火电厂脱硫工作存在的问题及对策研究

北极星电力网技术频道作者:刘首文 2009/5/18 15:51:02

关键词: 煤脱硫电厂脱硫火电厂

摘　要　结合中国燃煤电厂脱硫工作的实际情况，分析了脱硫实践中存在的几个问题，继而提出了中国解决燃煤电厂脱硫问题必须集中资金治理“两控区”中燃煤含硫量高的电厂的SO₂排放问题，在引进技术的基础上，对其进行消化、吸收、改造，努力提高国产化程度，鼓励开发全新的高效、可靠、低成本、副产品有商业利用价值的脱硫工艺，大力发展中国自己的脱硫产业。
关键词　电力工业　燃煤电厂　脱硫　环境保护

　　火电厂的SO₂ 排放量在全国SO₂ 总排放量中占有相当大的比例，并且这一比例随着电力工业的迅速发展，还在持续上升。1990年，电力行业的煤炭消耗量为2.6亿t，占全国煤炭总消耗量的25%，SO₂ 的排放量高达455万t，占全国SO₂ 总排放量的1/4以上。预计到2000年，电力行业的SO₂ 年排放量将约占全国SO₂ 总排放量的44%。因此，采取必要措施，控制燃煤电厂的SO₂ 排放，对于改善我国大气环境质量有着十分重要的意义^［1］。
　　目前，我国电力系统燃煤电厂无控制排放SO₂的行为已受到来自环境保护方面日趋强大的压力。据原电力工业部电计［1998］137号文件，国务院原则同意国家环保局提出的关于酸雨控制区和SO₂污染控制区（简称“两控区”）的划分方案、目标及治理措施。方案对电力企业实行了新的约束。国务院的批复中指出：除以热定电的热电厂外，禁止在大中城市及近郊区新建煤火电厂。新建、改造燃煤含硫量大于1%的电厂，必须建设脱硫设施。现有燃煤含硫量大于1%的电厂，要在2000年前采取减少排放SO₂的措施，在2010年前分期分批建成脱硫设施或采取其它具有相应效果的减排SO₂的措施。根据国家的这一政策，大批燃煤电厂将集中做好减排SO₂的技术工作。与此不相适应的是，我国燃煤电厂的脱硫工作目前处于起步阶段，“两控区”中电厂SO₂总排放量离国家环保政策的要求还相距甚远。

1　中国燃煤电厂脱硫工作存在的问题

　　世界上各发达国家均十分重视燃煤电厂的SO₂排放问题^［2］。目前日本的电厂已全部安装了烟气脱硫（FGD）装置，德国对FGD也持积极态度，已有90%的机组装设了FGD设备，美国、芬兰等国亦正在燃煤电厂中大力推广脱硫技术，预计到2000年，美国、日本、德国、芬兰、荷兰、奥地利等发达国家将有213 025 MW容量的脱硫装置投入运行。相对于这些发达国家，中国燃煤电厂的脱硫工作起步较晚，到1996年，全国仅有6套共有1 220 MW容量的脱硫装置投入运行，即使包括正在安装、设计和做可行性研究的脱硫装置，总规模也仅有约7 220 MW，表1列出了中国燃煤电厂脱硫工作的实践情况。

表1　中国燃煤电厂脱硫工作的实践情况

电厂名称	脱硫方式	关键设备产地	投运时间
四川珞璜电厂	石灰石— 石膏湿法	日本三菱	1992年投运
山西太原第一热电厂	高速平流简易湿法	日本日立	正在试验
山东明水电厂	CFB	中　国	1988年投运
山东黄岛电厂	旋转喷雾	日本三菱	正在试验
四川白马电厂	旋转喷雾	中　国	1991年投运
深圳西部电厂	海水烟气脱硫	挪威ABB环境工程公司	1998年试运行
南京下关电厂	LIFAC	芬兰IVO	正在建设
浙江嵊州热电厂	CFB	中　国	1996年投运
成都热电厂	电子束	日本荏原	1997年试运行
四川高坝电厂	CFB	芬兰Ahlstrom 公司	1996年投运

　　除表中所列在建或已投入运行的脱硫装置外，中国还将从国外引进技术，在山东德州热电厂、上海石洞口电厂、北京第一热电厂、浙江半山电厂、重庆电厂、首钢自备电厂等处安装脱硫装置。

1.1　缺乏适合中国国情的脱硫工艺
　　中国从国外引进的这些脱硫技术中，运行比较稳定可靠且具有广泛适用性的主要是石灰石—石膏湿法、旋转喷雾法、LIFAC以及循环流化床技术。这4项脱硫技术各有特色，但是它们存在一个共同的缺点，既设备投资高昂，运行维护要求较高。4项技术中最廉价的LIFAC工艺，其设备投资占电厂总投资的8%，而石灰石—石膏湿法可占电厂总投资的30%，这无疑将给电力建设资金本来就较为紧张的中国电力工业造成较大的困难。另外这4项技术在运行中都还普遍存在堵塞、腐蚀、磨损、电耗高等诸多问题，这些问题若不能在工艺设计中妥善解决，必然会影响其在中国其它燃煤电厂的推广应用。
1.2　过于依赖国外技术
　　目前中国正在运行或计划安装的脱硫装置绝大部分都是采用的日本、美国、德国、芬兰等国家的技术，真正属于中国自己开发、且具有良好商业化运行前景的脱硫工艺可谓寥寥。这种情况若不改观，不久的将来，我们将被迫花费大笔的资金购买别国的技术专利，同时还将在关键零部件的制造上受制于人。更何况国外这些技术并非十全十美，即使引进其制造技术，若不加改进，仍难为我所用。
1.3　科研与生产脱节，脱硫技术未形成产业
　　我国从70年代就开始了对燃煤电厂脱硫的研究工作，分别建成了W—L法、含碘活性炭法和石灰石—石膏法的小型工业装置或中试装置。80年代以来，我国又开展了一些较大规模的脱硫研究开发工作，“七五”和“八五”期间，相继开发出了磷铵复肥法、旋转喷雾法、“筛网”式脱硫除尘法、文丘里水膜除尘器脱硫法等多种脱硫技术。可惜的是，20年过去了，中国自己开发的这些脱硫技术并未能在通过中试后，再向前迈进一步，与生产结合在一起，并形成产业。迄今为止，参与中国脱硫设备市场竞争的依然只有日本、美国、德国等国公司的身影，中国仍然仅仅是客户。
2　中国燃煤电厂脱硫的对策

