1. 前言
    目前，電廠煙氣脫硫已成為人們十分關(guān)注的問題，也是我國環(huán)境保護(hù)十分艱巨的任務(wù)之一。筆者根據(jù)手頭現(xiàn)有的資料和力所能及的調(diào)訪情況，進(jìn)行綜合整理后，對電廠煙氣脫硫技術(shù)和國內(nèi)脫硫市場的開拓，提出以下一些看法。
2. 環(huán)境保護(hù)與電廠煙氣脫硫技術(shù)
    我國是一個以煤炭為主要能源的國家，煤炭在我國一次能源的生產(chǎn)和消耗中，一直占70%以上。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國煤炭消耗量逐年增加。據(jù)有關(guān)資料介紹，從1990年的0.6億t增加到1996年的13.1億t。然而我國大多數(shù)燃用高硫煤的電站沒有脫硫設(shè)施，工藝落后，煤耗高；二氧化硫排放量大的中小型電站和工業(yè)窯爐還很普遍；到目前為止一些城市的居民爐灶仍燃用散煤。這些情況，導(dǎo)致我國二氧化硫排放量呈逐年增加之勢。我國半數(shù)以上的城市在“八五”期間二氧化硫的年日均濃度超過國家二級標(biāo)準(zhǔn)，日均濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)，可見我國城市二氧化硫污染相當(dāng)嚴(yán)重。
    大量二氧化硫的排放是我國降水呈酸性的主要原因，降水中硫酸根與硝酸根的當(dāng)量濃度之比大致在10∶1。我國的酸雨發(fā)展迅速，已成為世界上繼北美和歐洲后的第三大酸雨污染的國家和地區(qū)。
    我國學(xué)者對生態(tài)系統(tǒng)最敏感部分——不造成長期危害的酸沉降量最高允許標(biāo)準(zhǔn)，即酸沉降臨界負(fù)荷進(jìn)行了長期的研究，并得出了我國酸沉降臨界負(fù)荷分布。由于我國二氧化硫排放量日益增加，許多地區(qū)的酸沉降超過生態(tài)系統(tǒng)所能承受的臨界負(fù)荷。據(jù)有關(guān)單位研究的結(jié)果，到2000年，我國酸沉降超臨界負(fù)荷地區(qū)將達(dá)到260萬km2，占國土面積的27.1%。
    二氧化硫污染和酸雨的危害面極廣，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通運輸、建筑物、人身健康等諸多方面，造成的經(jīng)濟(jì)損失是巨大的。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，由于酸雨污染所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到數(shù)百億元人民幣。
    由于酸雨和二氧化硫?qū)θ祟惌h(huán)境造成了嚴(yán)重的危害，世界各國和世界衛(wèi)生組織紛紛提出了大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國家研究開發(fā)治理電廠煙氣的技術(shù)，并且取得了一些成功的經(jīng)驗。
    1995年8月我國全國人大常委會通過了新修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》，旨在努力實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)及總量控制規(guī)劃。隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國政府于今年再次出臺了《大氣污染防治法》等一系列有關(guān)的法律、法規(guī)，電廠煙氣脫硫技術(shù)正在受到普遍關(guān)注，環(huán)保產(chǎn)業(yè)正在逐步形成。
3. 電廠煙氣脫硫技術(shù)的一般情況
