工业锅炉管理与维护问答 第2版
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1-16 近年来,对锅炉烟气脱硫做了哪些工作?

:在我国一次能源和发电能源构成中,煤占据了绝对的主导地位,而且在已探明的一次能源储备中,煤炭仍是主要能源。2004年6月30日,我国《能源中长期发展规划纲要(2004~2020年)》提出了“以煤炭为主体,电力为中心,油气和新能源全面发展”的战略,预测到2050年煤在我国一次能源中所占比例仍在50%以上。这些都充分表明在很长的一段时间内,我国一次能源以煤为主的格局不会发生根本改变。

大量的燃煤和煤中一定的含硫量必然导致大量的SO2的排放。1995年我国SO2排放量已达到2370万t,超过欧洲和美国,成为世界SO2排放第一大国;之后连续多年排放量都超过2000万t。另外燃煤烟气中的NOx同样是大气污染的主要原因之一。

1.大气污染物治理和控制取得初步成效

在电力行业快速发展的情况下做好环境保护工作,控制燃煤电厂大气污染物排放,改善我国空气质量、控制酸雨污染,一直是国家环境保护工作的重要课题。所以在2011年9月29日发布了新修订的国家污染物排放标准GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》。除了提高环保标准外,国家也逐步提高了排污的收费。

由于采取了一系列有效的控制排放政策和措施,我国在大气污染物的治理和控制上已取得一定的成效。但目前我国SO2、氮氧化物的治理和减排形势仍然十分严峻。

2.规范脱硫市场

曝光8家电厂违法超排SO2。山西、广西、四川、贵州、湖南等省区8家燃煤电厂违反大气污染防治设施必须保持正常使用的法律要求和有关技术规范,脱硫设施长期不正常运行,超标排放SO2等污染气体。国家发展和改革委员会、环境保护部公开曝光这8家企业和相关处理结果。发布的公告中说,山西某煤电有限公司现有2台燃煤发电机组,装机容量均为13.5万kW,2007年6月建成投运,烟气脱硫设施同步建成投运,采用一炉一塔半干法脱硫技术。这家公司违反大气污染防治设施必须保持正常使用的法律要求和有关技术规范,脱硫设施长期不正常运行,不按操作规程添加足量脱硫剂,监测系统中脱硫剂消耗量、烟气入口和出口SO2浓度数值人为做假,致使烟气在线监测数据失真,SO2长期超标排放。其他7家公司均存在类似问题,每家公司SO2排放量大约3500t至7万多t。

为此,责成上述8家单位自公告之日起30个工作日内编制完成烟气脱硫设施整改方案,报送环境保护部备案。2010年年底前必须完成整改任务。

两部门还要求这8家单位所在地省级环境保护行政主管部门自公告之日起15个工作日内,依据两部门公告核定的每年SO2排放量,确定各机组(锅炉)应全额缴纳的每年SO2排污费金额及核实已经征收的SO2排污费,追缴差额部分。

两部门要求,自公告之日起15个工作日内,山西某煤电有限公司等6家单位所在地省级价格主管部门,要根据《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法》有关规定和上述公布的机组脱硫设施投运率,扣减停运时间上网电量的脱硫电价款,对脱硫设施投运率低于90%的,按规定处以相应罚款。

对不正常使用自动监控系统、弄虚作假的3家公司,两部门要求其所在地县级以上环境保护行政主管部门依据《中华人民共和国大气污染防治法》第四十六条和《污染源自动监控管理办法》第十八条有关规定进行处罚。

两部门还要求上述8家公司所在地环境保护行政主管部门依据《中华人民共和国大气污染防治法》第四十六条有关规定对不正常运行脱硫装置、超标排放SO2的行为进行处罚。

含硫煤炭在燃烧过程中释放出二氧化碳等污染气体。大气中的SO2会刺激人们的呼吸道,导致呼吸道抵抗力下降,诱发呼吸道的各种炎症。SO2进入大气后还可能形成酸雨,给农业、森林、水产资源等带来严重危害。

