脫硫塔運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算
造成大氣污染及酸雨不斷加劇的主要原因是SO2排放，其中，燃煤電站、燃煤工業(yè)鍋爐、燃煤爐窯等煙氣排放污染問(wèn)題*為**。為減少SO2的排放，“十五”期間**出臺(tái)了一系列的法律、法規(guī)和政策，促進(jìn)了煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化的快速**，使燃煤電廠的SO2排放得到控制，污染治理***初步成效。
“十五”、“十一五”期間，火電廠煙氣脫硫**得到了迅速**，我國(guó)已有石灰石-石膏法、煙氣循環(huán)流化床法、氨法、海水脫硫法、脫硫除塵一體化法、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法、爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化法、活性焦吸附法、電子束法、雙堿法等10多種工藝的脫硫裝置投入商業(yè)運(yùn)行或進(jìn)行了工業(yè)示范；其中，脫硫設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到85%以上；我國(guó)**自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的300MW、600MW級(jí)火電機(jī)組的煙氣脫硫**已通過(guò)商業(yè)化運(yùn)行的**；煙氣脫硫工程總承包能力已可以滿足脫硫工程建設(shè)的需要；其中新建**燃煤機(jī)組的煙氣脫硫工程造價(jià)已由“九五”末的500元/kW左右，降*目前的150元/kW左右，靜態(tài)****大幅降*。
經(jīng)過(guò)一*時(shí)間的運(yùn)行和**，各種工藝的煙氣脫硫系統(tǒng)都得到了**，**成熟度**能夠滿足商業(yè)運(yùn)行要求；煙氣脫硫系統(tǒng)的工藝原理不同，其運(yùn)行**也不同。本文將對(duì)幾種典型的煙氣脫硫系統(tǒng)的工藝*點(diǎn)和運(yùn)行**進(jìn)行分析。
1幾種典型的煙氣脫硫系統(tǒng)
目前有10多種煙氣脫硫工藝裝置投入商業(yè)化運(yùn)行或進(jìn)行了工業(yè)示范，其中石灰石-石膏法占投運(yùn)機(jī)組的90%以上份額，氨法、活性焦吸附法以其**的***點(diǎn)分別占有一席之地。
1.1石灰石-石膏法
石灰石-石膏法煙氣脫硫**是一種***成熟、在**范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的煙氣脫硫**，通常被**電廠所采用。該工藝以石灰石漿液作為吸收劑，通過(guò)石灰石漿液在吸收塔內(nèi)對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌,發(fā)生反應(yīng)，去除煙氣中的SO2，反應(yīng)產(chǎn)生的亞硫酸鈣通過(guò)強(qiáng)制氧化生成含2個(gè)**水的硫酸鈣（石膏），脫硫后的煙氣從煙囪排放。
脫硫裝置工藝系統(tǒng)主要包括：煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石灰石破碎及漿液制備系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、工藝水及廢水處理系統(tǒng)。主要設(shè)備包括：增壓風(fēng)機(jī)、煙氣擋板門(mén)、回轉(zhuǎn)式換熱器(GGH)、吸收塔、氧化風(fēng)機(jī)、循環(huán)漿泵、破碎機(jī)、濕式球磨機(jī)、真空皮帶脫水機(jī)等。
石灰石-石膏法**的優(yōu)點(diǎn):
（1）脫硫劑———石灰石來(lái)源豐富，且價(jià)廉。
（2）適用的煤種范圍廣，脫硫效率*。
（3）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率*，**可靠、穩(wěn)定，其副產(chǎn)品石膏可出售。
石灰石-石膏法**的缺點(diǎn):
（1）初期**費(fèi)用大，運(yùn)行費(fèi)用*。
（2）占地面積大。
（3）系統(tǒng)管理操作復(fù)雜，設(shè)備磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
（4）副產(chǎn)物石膏由于銷(xiāo)路問(wèn)題有可能堆放處理，廢水處理較為困難。
1.2氨法脫硫系統(tǒng)
氨法脫硫**，除用氨水作洗滌劑以外，其運(yùn)行方式與石灰石-石膏法相似。
