火电厂用石灰石脱硫脱硝时对粉煤灰有何影响

【专家解说】：摘要： 火力发电厂的脱硫，为什么一定要用石灰石作为脱硫剂？火力发电厂排出的粉煤灰浆，无用，有害，量大，且多。酸碱度一般在8.5-13左右。为什么不能将其碱性应用于脱硫呢？ 按照中等偏下原则计算粉煤灰浆中的脱硫物质。粉煤灰浆中的脱硫物质，是燃煤含硫量3％情况下的4倍多。足以用于脱硫。 不仅有价值，而且完全有必要，将粉煤灰浆应用于火力发电厂的脱硫。运用高、精、尖技术的最新烟气微分处理工艺，不仅能够将粉煤灰浆与二氧化硫充分有效混合，而且能够降低传统脱硫塔50％以上高度。也就是说，能够大为减少占地面积和占用空间。根据已经成功的十多个工业应用业绩进行计算，能够实际应用于火力发电厂的高效除尘脱硫装置，其除尘、脱硫效率，一般在99.9999％左右。也就是说，完全可以节省掉静电除尘这一部分。针对国内、外燃煤电厂锅炉烟气治理的除尘、脱硫成本高、效率低，结构复杂、操作繁琐、具有二次污染，缺陷过多状况，研发成功，可以广泛运用于烟气治理领域，可以与电厂污水零排放相结合，并且可以与城市污水水处理相结合的，全部国产化的，低成本、高效率湿式除尘、脱硫、污水处理一体化技术装备。
绪言：解决温室效应、空气质量剧烈恶化、水污染和大规模酸沉降污染，是全人类面临的重大问题之一。进行全球气候和环境保护，是对人类智慧、勇气和信心的重大考验。进行全球气候和环境保护，烟气治理是主要措施之一。烟气治理的除尘、脱硫一体化，以废治害、以害制害，综合利用、综合开发，是降低脱除二氧化硫成本的最有效途径。其意义，丝毫不亚于进行第二次工业革命。温室效应、空气质量剧烈恶化、水污染和大规模酸沉降污染，给予人类社会和谐发展造成的危害，愈发剧烈。日益明显。这是每一个人都能够切切实实的感受到的。对于环境保护的迫切性和重要性，人人皆知。但是，为什么烟气治理的速度仍然不尽人意呢？ 归根结底，静电除尘--石膏脱硫的除尘、脱硫工艺流程，复杂、造价昂贵，是根本原因。虽然，石灰石价格低廉、资源广泛，静电除尘耗用的用电量也比较小，但是，久而久之，运行费用也是很为可观的。仅就全国的火力发电厂除尘、脱硫来讲，造价和运行费用，都是巨大的天文数字。对于脱硝、脱碳的具体实施要求，则更是遥遥无期了。降低除尘、脱硫的造价和运行费用，是粉尘和硫、氮、碳氧化物污染治理的根本所在。 烟气治理，需要造价低、效率新高技术。电力，中国、乃至全世界的各行各业都在呼唤更好、更先进的除尘、脱硫全新技术装备。 怎么样降低除尘、脱硫的造价和运行费用？从这里就可以引出一个问题。
一、火力发电厂的脱硫，为什么一定要用石灰石作为脱硫剂？火力发电厂排出的粉煤灰浆，无用，有害，量大，且多。酸碱度一般在8.5-13左右。 为什么不能，为什么没有将其碱性应用于脱硫呢？如果能够应用一部分，那么，就可以降低粉煤灰的相当一部分有害性。就能够减少许多石灰石的消耗。就能够减少许多有关石灰石消耗的资源浪费。亚石膏的无用性，以及其堆积缓释二氧化硫的二次污染性，众所周知。石灰石-石膏-湿式脱硫工艺流程，虽然也能够广泛应用，毕竟造价高、效率低、结构复杂。浪费严重。需要根本性进步。
二、粉煤灰浆中含有能够脱硫的物质，是不是不足以用于脱硫呢？一般燃煤的含灰量在30％以上。30％含灰量中的脱硫物质，能够脱除多少二氧化硫？ 燃煤煤质的不同，含灰量也不同。 30％的含灰量，能够脱除3％的二氧化硫。十倍比例，从数学意义上讲，根本没有问题。 按照中等偏下原则计算粉煤灰浆中的脱硫物质。粉煤灰浆中的脱硫物质，是燃煤含硫量3％情况下的4倍多。足以用于脱硫。所以，不仅有价值，而且完全有必要，完全应该将粉煤灰浆应用于火力发电厂的脱硫。燃煤含灰量中的脱硫物质，混溶在水溶剂中的活性更好。脱硫能力应该更好。因为应用石灰石脱硫的石膏脱硫法，并不能高效地脱除二氧化硫。还需要添加含镁物质等等。表1粉煤灰的化学成分及性能（%）： 细度 需水量 烧失比 含水量 SO 3 SiO 2 Fe 2 O 3 AI 2 O 3 CaO MgO K 2 O Na 2 O

