO 对大
脑皮层的反射作用闺值为0．6mg／m ，因此
规定一次最高允许浓度为0．5mg／m ，日平
均浓度延用3一l换算系数而定为
0．15mg／m。，烟囱允许的SO z排放排准，可
按有关公式计算。
3 火电厂烟气排烟特点
火电厂排烟SO 浓度低、杂质多，容积
浓度一般为0．1 ～ 0．3 ，其它成分占
99．5 以上；其次是烟量大，每台机组的排
烟量每小时从数万～ 数十万标米 。如此大
量的气体进行脱硫，成为工程上的一个难
题 此外，回收烟气中SO 所得产品价值有
限 由于这些原因，烟气脱硫在经济上、技
术上都有较大的困难。迄今为止、烟气脱硫
的方法有数十种，但能应用到工业上的为
数甚少。
就SO 的化学性质而言，它具有极性、
酸性、还原性三大特点，相应的处理剂要具
备碱性、氧化性、吸附性等特点，所有烟气
脱硫均是基于这些特点发展起来的
4 脱硫技术综述
防治SOz污染有三条途径：一是燃烧
前脱硫，称为“前脱”。如在高含硫煤地区的
洗煤和以黄铁矿的存在形态的脱硫技术；
高梯度强磁分离煤脱硫技术。二是燃烧中
脱硫，称为 中脱”。如固硫型煤，炉内增钙。
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三是燃烧后烟气脱硫，称为“后脱”。火电厂
脱硫主要是“中脱”和“后脱 ，其中又以烟
气脱硫即“后脱 为主，现在国内外用的方
法已经不少，如燃烧中脱硫可采用循环床
锅炉和炉内喷钙。烟气脱硫即“后脱”的方
法更多 按脱硫产物分回收法和抛弃法，按
SO：吸收剂的使用情况又有再生法与非再
生法之分；按脱硫工艺分为干法和湿法。
湿法：用碱性溶液或泥浆吸收烟气中
的SOz，如氨和碱的溶液、石灰和石灰石泥
浆、氧化镁泥浆等；利用具有氧化或催化性
溶液、泥浆吸收烟气中的SO：，如台铁、锰
离子的稀酸溶液、软锰矿泥浆等，在国外大
多已制造成工业化设备 其中石灰／石灰石
泥浆法最多 湿法的优点是：系统容易操
作、吸收效率高、装置占地少等，缺点是尾
气温度一般要降至50℃ 左右，在寒冷季
节，需要采取再热措施，增加运行费用
幽l 盈甚腕氍佩槿圈
1 除尘嚣2 冲却粤3、冼谦嚣●、再生嚣5 气件再加热器6烟囱
干法：干法脱硫的突出优点是净化度 吸收烟气中的SO：，工业化方法为活性炭
高，有的方法能脱除多种有机硫化物。干法 法及向烟气中喷入碳酸钙石粉或石灰的方
是用活性炭、半焦、活性氧化锰、活性氧化 法
铝、氧化镁、交换树脂 含碳酸钙的石粉等
强2 十陆肮氍佩程圈
l、除尘器2 吸附剂3 再生器4 烟囱
为了避免脱硫过程中烟气温度冷却过 5 脱硫工艺简介
低，造成排烟困难，人们曾致力于干法脱硫 5．1 流化床燃烧脱硫技术
研究 目前工作做得较多的有两类：一是活 流化床锅炉与传统的锅炉相比有许多
性炭，二是金属氧化物，它对SOz起化学反 优点，它能够将燃烧所产生的90％的SO
应，实际上是干式状态的吸收剂，为了区别 吸收 流化床燃烧技术是一种有前途的燃
于吸附作用，称为吸着剂。 烧技术，常压流化床燃烧技术难度较小，将
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由
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首先得到应用 从发展来看，加压流化床燃
烧技术将取代常压流化床燃烧技术而得到
大规模应用。
5．2 炉内喷钙技术
该法国外六十年代用于烟气处理系
统。芬兰Tanpella有限公司近年来开发出
了LIFAC技术，即炉内喷石灰石及氧化钙
活化反应技术，这项技术是在炉内喷钙的
基础上发展起来的。在空气预热器与除尘
器之问加一活化反应器，烟气在活化反应
器中被湿润，并增加了SOz与氧化钙、氢氧
化钙的作用时间，进一步提高了脱硫效率。
我国1981年起，哈尔滨电站设备成套设计
研究所承担了小型煤粉燃烧系统直接喷钙
脱硫试验，同时西安热工所在重庆建立了
75t／h锅炉相应的试验台并进行炉内喷钙
的模拟试验。为在重庆电厂进行炉内喷钙
脱硫提供了依据。南京下关发电厂即将扩
建的两台l25MW 机组就将从芬兰Tanpel一
1a有限公司引进这一脱硫技术。
5．3 亚钠循环法
亚钠循环法是用亚硫酸钠(钾)作为
SO：吸收剂，生成亚硫酸氢钠(钾)，然后加
热再生，循环使用，又称威尔曼一洛德法
(Wellman—Lord)。试验证明，当烟气中SO2
