脱硫技术国内外发展历史及现状

脱硫技术国内外发展历史及现状

一、国外烟气脱硫发展概况

世界上应用烟气脱硫装置最多的国家是美国、日本和德国，且有显著成效。虽然三国电站装机总量不断增加，但SO₂的排放总量却逐年减少。对全球SO₂排放总量的削减起到积极作用。

日本是世界上最早大规模应用烟气脱硫（FGD）装置的国家。截至 1990年，其装置达 1900多套，总装机容量达0.5-0.6亿KW。应用的脱硫技术以湿式石灰/石灰石—石膏法为主，占75%以上。由于日本资源匮乏，因此大多采用回收流程。日本国内所用石膏基本都来自烟气脱硫（FGD）回收产物。烟气脱硫装置应用在日本已有近30年历史，从60年代末开始大规模应用FGD装置使其SO₂污染在70年代中后期基本得到控制。

 

80年代以来，日本加强了对外出口，对美国、德国及发展中国家大量出口技术及设备，仅向中国就出口或援助近十套FGD装置，占中国进口脱硫装备的70%左右。日本的SO2已基本得到控制，同时开始烟气脱硝技术的研究，对同时脱硫脱硝的技术尤为关注。如被誉为新一代FGD技术的电子束氨法(EBA)和脉冲电晕氨法(PPCP)脱硫，最早均由日本专家提出，并进行大规模研究，目前正在进行工业性试验，有待商业化应用。

在美国的烟气脱硫装置中，湿法石灰石/石灰法占90%以上，其次是双碱法和碳酸钠法。80年代以来，为了降低基本投资和运行费用，积极研究及开发了喷雾干燥烟气脱硫和炉内直接喷射石灰石烟气脱硫技术。美国的ABB公司新开发的LS-2技术，主要采用5-6m/s的高烟气流速(常规流速为3-4m/s)、专利喷嘴、卧式除雾器、超细干式石灰石磨制等。由于采用高流速，减小了塔的体积，降低了造价。

美国的B&W公司在塔的吸收段喷淋层间增加一多孔合金托盘，在托盘的上下都设喷嘴。托盘的主要作用是均布气流、增加气一液传质效果，从而提高效率，减少塔高，降低造价。

欧洲的FGD技术以德国发展最为迅速，其装置总装机容量为0.36-0.46亿KW，居世界第三位。从70年代后期开始，在不到20年的发展过程中，FGD技术迅速实用化。在引进日、美先进技术的同时，立足于本国技术的开发，于70年代末，开始在电站锅炉上安装FGD装置。

1983年颁布的环境法规，促进了FGD装置大规模应用，在1983年至1989年的7年间，其SO2排放量降低6.8倍。截至1992年，5万KW以上燃煤锅炉全部安装FGD装置。德国主要采用的工艺也是湿式石灰/石灰石一石膏法，占90%以上。回收流程是抛弃流程2.6倍，75%的工业用石膏来自脱硫系统。英国主张燃用低硫燃料及高烟囱稀释排放法，而法国则以核电为主，因此两国的FGD技术不如德国。

此外，北欧各国如丹麦、芬兰等国，对FGD技术也开展了大规模研究，开发出许多先进工艺。如丹麦的旋转喷雾干燥法 (SDA)、芬兰Fortujm公司的炉内喷钙尾部增湿活化烟气脱硫技术(L正AC)等，不仅在本国有许多工业装置运行，在境外也有技术出口。据国际能源机构煤炭研究所组织的调查，结果显示，1992年末全世界17个国家的燃煤电厂安装了各种烟气脱硫设备646套，总装机容量达 167GW。其中美国308套、德国208套、日本51套。湿式脱硫工艺占世界安装FGD机组总容量的 81.8%。

二、国内烟气脱硫现状

我国燃煤电厂烟气脱硫的研究始于20世纪70年代，与发达国家相比，起步不晚，但是发展缓慢。先后研究了亚钠循环法、催化氧化法、碘活性法、石灰石-石膏法、喷雾干燥法和磷铵复肥法等。通过调查，70年代以来我国烟气脱硫试验、研究、开发情况如下:

1）1974年一1976年，上海闸北电厂进行石灰石一石膏法烟气脱硫的工程试验，试验规模为2500m³/h。

2）1977年，上海市南市电厂进行稀酸催化氧化法试验，规模为500 m³/h。

3）1979年，湖北松木坪电厂含碘铵肥法小试，规模为5000 m³/h。

4）1952年，四川成都电厂进行磷活性碳法试验，规模为1359m3 m³/h。1985年，四川豆坝电厂中试，规模为 5000 m³/h。1994年-1996年四川豆坝电厂工程试验，规模为8-10万m3/h，国家重点项目，投资810-890万元。

5）1984年，四川内江白马电厂旋转喷雾干燥法试验，规模为5000 m³/h。1988年进行中试，规模为70000m³/h，投资 1100万元，已经国家鉴定。原决定“八五”进行示范工程，后因故未安排。

6）四川重庆天原化工厂自备电厂2x35 T/h锅炉进行亚硫酸钠法试验，投资2-3千万元，运行18天，因系统堵塞被迫停运。

7）四川重庆路磺电厂2x36万KW机组，进口日本三菱公司石灰石一石膏法技术。设备费 3600万美元，已投运。

8）利用日本赠款试验电厂：①山东青岛黄岛电厂进行旋转喷雾干燥法中试，已试运行。由日本电源开发公司投资36.5亿日元(其中设备费7000万日元)，规模30万m³/h。设备由三菱公司负责制造、安装。②山西太原第一热电厂日本投资36亿日元进行简易湿式石灰石工艺工程试验。规模30万m³/h。③四川成都电厂日本投资1100万美元进行电子束氨法工程试验，规模为30万m³/h。

9）利用德国政府的软贷款都是石灰石—石膏法工艺，参与电厂有北京东郊2x410 T/h热电厂、杭州半山2 x 12.5KW电厂、重庆2 x 20万KW电厂。

10）深圳玛湾电厂二期工程—西部电厂用AB公司的海水脱硫技术。规模是30万KW机组，投资1570万美元(不包括土建安装)。

11）贵州贵阳电厂8#炉5万KW机组用石灰石抛弃法进行工程试验。投资约500万元，是“八五”的任务。

12）武汉水力电力大学开发的湿式石灰石三相流化床除尘脱硫工艺。

13）南京下关电厂以及绍兴钱清热电厂利用丹麦LAVIC炉内喷钙，烟道增湿的脱硫工艺。

在国家环保政策的推动下，至2004年底为止，全国已有24000MWe燃煤机组的烟气脱硫装置建成或投运，占当时火电装机容量的6.8%。约有30000MWe的烟气脱硫装置正在施工建设，如果包括己签订工程合同的，烟气脱硫机组的容量已达120000MWe。虽然烟气脱硫工艺种类繁多，但在我国已投运、在建和已经签订合同的烟气脱硫工艺中，“石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺”约占90%以上。

 

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺最早由英国皇家化工工业公司研制出来，经过欧美等国家几十年来的生产实践和不断完善，各项经济技术指标基本成熟，是目前世界上应用最广的脱硫技术，市场占有率达80%以上。国内采用此工艺的电厂主要有:重庆路磺电厂一期、重庆洛磺电厂二期、太原第一热电厂(简易法)、重庆电厂、杭州半山电厂、北京第一热电厂、陕西韩城第二电厂等。国内其他主要烟气脱硫系统的应用状况如下表所示：