20 106 1.73 0.3 0.14 54.0 6.11 27.7 2.57 1.23 1.50 0.37

粉煤灰是原煤经电厂锅炉燃烧后的产品。各地电厂所用的原煤来自不同的煤矿。所以燃煤中各组成物质的含量不同。而且各个电厂炉膛结构有别，受炉温、空气含氧量、燃烧质量等的影响，以及原煤的燃烧方式不同，因而燃烧后粉煤灰的比重及成分不同。经频谱仪分析可知：粉煤灰的主要成分是氧化硅、氧化铝和氧化铁，约占粉煤灰总量的80%左右，还有一定量的氧化钙、氧化镁等(见表2)。表2不同电厂粉煤灰化学成分测定结果(%)：
灰名 SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO 烧失量 d 50 (mm)

青山热电厂干灰 59.82 26.66 4.95 2.42 0.90 0.93 0.035
青山热电厂湿灰 57.28 24.24 7.48 3.48 0.31 3.47 0.029
汉川电厂干灰 57.50 26.70 4.10 2.72 0.95 4.81 0.031
汉川电厂湿灰 59.95 28.72 4.71 3.53 1.16 3.43 0.076
阳逻电厂干灰 54.54 24.48 5.05 2.68 0.95 4.29 0.027
阳逻电厂湿灰 56.31 23.50 7.79 4.16 1.09 3.59 0.083
郑州热电厂 50.37 21.28 4.19 3.24 1.30 4.30 0.061
郑州火电厂 52.86 22.88 4.09 3.52 1.38 11.0 0.027