浓度高时，该法是经济可行的。若SO：浓度
太低，运行费用高，并不经济。另外，此法主
要缺点是碱耗太大，且会结晶析出堵塞设
备。操作中还须经常直接排放溶液与补充
新鲜碱液。如在吸收液中加入适量对苯二
胺等抗氧化剂，可防止溶液被氧化。
5．4 石灰一石膏法
石灰一石膏法洗涤烟气在三十年代已
有应用，是目前国外发电厂烟气脱硫应用
最广的方法。如美国的烟气脱硫装置约
80 采用此法。此法是利用碱土金属钙离
子与烟气中的SO 作用生成难溶的亚硫酸
钙或硫酸钙，而实现脱除烟气中SO 的目
的，脱硫效率为85 左右，可得副产品二
水石膏。这种方法处理的烟气，其SO：的浓
度一般以不大于2000ppm为好。
就直接费用来说，石灰石法总是入不
敷出的。但是，由于石灰石原料广而易得，
该法仍被大量采用。
5．5 氨法
用氨水吸收SO：，吸收效率高，对再生
要求不高，因为它本身就是有价值的肥料。
但氨的分压高，易挥发造成损失。
吸收后的处理随所需要产品的不同有
以下几种处理方法：热解吸法、氧化法、酸
化法和石灰处理法等。
5．6 稀硫酸法
用稀硫酸液吸收烟气中的s 是七十
年代日本首先采用的，它的优点是不堵塞
设备、脱硫效率高，但操作的液气比大、设
备庞大、动力消耗大。此方是以铁离子为催
化剂，用2 ～ 4 稀硫酸吸收烟气中的
SO2，在铁催化剂下被氧化为硫酸。它是一
种先进的石灰石／石膏法脱SO 工艺，通过
废浆的强制氧化，可得副产品石膏 其特点
是把SOa吸收、SO：氧化和CaSO-沉淀在
一台反应器中完成，吸收液无悬浮物，催化
剂价廉易得。
5．7 喷雾干燥法
该法于七十年代中、末期发展起来，由
于它占地面积小、投资与运行费用低，美国
至少有l5台锅炉采用。
吸收剂有碱液和石灰乳两种。反应预
先浆化，烟气和这种反应浆液雾滴接触，使
之受热，所含水份迅速挥发，SO。和反应剂
间有效氧化反应，生成亚硫酸盐及硫酸盐。
这些化合物在它们撞击到接收器外壁之
前，已经干燥成粉末，不致形成结垢，也不
致发生腐蚀。缺点是脱硫效率低、吸收剂的
利用率低。
向烟气中喷入石灰泥浆(或其它碱性
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溶液)，并利用烟气中的潜热对泥浆或吸收
液干燥，即所谓的 喷雾干燥法 这是由抛
弃法演变而来的，由于运行管理简单．这种
新方法得到了广泛的注意 但对高硫燃料
的脱硫，则将受到限制。
5．8 双碱法
双碱法是美国通用汽车公司开发的一
种方法，也是一种主要的烟气脱硫技术。它
是利用钠碱吸收SO ，石灰处理和再生洗
液，取碱法和石灰法二者的优点而避其不
足，是在这两种脱硫技术改进的基础上发
展起来的
5．9 柠檬酸盐法
此法是1970年美国首先开发的，用以
脱除冶炼气中的SO：。以后十年中各地建
成的多套中试装置，都是处理烟气中的
SO ： 瑞典处理冶炼气中SO：浓度在0．5
～ 5 但也有用以处理SO 浓度为0．2
的烟气的报导。所用吸收荆是柠檬酸和碳
酸钠水溶液，吸收容量10~20克／升 再生
方法有两种：一种是用H：S再生，另一种是
用水蒸汽再生
5．10 溴法
此法是利用溴与SO 反应，生成可回
收利用的氢气 此方法适用于沿海一带．能
提供大量溴的地方。由于溴化氢具有强烈
的腐蚀性，所以溴化氢的热解再生条件要
求非常苛刻，要在特殊制作的耐腐蚀的陶
瓷压力容器中进行，工艺条件比较复杂，但
吸收效果很好，生成的硫酸和氢气都可以
回收利用
5．11 碱土钒土法
本法不用锅炉作反应器，而是选择烟
气在31 5℃ 的时候，通过吸收器与田体碱
化钒土接触，SO 在吸收剂上反应生成硫
酸盐。吸附剂进行再生和再循环使用。从
再生吸附荆放出的硫化氢中回收硫。采用
碱化钒土作吸附剂，价格较贵。经还原后，
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固体吸附剂质量很快降低，还原气体消耗
过高
5．12 活性炭法
活性炭是一种应用广泛的吸附荆。此
法是研究最早的干式脱硫方法，再生方法
有加热再生、水洗再生和还原再生
活性炭脱硫在湖北松木萍电厂进行
400Nm s／h烟气中试已获成功。此法的优点
是硫容量大，脱硫效率高，在常温下进行，
无需将气体加热，脱硫剂可再生；但设备体
积大，活性炭易饱和，是该法的缺点。
5．13 水膜除尘器脱硫工艺
除了上述所讲的专门脱硫装置以外，