2.1　集中资金治理“两控区”中燃煤含硫量高的电厂SO₂排放问题
　　根据国家在“两控区”执行的政策，我国大批燃煤电厂将采取脱硫措施，在现有技术条件下，这将是一项耗资巨大的工程。我们必须统筹规划，将有限的资金用好。中国火电厂燃煤含硫量的基本情况见表2。

表2　中国火电厂燃煤含硫量的基本情况%

燃煤含硫量	燃用煤量的比例	燃用煤的总硫量比例
＜1.0	46.3	16.8
1.0～2.0	35.0	38.2
2.0～3.0	10.0	18.2
3.0～4.0	4.7	12.0
4.0～5.0	1.9	6.3
＞ 5.0	2.1	8.5

　　由表可见，80%的燃煤含硫量＜2%，但总硫量仅占50%多一点；而含硫量≥2%的燃煤量的比例不足20%，总硫量则接近50%。因此，从控制“两控区”中燃煤电厂总的SO₂排放量着眼，应首先集中有限的资金用于防治中、高硫煤的SO₂污染。
2.2　在引进技术的基础上，对其进行消化、吸收、改造，努力提高国产化程度
　　从目前引进的脱硫设备的运行情况看，普遍在费用、运行、维护等方面还存在一定的问题。因此，我们必须努力提高脱硫设备的国产化程度，有意识地降低对国外技术的依赖性，大幅度降低设备制造成本和运行费用，同时努力解决好脱硫设备运行中普遍存在的腐蚀、堵塞与磨损问题。
2.3　鼓励开发全新的高效、可靠、低成本、副产品有商业利用价值的脱硫工艺
　　燃煤电厂不论采用当前可供选择的哪种脱硫工艺均需耗费大量资金，大大增加电能成本。所以当前燃煤电厂脱硫工艺研究的一个重要方向应该是开发出在大幅降低设备投资与运行费用的同时，生产出有较好市场前景的副产品的新工艺，以副产品的销售收入大幅抵消设备投资与运行费，这对于硫资源比较缺乏的中国而言尤其具有十分积极的意义。目前我们在这一研究领域已取得了一定的进展。
2.4　大力发展中国自己的脱硫产业
　　根据国家在“两控区”内控制SO₂排放的政策规定，大批燃煤电厂都将在2010年以前安装脱硫设备，这无疑将给生产脱硫设备的厂家提供一个需求以千亿元计的庞大市场。目前多家外国公司已紧紧盯住了这个大市场，他们频繁在中国召开产品展示会，积极向中国出口脱硫设备和技术，图谋在即将到来的脱硫设备的市场竞争中占据有利地位。对这样一个大市场，我们绝不可以拱手相让。国家发展计划委员会有关部门指出，必须将我国环保产业作为一个新的经济增长点纳入重要议事日程。国家电力公司也表示要重点扶持专业脱硫公司，吸收国外技术，开发新技术，以求迅速形成脱硫产业。脱硫产业既具有明显的社会性和公益性特征，是保障经济、社会、环境和资源协调发展的重要基础产业，同时又具有突出的经济性特征，蕴涵着巨大的商业利润，是一个面向21世纪的新兴产业。因此，大力发展中国自己的脱硫产业，于国于民，其利无穷。

3　结语

　　在人民生活对环境质量要求日益提高的今天，严格控制燃煤电厂的SO₂排放已成为摆在我们面前的一项十分紧迫的任务。目前在美国、德国、日本、芬兰等国常用的脱硫技术各有特色，但都存在一个共同的问题，即费用高昂，难以迅速在中国的燃煤电厂推广使用。在电力建设资金比较紧张的情况下，我们应统筹规划电力工业脱硫工作，集中资金先治理“两控区”内燃煤含硫量较高的电厂，同时消化吸收国外先进技术，积极开发廉价、高效、可靠的脱硫新工艺，充分利用蕴涵于煤炭中的硫资源，大幅降低脱硫成本，大力发展脱硫产业，造福社会。

作者简介:　刘首文　男　工学博士　主要从事电力环保与电力劳保领域的研究工作
作者单位:华中电力集团公司技术中心　

参考文献

1　郭　笛.发展环保产业前景广阔.中国经济导报.1998.6.12
2　Daniel D. Chiras, Environment Science, The Benjamin/Cummings Publishing Company, 1988

来源：华中电力

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