【摘要】煤中含有多种元素，其中的硫元素在煤燃烧时会产生二氧化硫排放到空气中形成酸雨的主要成分之一。将破坏土壤的结构，污染地下水，腐蚀设备和建筑物，危害极大。煤脱硫势在必行，煤脱硫技术有待改进。火电厂是用煤大户，烟气脱硫技术是火电厂脱硫发展的方向。
【关键词】煤脱硫；火电厂；烟气脱硫
1、煤脱硫的原因
煤中含有硫元素，煤燃烧如果不脱去硫，硫燃烧生成的二氧化硫含氮的氧化物等在空气中和形成pH低于5.6的酸雨。酸雨可导致土壤酸化。酸雨还能加速土壤矿物质营养元素的流失；改变土壤结构，导致土壤贫瘠化，影响植物正常发育；酸雨可对森林植物产生很大危害。酸雨还能诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产。酸雨可抑制某些土壤微生物的繁殖，降低酶的活性，土壤中的固氮菌、细菌和放线菌均会明显受到酸雨的抑制。
酸雨能使非金属建筑材料（混凝土、砂浆和灰砂砖）表面硬化水泥溶解，出现空洞和裂缝，导致材料的强度降低，从而建筑物损坏。即使酸雨较轻也会使建筑材料变脏、变黑，影响城市市容质量和城市景观。
酸雨危害对人体健康、建筑设施和生态环境的危害有直接的和潜在的。潜在的危害使建筑设施和生态环境更加难以修复。酸雨可使儿童免疫功能下降，老人眼部、呼吸道患病率增加。慢性咽炎、支气管哮喘的发病率增加。
酸雨对湖泊的危害也是很严重的，由于降落地表的酸雨在径流过程中得不到地表物质的中和，湖水的酸度增加很快。杀死所有的鱼类和其他微小生物。
2.煤脱硫技术原理简述
从脱硫的时间看，脱硫可划分为燃料预先脱硫、燃烧中脱硫和烟气脱硫。从脱硫的方法看，煤的脱硫主要有化学法，物理法和微生物法。燃料预先脱硫是在煤炭洗选中实现的。洗煤的方法有物理的和化学的两种。物理洗选是利用煤中硫铁矿与其他组分间物理性质的差异进行分离的方法。化学方法脱硫是利用化学反应对硫铁矿中的硫进行脱除。
煤中的硫可分为有机硫和无机硫，有机硫与煤中的有机物质形成复杂的分子结构，用化学方法或电磁辐射破坏碳硫间的化学键脱除。而无机硫主要以硫化铁、单质硫和硫酸盐的形式存在，可用物理方法脱除。燃烧中脱硫技术是型煤固硫技术和循环流化床脱硫技术。
燃烧中脱硫是采用流化床燃烧技术进行的。这种方法是向炉内喷射石灰或白云石作流动介质，与煤粒混合在炉内进行多级燃烧，二氧化硫以硫酸钙的形式除去。这种燃烧方式不仅能脱除二氧化硫，而且因燃烧温度较低，可以减少氮氧化物，因此国内外对这项燃烧技术十分重视。
从烟气中脱硫是将SO2经过适当的化学反应变为有用的化工产品或肥料。如对含高浓度SO2烟气的处理是把SO2经催化生成硫酸回收利用。对低浓度SO2烟气可以用多种方法，下面作详细介绍烟气脱硫。
3、火力发电厂普遍使用脱硫技术――烟气脱硫法
燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（英文Flue gas desulfurization，简称FGD），在FGD技术中，按脱硫的操作工艺可分为：石膏法、喷雾干燥法、磷铵肥法、烟气循环流化床法、海水脱硫法和氨水洗涤法等方法。下面介绍其中的一些方法。
3.1石膏法
根据脱硫后的产物命名。石膏法脱硫工艺利用的原料是石灰石，美国、德国和日本的火力发电厂大都采用的烟气脱硫装置。该工艺世界上应用最普遍的一种脱硫技术。该工艺最大的优点是脱硫率在95%以上。
该工艺的工作原理：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合氧化最终生成石膏（CaSO3・2H2O）。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。其化学反应如下：
CaCO3 高温 CaO+CO2↑ CaO+H2OCa（OH）2
2Ca（OH）2+2SO2CaSO3・H2O+H2O
2CaSO3・H2O+2SO2+H2O2Ca（HSO3）2
2Ca（HSO3）2+O2+4H2O2CaSO3・2H2O+2H2SO3
石膏在工业中用途较多，它可以用作建筑材料（石膏板），还可以作为高密度树脂材料或塑料所制成的复合材料中的填料。
工作流程包括石灰石储存运输；石灰石浆液的制备及供给；烟气系统；浆液吸收二氧化硫；氧化亚硫酸钙为硫酸钙；石膏脱水；石膏的储存运输；废气排放。
该工艺适合200MW及以上的中大型新建或改造机组的火力发电厂；燃煤含硫量在0.5～5%之间；石灰石较丰富且石膏综合利用较广泛的地区。
3.2喷雾干燥法
喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵送入的雾化装置雾化，在吸收塔内雾化成细小液滴的消石灰乳吸收剂与烟气中的二氧化硫发生化学反应生成亚硫酸钙而脱硫。化学反应为：
CaO+H2OCa（OH）2 Ca（OH）2+SO2CaSO3+H2O
该工艺的脱硫率不如石膏法的脱硫率高。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围。
3.3磷铵肥法
磷铵肥法烟气脱硫技术以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附、萃取、中和、吸收、氧化、浓缩干燥等单元组成。
该工艺脱硫时经高效除尘器用风机将烟气加压，再将喷水降底温度调整湿度，然后进入活性炭脱硫塔组脱硫并制得30%左右浓度的硫酸，这是一级脱硫。一级脱硫不完全，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤进一步脱硫，脱硫率大大提高。二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。净化后的烟气经分离雾沫后排放。
3.4海水脱硫
海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中二氧化硫的一种脱硫方法。在脱硫吸收塔内，大量海水喷淋洗涤进入吸收塔内的燃煤烟气，烟气中的二氧化硫被海水吸收而除去。净化后的烟气经除雾器除雾、经烟气换热器加热后排放。吸收二氧化硫后的海水与大量未脱硫的海水混合后，经曝气池曝气处理，使其中不稳定的亚硫酸根离子被氧化成为稳定的硫酸根离子，并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排放大海。近几年，海水脱硫工艺在火电厂的应用取得了较快的进展。化学反应为：
SO2+H2OH2SO3 2H2SO3+O22H2SO4
3.5氨水洗涤法
该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产品硫酸铵化肥。工艺流程为锅炉排出的烟气经换热器冷却，进入预洗涤器经洗涤后除去氯化氢和氟化氢，洗涤后的烟气经过液滴分离器除去水滴进入前置洗涤器中。在前置洗涤器中，氨水自塔顶喷淋洗涤烟气，烟气中的二氧化硫被洗涤吸收除去。化学反应为：
2NH3+SO2+O2+H2O（NH4）2SO4
洗涤过程中产生浓度约30%的硫酸铵溶液排出洗涤塔，送到化肥厂进一步加工或直接作为液体氮肥出售。
参考文献
[1]冯玲.烟气脱硫技术的发展及应用现状[J].环境工程，1997
[2]周至祥.《火电厂湿法烟气脱硫技术手册》.中国电力出版社，2006年