    最早的電廠煙氣脫硫技術(shù)是在本世紀(jì)初出現(xiàn)的。近二十年來，人們對煙氣的脫硫、脫硝進(jìn)行了大量的研究。在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，電廠煙氣脫硫裝置的應(yīng)用發(fā)展很快，如日本，1970年安裝各類煙氣脫硫裝置不到100套，但到1998年，建成的大型煙氣脫硫裝置就達(dá)到了1400臺套，煙氣處理量達(dá)1.3億Nm3/h。美國和西歐一些國家紛紛投入人力、財力研究、開發(fā)煙氣脫硫技術(shù)，并且形成各自的特點。到1998年，在美、日、德等國已建成數(shù)千套煙氣脫硫裝置。通過這些裝置的建設(shè)，煙氣脫硫逐漸形成了產(chǎn)業(yè)，各國每年用于煙氣脫硫的投資逐漸增加。
    我國目前的經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件還不允許象發(fā)達(dá)國家那樣投入大量的人力和財力，并且在對二氧化硫的治理方面起步很晚，至今還處于摸索階段，國內(nèi)一些電廠的煙氣脫硫裝置大部分是國外的技術(shù)，或者是試驗性的，且設(shè)備處理的煙氣量很小，還不成熟。
    目前，世界上煙氣脫硫技術(shù)的種類達(dá)數(shù)百種之多，而按脫硫的方式、產(chǎn)物的處理形式來劃分,電廠煙氣脫硫技術(shù)總體上可分為干法、半干法和濕法三大類。
    所謂干法煙氣脫硫技術(shù)，就是脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干的狀態(tài)下進(jìn)行，具有流程短、無污水廢酸排出、凈化后煙氣溫度高利于煙囪排氣擴(kuò)散、設(shè)備腐蝕小等優(yōu)點，但存在脫硫效率低，設(shè)備龐大等問題。
半干法煙氣脫硫技術(shù)是結(jié)合了濕法和干法脫硫的部分特點，吸收劑在濕的狀態(tài)下脫硫，在干燥狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物。也有在干狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的。
    濕法煙氣脫硫技術(shù)是液體或漿狀吸收劑在濕的狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物，具有脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高等優(yōu)點，但普遍存在腐蝕嚴(yán)重、運行維護(hù)費用高及易造成二次污染等問題。
4. 幾種較為成熟的脫硫技術(shù)
    根據(jù)有關(guān)資料和調(diào)訪情況，并結(jié)合我國國情，筆者認(rèn)為以下幾種脫硫技術(shù)適合國內(nèi)引進(jìn)、推廣和應(yīng)用。
    4.1 石灰石—石膏法
    這是一種成熟的煙氣脫硫技術(shù)，它用石灰和石灰石漿液除去煙氣中的SO2。這項工藝的關(guān)鍵在于控制煙氣流量，漿液的pH值。該項技術(shù)的優(yōu)點是：脫硫效率高(90%以上)、工藝成熟、設(shè)備運行可靠；其缺點是：設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、有酸性廢水的二次污染存在、石灰石或石灰耗量大、如果石膏不能利用則需要場地堆放處理、運行費用較高。
    目前，在接觸到的幾家外商中，筆者認(rèn)為日本川崎公司和奧地利能源及環(huán)境公司的濕式石灰石—石膏法技術(shù)具有工藝成熟、造價較低的特點，比較適合我國國情，有一定的推廣價值。
    4.2 NID脫硫技術(shù)
    ABB公司為了開拓亞洲和東歐地區(qū)的新興市場，開發(fā)了低投資的煙氣脫硫技術(shù)(FGD)——NID技術(shù)。采用此種技術(shù)不受燃煤中的硫含量多少的限制，脫硫效率可達(dá)90%以上，是一項先進(jìn)的治理電廠煙氣中二氧化硫排放污染的技術(shù)。較之其它煙氣脫硫工藝，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、投資費用少(ABB公司總部有關(guān)人員到中國東方電氣集團(tuán)公司介紹NID煙氣脫硫技術(shù)時，稱該技術(shù)的造價低于濕法石灰—石膏法脫硫技術(shù)的1/2)等特點，較適合老的電廠進(jìn)行技術(shù)改造和目前中國的國情 ，且該系統(tǒng)適用于已建項目的改造，另外在不增加投資的情況下，還可以提高除塵效率，排出的凈化煙氣不須再加熱，即可通過已有的煙囪排出，因此，NID脫硫技術(shù)的造價比較低，在國內(nèi)外有著廣闊的市場前景。
