1 引言

近年來，我國霧霾天氣頻發(fā)，對公眾健康和生活造成了嚴重影響，國家和地方政府為此加大火電廠污染物排放濃度的控制力度，提出了一系列史上嚴格的排放標準，要求燃煤電廠實現(xiàn)煙氣污染物“超低排放”。

環(huán)境保護部2015年12月11日印發(fā)《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》

主要目標：
到 2020 年，全國所有具備改造條件的燃煤電廠力爭實現(xiàn)超低排放（即在基準氧含量 6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于 10、35、50 毫克/立方米）。全國有條件的新建燃煤發(fā)電機組達到超低排放水平。加快現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組超低排放改造步伐，將東部地區(qū)原計劃 2020 年前完成的超低排放改造任務(wù)提前至2017 年前總體完成；將對東部地區(qū)的要求逐步擴展至全國有條件地區(qū)，其中，中部地區(qū)力爭在 2018 年前基本完成，西部地區(qū)在 2020年前完成。

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫應(yīng)用的廣泛性

(1) 脫硫效率高，對煤種適用性強，可用于高中低含硫煤種。
(2) 脫硫劑（CaCO3/CaO）來源廣泛，價格低廉。
(3) 脫硫劑利用率高，鈣硫比Ca/S 1.03~1.05左右。
(4) 脫硫產(chǎn)物為石膏(二水硫酸鈣)，可作建材使用，也易于處理綜合利用。
(5) 機組適用性強，系統(tǒng)利用率大于98%。
(6) 煙氣變化適用性強，煙氣變化適用30%-110%。

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝流程

傳統(tǒng)石灰石-石膏脫硫技術(shù)拓展市場的瓶頸

面臨目前嚴格的排放要求，傳統(tǒng)脫硫技術(shù)存在的問題有以下幾點：
脫硫效率低，不能滿足現(xiàn)有嚴格的排放標準；
“石膏雨”的普遍存在；
氧化不徹底，塔體結(jié)垢影響整個系統(tǒng)的有效運行。

2 單塔雙區(qū)超凈脫硫技術(shù)

2.1 單塔雙區(qū)技術(shù)（池分離技術(shù)）

在單塔單區(qū)的基礎(chǔ)上，對吸收塔“漿液池”部分進行了改進，在單塔的“漿液池”中相對維持上下兩種pH的不同區(qū)域，分別作為氧化和吸收用途，即實現(xiàn)“單塔雙區(qū)”，其工作原理見下圖

隆達環(huán)保“單塔雙區(qū)”技術(shù)具有如下優(yōu)點：
（1）漿池pH分區(qū)，實現(xiàn)“雙區(qū)”，其中：上部氧化區(qū)pH4.9~5.5生成高純石膏，位于池分離間隔中的氧化空氣管提供了氧化空氣，下部吸收區(qū)pH5.1~6.3高效吸收SO2；
（2）適合含硫高或高脫硫效率場合，可實現(xiàn)99.5%以上的高脫硫效率；
（3）脫硫運行阻力低，比“塔+罐”或“串聯(lián)塔”低150Pa~250Pa；
（4）占地面積、項目投資成本、檢修、運行、維護等方面均優(yōu)于“塔+罐”或“串聯(lián)塔”系統(tǒng)。

2.2 氣液混流與均布技術(shù)

氣液混流與均布技術(shù)，是通過設(shè)置氣液均布混合器如“篩板”或“棍棒篩”等，增加吸收塔內(nèi)氣液混合與傳質(zhì)效果，提高塔內(nèi)流場的均布性。同時，氣流均布混合器可使?jié){液在均布器表面形成一定高度的持液層，煙氣流經(jīng)持液層時可產(chǎn)生類似“鼓泡”的效果，對煙氣的洗滌吸收效果十分顯著，有利于提高脫硫除塵效率。

2.3 高效噴淋技術(shù)

高效噴淋技術(shù)主要是通過以下幾個方面提升吸收區(qū)噴淋效果：
（1）合理選用多層噴淋層：燃煤機組實現(xiàn)99.3%以上的高脫硫效率時，噴淋層設(shè)計值需3層以上，并保證每層有充足的噴淋覆蓋率，通過多層噴淋覆蓋疊加，保證煙氣在塔內(nèi)橫截面上得到充分的洗滌；
（2）保證噴淋覆蓋率不小于250%；

（3）合理選用高效噴嘴：目前市場上出現(xiàn)的“雙頭噴嘴”，特別是“單向雙頭噴嘴”，具有更高的噴淋覆蓋范圍和二次霧化效果。噴嘴圖片如下圖；
（4）適當提高噴出壓力，減小噴淋漿液粒徑，提升脫硫除塵效果。

2.4 防煙氣短路技術(shù)

防煙氣短路技術(shù)是為了減少吸收塔塔壁處產(chǎn)生煙氣“短路”而降低脫硫除塵效率，主要措施有：
（1）在噴淋層間設(shè)置提效環(huán)，在塔壁處阻擋短路煙氣，使其向中心區(qū)域流動，可有效防止脫硫效率無謂降低；
（2）在吸收塔四周采用“實心錐噴嘴”，既可防止煙氣沿塔壁泄露，又可減輕塔壁磨損，提高漿液利用率。

2.5 高效除霧技術(shù)