從引風(fēng)機(jī)來(lái)的煙氣，進(jìn)入脫硫塔濃縮***，經(jīng)過(guò)洗滌、降溫、增濕后進(jìn)入上部吸收*；在吸收*，煙氣經(jīng)氨水吸收液循環(huán)吸收SO2生成亞硫酸銨；脫硫后的煙氣經(jīng)除霧，使煙氣中水霧小于75mg/m3，凈化、除霧后的煙氣經(jīng)熱空氣及煙氣加熱器升溫*75℃左右送入煙囪排放。
吸收劑氨與吸收液混合后進(jìn)入吸收塔。吸收煙氣中SO2形成的亞硫酸銨在吸收塔底部被鼓入的空氣氧化成硫酸銨溶液，用泵將硫酸銨溶液送入***，形成固含量為3%～5%的硫酸銨漿液，硫酸銨漿液經(jīng)過(guò)進(jìn)一步增稠，生成含固量為40%左右的漿液，含固漿液經(jīng)過(guò)濾離心機(jī)分離得到固體硫酸銨，固體硫酸銨進(jìn)入干燥器干燥后，進(jìn)入料倉(cāng)和包裝機(jī)，即可得到商品硫酸銨。母液經(jīng)過(guò)硫酸銨料液泵返回到**槽循環(huán)使用。
氨法脫硫系統(tǒng)包括脫硫裝置和硫酸銨后續(xù)處理裝置。其中：
脫硫裝置的主要設(shè)備有吸收塔、煙氣再熱器、煙道、擋板門(mén)、循環(huán)泵及循環(huán)槽、**泵及**槽、氧化風(fēng)機(jī)、氨水槽及氨水泵、工藝水槽及水泵，附屬管道、閥門(mén)及控制儀表等。
硫酸銨處理裝置的主要設(shè)備有旋流器、稠厚器、離心機(jī)、干燥機(jī)、包裝機(jī)、尾氣洗滌塔、硫酸銨料液槽及硫酸銨料液泵，附屬的管道、閥門(mén)及控制儀表等。
氨法脫硫**的優(yōu)點(diǎn)：
（1）氨的堿性強(qiáng)于鈣基吸收劑，相對(duì)于鈣基脫硫工藝來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小、能耗*。

（2）脫硫副產(chǎn)品硫酸銨是一種常用的化肥，副產(chǎn)品的銷(xiāo)售收入能大幅度彌補(bǔ)運(yùn)行**的支出。

（3）氨水和硫酸銨溶液處在一個(gè)封閉的循環(huán)回路中，不產(chǎn)生**廢水、廢液和廢渣，不產(chǎn)生**二次污染。
（4）氨法脫硫工藝在脫除SO2的同時(shí)還能脫除部分**x。
氨法脫硫**的缺點(diǎn)：
（1）氨易揮發(fā)。氨法與鈣法(石灰石)脫硫的本質(zhì)區(qū)別是，前者的脫硫劑在常溫常壓下是氣體，易揮發(fā)，而后者的脫硫劑是固體,不揮發(fā)。因此,氨法脫硫的首要問(wèn)題是如何解決氨的易揮發(fā)性問(wèn)題，防止氨隨脫硫尾氣溢出而造成的損失。
（2）脫硫系統(tǒng)設(shè)備腐蝕大，防腐***。
（3）需要控制亞硫酸銨氣溶膠。由于在脫硫過(guò)程中，熱煙氣與水溶液接觸，在液體表面，飽和水蒸氣向氣相轉(zhuǎn)移，*細(xì)的固體顆粒會(huì)成為水蒸氣冷凝結(jié)露的核心或晶種。因此，要防止氣溶膠的產(chǎn)生，在氣相形成亞硫酸氫氨的固體，即氣相沉淀。*初形成的固體呈現(xiàn)為微米級(jí)別的*細(xì)粉末,稱為氣溶膠。
1.3活性焦脫硫**
活性焦對(duì)SO2的吸附由物理吸附和化學(xué)吸附2類(lèi)過(guò)程組成，其基本原理為：含有SO2、O2和水蒸氣的煙氣通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)加壓進(jìn)入裝有活性焦的吸附塔，煙氣均勻地穿過(guò)活性焦吸附層，煙氣中的SO2被吸附在活性焦表面，在炭表面的含氧絡(luò)合物基團(tuán)強(qiáng)有力的催化氧化作用下，生成的H2SO4吸附在活性焦空隙內(nèi)，同時(shí)活性焦吸附層相當(dāng)于*效顆粒層過(guò)濾器，在慣性碰撞和攔截效應(yīng)的作用下，煙氣中的大部分粉塵顆粒在床層內(nèi)部的不同部位被捕集，完成煙氣脫硫、除塵凈化。同時(shí)汞、砷等重金屬、HF、HCl和二惡英等大分子氧化物也被脫除，脫除后的凈煙氣經(jīng)凈煙道匯集，通過(guò)煙囪排放。
吸附SO2達(dá)到飽和的活性焦從吸附塔底部排出，通過(guò)輸送系統(tǒng)運(yùn)*解析塔進(jìn)行加熱再生；再生的活性焦經(jīng)篩分后與補(bǔ)充的新活性焦再送入吸附系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)吸附使用。經(jīng)篩分破損的活性焦從活性焦循環(huán)系統(tǒng)中分離出來(lái)，可以進(jìn)入鍋爐燃燒或再加工成其他產(chǎn)品。再生回收的*濃度SO2混合氣體送入硫回收系統(tǒng)作為生產(chǎn)濃硫酸的原料。