湿式除尘器也具有一定的脱硫功能 例如
麻石文丘里水膜除尘器，烟气中的SO 2气
体与文丘里管水雾及除尘器水膜的先后接
触有一部分SO：溶解生成亚硫酸，SO2去
除率可达5 ～l0 。采用锅炉碱性排污
水喷淋，根据酸碱中和原理，取得了明显的
脱硫效果 利用高PH灰水治理烟尘．脱硫
以废治废，功能多用，综合利用，其方法和
设备具有独创性
B 小结
火电厂脱硫，由于设备投资及运行费
用较高，给发电厂运行增加较大工作量，且
使发电厂总投资额增加lO ～25 美国
在七十年代初，发电厂中的环保设备费用
为发电设备费用的5 ，而到八十年代初，
这一比例上升到35 。燃煤火电厂烟气脱
硫设施费用占环保设备费用的d8 或更
高。
美国由于使用了这些环保设备，1973
～ 1983年间，虽然煤用量增加6o ，但是
SOz的总排量反而减少了l9 ，可见，其控
制SO 所采取的措施是行之有效的。除尘
器也有一定的脱硫效果。用碱性废液喷淋，
效率也能达到8O ～9O ，但是只适用于
中小型锅炉。对于高温、高压的大机组，火
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电厂脱硫至少要有两个突破：(1)以设备简
单、可靠，降低投资及运行费用为主要目
标；(2)变回收硫为有用的工业原料。“前
脱 为众目所瞩，“后脱 也是客观现实的需
要。电力系统现在的目标是对含硫量3
以上的燃料，努力采取脱硫措施。大中城市
近郊电厂，当煤含硫量大于2．5 时，采取
脱硫装置，看来是实际的。
目前，我国火电厂采用脱硫装置的很
少，大多处于示范试验阶段。能源部电力环
保所、西安热工所及中科院煤研所等单位
都从事这方面工作，但是没有一个专门的
从事脱硫研究的院(所)。当前存在的主要
问题是资金与技术，但也存在着认识问题，
脱硫装置应纳入电厂投资预算里，应把它
当作火电厂正常生产成本的一部分。如果
今后国家考虑对s 采取收费政策，可望
火电厂脱硫技术能得以发展。脱硫装置必
将在国内电厂普遍使用，我国的环境保护
工作必将得到更快的发展。
． 扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯． ．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯．扯
改进尼龙电缆头消除漏油
无锡供电局变电工区管辖的10KV电
缆户内终端头多数采用尼龙电缆头，尼龙
电缆头具有电气特性可靠，安装方便等优
点，但其密封性能差．在高敷设差，高负荷
的电缆线路上漏油严重。为了解决这一问
题，我们采用环氧树脂冷浇铸剂，现场浇涛
成脱模扇形环氧头来消除漏油。
l 环氧树脂冷浇铸剂的性能
环氧树脂冷浇铸剂分甲乙两部分。甲
部分是环氧树脂。苯二甲酸丁脂、石英粉；
乙部分是聚酰胺。使用时均匀混合甲乙两
部分就可以现场浇灌，且在常温下即可固
化。固化后的环氧树脂有良好的电气绝缘
性和机械强度，与电缆有很强的粘台力，是
制作电缆头的理想材料。
2 脱模扇形环氧头的制作
2．1 剥麻皮．锯钢甲、剖铅、焊地线．压接
线鼻子后，打毛、清洗与环氧树脂接触的铅
包和线鼻子。
2．2 从线芯分叉口处到线鼻子以半重叠
法包绕。由碱性玻璃丝带和环氧涂料组成
的堵油层两个来回，并且要包没线鼻子上
的压接坑。然后在三叉口处用玻璃丝带折
成的“风车”先后两次勒紧，并包绕统包纸
及喇叭上以下10毫米。
2．3 组装预先处理干净且涂有脱模剂的
扇形模具。调整芯线位置，使三相线鼻子处
在同一平面。并使线鼻子之间保持应有的
绝缘距离l 25毫米。
2．4 以不太快的速度沿模具壁浇灌均匀
混合的环氧树脂冷浇铸剂直至浇没压接
坑。待环氧树脂固化后，拆除模具。
3 脱模扇形环氧头的电气试验要求
10KV脱模形环氧头电气试验要求：
(1)持续5分钟的五倍额定电压直流试验
通过，(2)泄漏值三相小于20gA，不平衡系
数不作规定或三相泄漏值小于50~zA，但三
相泄漏值基于平衡。
1991年度，我们制作了23个脱模扇
形环氧头，在实际运行中无一发生漏油现
象，达到了消除电缆头漏油的目的。我们相
信，随着尼龙电缆头完全被环氧头取代，我
局变电工区10KV尼龙电缆头漏油问题将
彻底解决。
摘自《无锡电力情报》l992年第2期
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