一般情況下，
兩級平板式或煙道除霧器的霧滴含量保證值為75mg/Nm3;
兩級屋脊式除霧器的保證值為50~75mg/Nm3；
兩級屋脊式除霧器加一級管式或一級煙道除霧器的保證值為50mg/Nm3；
三級屋脊式除霧器的霧滴保證值為20~30mg/Nm3。

除霧器攜帶液滴是脫硫系統(tǒng)出口粉塵的重要組成部分，因此，通過采用高效除霧器，以最大程度降低除霧器出口液滴含量，提高除霧效率。高效除霧器具有以下技術(shù)特點：
（1）除霧器出口液滴含量≤20mg/Nm3；
（2）葉片采用帶鉤型式，變間距設(shè)計；

（3）采用變徑噴淋沖洗水路，保證沖洗水管末端水壓，提升沖洗效果，沖洗覆蓋率>150%。

2.6 吸收塔流場均勻技術(shù)

吸收塔內(nèi)流場均布性優(yōu)劣直接影響脫硫系統(tǒng)的脫除效率，因此，超低排放必須著重提高流場的均勻性，具體措施如下：
（1）以CFD流場模擬計算為基礎(chǔ)，保證吸收塔內(nèi)不同截面速度相對標準偏差值Cv<0.20；
（2）對入口煙道進行優(yōu)化設(shè)計，節(jié)省合金材料，提高流場的均布性（入口煙道形式優(yōu)化后，較好地提高吸收塔內(nèi)部流場均勻性）；
（3）噴淋層下部采用整流裝置，如篩板或托盤；
（4）吸收塔出口采用頂出形式。如果采用側(cè)出塔帽，則需設(shè)置導流均布裝置。

2.7 煙氣空塔流速

在吸收塔的設(shè)計中，吸收塔直徑是一個較為重要的參數(shù)，將直接影響煙氣在吸收塔內(nèi)的流速(空塔流速)。在其他條件如煙氣量、煙氣溫度、煙氣成分和吸收塔內(nèi)噴淋層布置均不變的條件下，煙氣中的SO2吸收時間與空塔流速成反比，即吸收塔直徑越大，空塔流速越低，SO2吸收時間越長，脫硫效果越好。但吸收塔直徑的增加會直接導致造價升高、占地面積加大，此外，機械除霧器廠家要求的空塔流速也有一定范圍，不宜過低。
綜合各種因素，煙氣空塔流速宜選用3.4～3.8m/s。

2.8 其他措施
通過對吸收塔高度及內(nèi)部構(gòu)件形式進行合理選型，以達到單塔最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式，主要包括如下措施：
（1）適當增加入口煙道至煙氣均布器的高度，以提高均布器的整流效果；
（2）適當增加頂層噴淋層至除霧器底部的高度，保證除霧器前流場的均布，減輕除霧器入口漿液的液滴含量；
（3）適當增加除霧器后面的高度，保證除霧器后流場的均布。

3 結(jié)論

通過以上理論與實踐證明：采用隆達環(huán)保以單塔雙區(qū)為核心的高效脫硫除塵技術(shù)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，技術(shù)成熟可靠，經(jīng)濟性能好，完全可以實現(xiàn)99.3%以上的高脫硫效率。在入口SO2濃度為5000mg/Nm3的情況下，隆達環(huán)保以單塔雙區(qū)為核心的高效脫硫除塵技術(shù)可保證出口SO2濃度不大于35mg/Nm3。

隆達環(huán)保以單塔雙區(qū)為核心的高效脫硫除塵技術(shù)是當前超潔凈排放高效脫硫技術(shù)的最佳選擇。

4 市場上其他脫硫技術(shù)簡介

4.1 雙塔雙循環(huán)脫硫系統(tǒng)

兩個循環(huán)吸收塔相對獨立，兩個循環(huán)吸收塔中的循環(huán)過程的控制也是獨立的，避免了參數(shù)之間的相互制約，可以使反應(yīng)過程更加優(yōu)化，能夠適應(yīng)煤種變化和負荷變化，且脫硫率是兩級循環(huán)脫硫去除率的疊加，從而達到一個較高的脫硫效率。

4.2 單塔三區(qū)超凈脫硫除塵技術(shù)

該技術(shù)即考慮到了脫硫效率的提高，又再頂部增加了濕式電除塵器，有效控制了粉塵的排放。

4.3  單塔一體化脫硫除塵凈化系統(tǒng)

單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術(shù)（SPC-3D）是北京清新環(huán)保技術(shù)股份有限公司自主研發(fā)的專有技術(shù)，該技術(shù)可在一個吸收塔內(nèi)同時實現(xiàn)脫硫效率99%以上，除塵效率90%以上，滿足二氧化硫及煙塵的超凈排放要求。

高效旋匯耦合脫硫除塵技術(shù)

離心管束式除塵技術(shù)（清新環(huán)境）

管束筒體 —內(nèi)筒壁面光潔，筒體垂直，斷面圓滑，無偏心。
增速器 —確保以最小的阻力條件提升氣流的旋轉(zhuǎn)運動速度。
分離器 —實現(xiàn)不同粒徑的霧滴在煙氣中的分離。
匯流環(huán) —控制液膜厚度，維持合適的氣流分布狀態(tài)。
導流環(huán) —控制氣流出口狀態(tài)，防止捕悉液滴被二次夾帶。

4.4 單塔雙區(qū)高效脫硫技術(shù)與其他脫硫技術(shù)比較