1.关于燃煤含硫量计算： 以35吨/小时锅炉为例。烟气量126000立方米/时。按用煤量6.6吨/时计算。燃煤含硫量为3%时烟气含硫量：每小时烟气含硫量6.6×1000×3％＝198kg，为198kg×1000÷32＝6187.5GM。
2.关于粉煤灰所含脱硫物质计算： 按煤的含灰量为30％计算：煤渣、粉尘量为6.6×1000×30%＝1980kg。粉煤灰含SiO2为32-60%，取45%；Al2O3为10-32%，取20%；Fe2O3为4-12%，取8%；CaO为2-24%，取12%；MgO为1-11%，取6%；烧失量为1-15%，取9%。矿物组成以玻璃体为主要成分。玻璃体含量50-80%。其余为莫来石和石英相。粉煤灰中能够脱硫的物质数量如下：
SiO2： 45%×1980＝891（kg）， 891000÷（28×1+16×2）＝14850GM。 Al2O3：20%×1980＝396（kg）， 396000÷（27×2+16×3）＝3882.35GM。 Fe2O3：8%×1980＝158.4（kg）， 158400÷（56×2+16×3）＝990GM。 CaO： 12%×1980＝237.6（kg）， 237600÷（40×1+16×1）＝4242.85GM。 MgO： 6%×1980＝118.8（kg）， 118800÷（24×1+16×1）＝2970GM。合计为：14850+3882.35+990+4242.85+2970＝26935.2GM。
3.脱硫剂数量大于含硫量四倍以上。 燃煤含硫量3%时，每小时烟气含硫量为198kg×1000÷32＝6187.5GM。粉煤灰中所含脱硫物质的量，每小时为26935.2GM，是硫的26935.2÷6187.5＝4.35倍。
三、如何将粉煤灰浆中的脱硫物质与二氧化硫充分混合?
传统中的湿式石膏脱硫法，能够将石灰石中的脱硫物质有效混合。也完全能够将粉煤灰浆与二氧化硫有效混合。在利用传统的石膏脱硫法脱硫设施的基础上，利用粉煤灰脱硫，一定会有许多不适之处。所以进行了研究。经过研究、开发，事实证明，应用粉煤灰进行脱硫的设施，不仅比石灰石脱硫设施小，而且，还可以将巨大的静电除尘设施节约掉。
四、应用粉煤灰浆脱硫，是否可以节省掉静电除尘? 静电除尘的效率一般在99.99％左右。传统的麻石水膜除尘器效率，一般只有97％. 在利用粉煤灰浆脱硫时，除尘效率能不能达到99.99％，关系到能否节省掉静电除尘问题。根据已经成功的十多个工业应用业绩，作为粉煤灰浆脱硫的工业应用试验装置进行计算。脱硫效率与除尘效率基本相同。烟气治理的效率可以达到100％。但是，与物质不灭定律、能量守恒定律丝毫无关。例如空调。例如沙尘暴污染的大气，经过湿式处理后，完全可以达到湿润、清新程度。其经过安装紫外线、负离子发生装置、恒温装置通道后，空气质量还可以进一步提高。
五、除尘、脱硫一体化，是降低除尘、脱硫成本的根本途径。与目前世界上最为成熟、应用范围最为广泛的石灰石-石膏湿式脱硫-静电除尘烟气治理工艺流程相比较，将静电除尘和脱硫岛这两个庞然大物合而为一，一定能够降低造价，降低运行成本。但是，还能不能够具有更进一步的发展？研究证实，完全能够将除尘、脱硫、污水处理合而为一。除尘、脱硫、污水处理一体化，更有利于烟气治理向纵深发展。不仅有利于电厂的污水零排放，更有利于社会上的污水处理。除尘、脱硫、污水处理一体化，具有强大的污水处理功能。其它企业将印染废水、造纸废水、氨水、电石渣、海泥应用于脱硫的工业应用事实，完全能够证明。工业应用证明，经过除尘、脱硫工艺流程的澄清水，清澈度一般在1.8米以上。 关于小型火力发电厂的废水水质、水量特点：小型火电厂的废水一般分为除灰废水、冷却系统排水、化学处理系统排水、输煤系统废水、厂区生活废水、含油废水和杂用水系统排水等。其中除灰废水和冷却水系统排水水量占整个电厂废水的80％左右。其它废水水量由电厂的具体用水情况而定。冷却水系统排水水质较好，只是温度和COD较高。除灰废水水质差，水中不仅COD和SS很高，还含有许多重金属元素。表3小型火电厂各废水系统水量和废水中的污染物统计：
废水系统 冷却系统排水 除灰废水 化学处理系统排水 含油废水 输煤系统废水 厂区生活废水 杂用水系统排水
占总废水百分比/% 30-70 20-50 2-7 0.1-1 0.5-2 0.5-3 5-10
主要污染物 Cl - 、Ca 2+ 等 重金属、COD、SS、Ca 2+ 、SO 4 2- 等 H+或OH - 、COD、Cl - 等 油污等 SS等 BOD等 COD、SS等
火力发电厂的烟气治理，是一个相当巨大的社会工程。一般要求具有两个同样的业绩。这就彻底否定了创新。作为企业，创新成果如果没有业绩，也是不可以接受的。必须坚持进一步深化科研体制、机制改革。火力发电厂的烟气治理创新，也同样是一个相当巨大的社会工程。也需要跨越很高的门槛。许许多多关于煤的清洁燃烧研究机构、重点实验室，并不能够做到对于具体情况进行具体分析，进行具体研究，对于显而易见的、近在咫尺的、具有明显碱性特征的粉煤灰浆，加以应用，至今仍然达不到非职务发明人一九九七年的研究水平，只能说明，开拓具有中国特色的科学技术全面发展道路，任重道远。建设科学发展的创新型国家，需要全国上上下下每一个人的努力，汇聚成为共同的合力。
结论：利用具有碱性特征的粉煤灰浆脱硫，切实可行。关于其工业应用的技术装备，鉴于应用在其它行业的十多个业绩，证明其技术可靠、成熟。