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技术知识

我国火电行业烟气脱硫除尘器现状

作者 泊头市华润环保设备有限公司

打破除尘设备领域瓶颈 布劳得环保国内外市场称雄布袋除尘器是治理大气污染的高效除尘设备,也是近年来我国环境治理的“利器”。在国际污染控制标准的制订、修订不断趋于严格,环境问题备受关注的背景下,布袋除尘器这块“蛋糕”不断壮大,行业的发展未来可期。

截至2008年底,我国发电装机容量达到79,253万千瓦,同比增长11.2%。其中,火电总装机容量达60,132万千瓦(其中煤电装机约57,424万千瓦),约占总容量的75.87%;水电达17,152万千瓦,约占总容量的21.64%;核电达885万千瓦,约占总容量的1.12%;新能源发电达1084万千瓦(其中风电达到了894万千瓦),约占总容量的1.37%。从我国2000-2008年逐年总装机及火电装机容量的变化情况可以看出,近年来我国发电总装机及火电总装机容量同步增长。同时,在电力结构调整的大形势下,尤其是在我国大力发展风电等新能源的政策引导下,火电装机容量所占比例继2007年之后再次实现下降。
与国外情况一样,在诸多脱硫工艺技术中,石灰石-石膏湿法烟气脱硫仍是主流工艺技术。据统计,截至2008年底,投运、在建和已经签订合同的火电厂烟气脱硫工艺技术中,石灰石-石膏湿法占90%以上。
布袋除尘器可通过过滤材料来分离气体中的粉尘等污染物,粉尘通过滤网时由于滤网的过滤作用而被筛分、粘附,受到惯性和静电等作用被滤网捕获。随着除尘器的不断使用,滤网表面积累的粉尘增厚导致其孔隙越来越小,从而可以捕获更细微的粉尘,使得除尘器拥有更佳的除尘效果,分担着废气处理的重担。
我国火电行业烟气脱硫存在的主要问题
火电烟气脱硫除尘器容量与实际投运容量差距较大,由于电力行业是目前二氧化硫排放的主要污染源,火电二氧化硫排放约占全国二氧化硫排放的50%。因此,控制二氧化硫的排放,必然成为电力行业“十一五”及“十二五”期间环境治理的主要问题之一。按照我国2 0 0 7年的脱硫装机容量占全国火电约48%进行初步计算,2007年火电可脱硫(指二氧化硫,不是单质硫,下同)约870万吨。据统计,以2007年全国燃煤电厂烟气脱硫产生石膏约1700万吨数据为基础,利用等量摩尔数进行估算,2007年火电实际烟气脱硫约630万吨,即约有38.1%的脱硫装机容量没有运行或者没有稳定运行。要想完成国家“十一五”及“十二五”总量要求并彻底实现二氧化硫控制,必须要实现全部脱硫装机容量的稳定运行。
火电烟气脱硫方式单一,脱硫使用石灰石资源巨大,造成生态破坏严重,由于我国目前采用石灰石-石膏湿法脱硫的工艺占90%以上,这种较单一的脱硫方式决定了我国脱硫所采用的石灰石原料量巨大。据统计与估算,我国2007年在脱硫方面使用的石灰石原材料为1300万~1500万吨,按照一般含量50%来计算,则需开采约3000万吨的矿,约相当于湖南省某县探明储量的一半。常年如此大规模的对石灰石矿的开采必然会对地方生态带来较严重的负面影响。世界很多国家也较多使用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,但因为其火电总装机容量不大,所以消耗的资源与产生的脱硫石膏总量均不大。因此,我国应根据具体国情因地制宜地采取多种脱硫方法并用的方式。
火电烟气脱硫副产物石膏处理现状不理想,极易引起生态问题,与发达国家相比,我国火电烟气脱硫装机水平虽然已经达到或超过了其平均水平,但在脱硫副产物石膏综合利用方面,却有着很大的差距。德国是烟气脱硫副产物石膏研发和利用最先进的国家,从政策要求与产业导向方面同时进行约束,目前脱硫石膏的利用率基本达到100%,主要用于生产建筑石膏、纸面石膏板和建筑用构件;在日本,烟气脱硫石膏的利用率也基本达到100%,主要用于水泥添加剂、石膏板原料以及通过技术革新作为路基等所需的砂土;就是在火电比例与我国相似的美国,脱硫石膏利用量也突破了60%,主要是和天然石膏一起用于生产半水石膏粉。而我国目前的火电脱硫石膏的利用率仅为10%左右,绝大部分脱硫石膏是处于自然堆存的状态,其中含有的重金属及有害化合物可能会导致地下水污染,同时会对自然生态产生潜在破坏作用,还会因为脱硫石膏的自然风化再次释放二氧化硫而出现二次污染。
火电大气治理目前以烟气脱硫除尘器为主,大气治理存在总体失衡的趋势,为了控制酸雨和二氧化硫的污染,1995年修订的《中华人民共和国大气污染防治法》中规定,在全国划定酸雨控制区和二氧化硫污染控制区(简称“两控区”)。1998年初,国务院在关于“两控区”有关问题的批复中明确提出了对于火电厂烟气脱硫的要求。随后,国家采取了一系列法规、政策等强制性要求以及财政政策,包括:发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003);提高了排污收费的标准;从浓度控制到总量控制;对安装了脱硫设施的电厂给予优先上网和优惠电价政策等。目前,我国火电烟气脱硫系统已成熟,2007年、2008年连续两年火电二氧化硫排放量下降,所以只要在日常运行管理方面加强监督,火电二氧化硫大幅减排指日可待。
但是,要想根本解决酸雨问题,在解决火电二氧化硫减排的同时一定要重视火电氮氧化物的治理。同时我们还看到,全球尤其是发达国家已经将大气治理的主战场转移到二氧化碳方面。相比而言,我国火电大气治理并没有在法律法规、政策要求等方面实现治理重点的科学转移。2.5 火电烟气脱硫排放温室气体二氧化碳与火电二氧化碳减排的矛盾 据测算,2007年人类活动所排放的二氧化碳总量约为282亿吨,其中燃煤电厂排放的二氧化碳为70亿吨,约占世界总排放量的25%,该数据比例与我国情况一致。随着气候问题逐渐成为全球热点,温室气体减排已经成为我国“十二五”的重大环保与节能问题之一,尤其是我国政府提出到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的目标后,火电厂二氧化碳的减排将必然会成为迫在眉睫的事情。所以,目前火电烟气脱硫排放二氧化碳与将来的减排形势是矛盾的。