为了有效防治SO2等的污染,改善大气环境质量,我国在改变燃料构成、推广使用天然气及优质煤的同时,大力推广节能、脱硫及高效除尘等措施。

3.积极推进脱硫新技术、新工艺

近年来,工业和信息化部印发了《关于公布“石灰石-石膏湿法烧结烟气脱硫技术”等两种脱硫工艺后评估结果的通告》(以下简称《通告》)。该《通告》不对工艺进行评述,只是列举出评估对象的实际运行数据及达到该效果的工况条件,供企业结合自身实际情况进行选择。

这次《通告》中所提到的两项技术后评估工作,经过了制订后评估方案、现场调研、编写评估报告、专家评审四个阶段。该项工作是针对当前钢铁烧结烟气脱硫市场混乱,钢铁企业与脱硫公司信息不对称的现状而开展的。

这次发布的钢铁行业烧结烟气脱硫技术后评估的两项技术经过了严格筛选,比较了目前在市面上使用的20多种技术,最后经专家研究,确定使用这两项技术。针对烧结机烟气特点,在吸收塔浆池结晶生成物控制方面,还独创了一种浆液池结晶生成物的控制方法,目前在申请专利。

石灰石-石膏湿法(空塔喷淋)烧结烟气脱硫技术不但很好地消除了吸收塔内壁结垢和管道堵塞问题,而且该控制方法对吸收浆液pH值Cl-浓度F-浓度、重金属含量、氧化空石膏结晶时间、反应温度等进行严格控制。同时,确保外排浆液中膏晶体粒径饱满、杂质含量少,生成的石膏晶体非常利于脱水,能有效保证副产物石膏的含水量在10%以下,有利于石膏的综合利用。

在脱硫效率方面,石灰石-石膏湿法(空塔喷淋)烧结烟气脱硫技术的平均脱硫效率为93.3%,外排废气中SO2浓度在200mg/m3标态以下。

而循环流化床(LJS-FGD)烧结烟气多组分污染物干法脱除技术的主要亮点是具有协同脱除多种污染物的功能。该技术平均脱硫效率为93.1%,除氯化氢效率96.6%,铅、镉、汞的总量脱除效率99.5%,硫酸雾脱除率96.6%,且本工艺只要增加吸附剂就可以脱除二恶英。

同时,这两项技术具有较低成本的优势,一般企业都能接受。石灰石-石膏湿法(空塔喷淋)烧结烟气脱硫技术单位烟气量投资为75元/(m3标态/h),每吨脱硫成本为5.21元。而循环流化床(LJS-FGD)烧结烟气多组分污染物干法脱除技术单位烟气量投资为59元/(m3标态/h),每吨脱硫成本为7.99元。

目前,有相当一部分脱硫公司缺乏相关资质和工程经验,所采用的脱硫工艺良莠不齐。据相关部门抽查的结果显示,被抽查的82家钢铁企业207台烧结机中只有43台(占20.77%)安装了脱硫设施,且其中因技术不成熟、运行费用高等原因,4家钢铁企业的烧结脱硫设施运行不正常。而部分中小钢铁企业建设的脱硫设施实际运行效果更是令人担忧。为此,钢铁企业纷纷呼吁有关部门应该对钢铁烧结烟气脱硫工艺进行权威评估,避免出现火电烟气脱硫初期的无序局面。

为此,工业和信息化部(以下简称工信部)发布了《钢铁行业烧结烟气脱硫实施方案》,近年来又发布了《关于开展钢铁行业烧结烟气脱硫工艺技术后评估工作的通知》。此次评估工作是由工信部委托的第三方评估机构组织专家完成的,专家们对提交参加后评估申请的脱硫工艺进行了筛选。确定了“石灰石-石膏湿法(空塔喷淋)烟气脱硫技术”“循环流化床(LJS-FGD)烧结烟气多组分污染物干法脱除技术”作为此次后评估的评估对象。