活性焦脫硫系統(tǒng)由煙氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、解析再生系統(tǒng)、活性焦儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)、硫回收系統(tǒng)等組成。
活性焦脫硫**的優(yōu)點(diǎn)有：
（1）煙氣脫硫反應(yīng)在110～150℃進(jìn)行，不需煙氣加熱裝置。
（2）脫硫過(guò)程不用水，適用于水資源缺乏地區(qū)，且不產(chǎn)生廢水、廢渣等二次污染物。
（3）用活性焦作吸附劑，可再生循環(huán)利用，**較*。
（4）能同時(shí)脫除汞、砷等重金屬，以及HF、HCl和二惡英等大分子氧化物。
（5）如果加入噴氨裝置可以脫除**x，能夠降*脫硝造價(jià)和運(yùn)行**，是一種*效的煙氣凈化方式。
（6）脫硫產(chǎn)物為硫酸、硫磺等副產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)資源化利用。
活性焦脫硫**的缺點(diǎn)：
（1）缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煙氣脫硫工藝**和一些**設(shè)備的制造**。
（2）煙氣脫硫國(guó)產(chǎn)化依托工程的落實(shí)存在難度，自主**的**難以實(shí)現(xiàn)**化生產(chǎn)。
（3）初始**較大。
2運(yùn)行費(fèi)用分析
火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的建設(shè)**較過(guò)去已經(jīng)有了大幅度的降*，國(guó)產(chǎn)化率也*過(guò)85%，煙氣脫硫系統(tǒng)增加了發(fā)電**的運(yùn)行**，發(fā)電**對(duì)此非常重視。本文以600MW機(jī)組為例對(duì)采用石灰石-石膏法脫硫**、活性焦脫硫**進(jìn)行運(yùn)行**分析，以300MW機(jī)組為例對(duì)采用氨法脫硫**進(jìn)行運(yùn)行**分析（目前運(yùn)行的容量*大的機(jī)組）。其中，600MW機(jī)組鍋爐按蒸發(fā)量為1931t/h，燃煤量250t/h，煤炭硫分為1%進(jìn)行系統(tǒng)分析，濕法脫硫方案參照某項(xiàng)目工程的**；活性焦方案參照**電源**（株）磯子火力發(fā)電廠（2×600MW）方案**。
600MW機(jī)組脫硫的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：燃煤硫分按1%考慮：250t/h×1%=2.5t/h；SO2產(chǎn)生量：2.5t/h×80%×64/32=4t/h(燃煤中的硫與氧的反應(yīng)：S+O2=SO2，式中：32為S的分子量，64為SO2的分子量，80%為煤燃燒時(shí)硫的轉(zhuǎn)化率。經(jīng)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)為80%～85%，取80%)。
CaCO3的需要量：8t/h（參考《火電工程限額**參考造價(jià)**》2008年水平）。
石膏產(chǎn)生量：4t/h×95%×172/64=10.21t/h（SO2->CaSO4·2H2O，式中：64為SO2的分子量，172為CaSO4·2H2O的分子量，95%為脫硫效率）。
H2SO4的產(chǎn)生量：4t/h×95%×98/64=5.82t/h(SO2->H2SO4，式中:64為SO2的分子量,98為H2SO4的分子量,95%為脫硫效率)。
機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)按照《火電工程限額**參考造價(jià)**》的5000h計(jì)算，材料費(fèi)用參考目前的*場(chǎng)價(jià)，其中：水價(jià)3.5元/t，電價(jià)0.5元/(kW·h)，石灰石100元/t，石膏50元/t，活性焦5000元/t，硫酸350元/t，液氨2250元/t，硫酸銨650元/t，蒸汽60元/t。
石灰石-石膏法運(yùn)行費(fèi)用（600MW機(jī)組）參見(jiàn)表1。

氨法脫硫運(yùn)行機(jī)組*大容量為**的300MW，本文參考文獻(xiàn)[2]中所做預(yù)算進(jìn)行比較，氨法運(yùn)行費(fèi)用（300MW機(jī)組）參見(jiàn)表3。

以上運(yùn)行費(fèi)用沒(méi)有計(jì)算人工費(fèi)、檢修費(fèi)用和脫硫電價(jià)補(bǔ)貼。
由表1～3的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析可以判斷，活性焦脫硫工藝的運(yùn)行****，其次是氨法工藝，運(yùn)行****的是石灰石-石膏法脫硫工藝。