    4.3 循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫工藝
    這種技術(shù)是將粉狀的Ca(OH)2和水分分別噴入循環(huán)流化床反應(yīng)器中，吸收劑被增濕活化，并且能充分地循環(huán)利用，而大顆粒吸收劑被其余粒子碰撞破碎，為脫硫反應(yīng)提供更大反應(yīng)面積。這種工藝的優(yōu)點是脫硫效率高(93%以上)、造價和運行費用較低、占地面積較小、適合老電廠的改造；其缺點是副產(chǎn)品無用處，要廢棄，增加灰場的面積。
    丹麥FLS公司在這項技術(shù)的研究、開發(fā)方面有著自己的特點，比較適合我國國情，有發(fā)展前途 。
    4.4 其它脫硫技術(shù)
    此外，還有一些已在我國境內(nèi)進(jìn)行試驗性研究的脫硫技術(shù)，這里也列舉幾種如下：
    4.4.1 電子束輻照脫硫法
    該工藝的基本原理是：根據(jù)煙氣中的SO2及NOX的濃度加入微量的氨，然后將混合氣體送入反應(yīng)器中，經(jīng)電子束照射，SO2及NOX受電子束的強烈氧化，在很短時間內(nèi)(約十萬分之一秒)被氧化成硫酸(H2SO4)和硝酸(H2NO3)分子，并與周圍的氨反應(yīng)生成微細(xì)的粉粒(硫酸銨和硝酸銨的混合物)，粉粒經(jīng)集塵裝置收集后，清潔的氣體排入大氣。
    日本荏原制作所目前在成都熱電廠建造的電子束脫硫裝置，用于20萬kW機(jī)組，處理的煙氣量為30萬Nm3／h，約占總煙氣量的46%，脫硫效率為80%。該裝置是目前世界上處理煙氣量最大的裝置，且屬于試驗性的，因而該技術(shù)還沒有處理大容量煙氣的業(yè)績。
    電子束脫硫工藝的特點是可以同時脫除煙氣中的SO2及NOX，副產(chǎn)品(硫酸銨和硝酸銨)可以做肥料(用于適宜的土壤)從而降低運行費用。其缺點是造價高，電子束發(fā)生裝置運行時會產(chǎn)生對人體有害強度的電離放射線(X線)和臭氧等，操作環(huán)境需注意安全防護(hù)。
    4.4.2 磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)
    這是國內(nèi)自行開發(fā)的一項脫硫技術(shù)，是利用天然磷礦石和氨做原料，在煙氣脫硫過程中直接生成磷銨復(fù)合肥料的一種脫硫方法。
    “七五”期間，四川豆壩電廠建成了一套煙氣處理量為5000Nm3／h的中試裝置，據(jù)有關(guān)資料反映，運行情況尚不夠良好。
    4.4.3 海水煙氣脫硫工藝
    這項技術(shù)的基本原理是，海水通常呈堿性，使得海水具有天然的酸堿緩沖能力及吸收SO2的能力，煙氣經(jīng)海水洗滌后SO2被海水吸收，再經(jīng)處理后流回到海中。我國廣東西部電廠脫硫采用該工藝，據(jù)說國家海洋管理部門和環(huán)境保護(hù)部門對其是否會造成海水污染問題持保留意見。
    4.4.4 爐內(nèi)噴鈣尾部增濕脫硫技術(shù)
    這項技術(shù)分為兩個主要工藝階段，即爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化，也就是將脫硫劑(石灰石)制成粉末，于鍋爐適當(dāng)位置(一般為850～1150℃)噴入爐內(nèi)，起到固硫作用；在尾部煙道的適當(dāng)位置(一般在空氣預(yù)熱器和除塵器之間的煙道中)，裝設(shè)增濕活化反應(yīng)器，使?fàn)t內(nèi)末反應(yīng)的CaO和水合成Ca (OH)2，進(jìn)一步提高脫硫效率，一般認(rèn)為可使脫硫效率提高10%～15%。
    該技術(shù)的優(yōu)點是占地小、系統(tǒng)簡單、投資和運行費用相對較低、無廢水排放等。缺點是脫硫效率低，只能達(dá)到60%～85%。我國南京下關(guān)電廠就是引進(jìn)芬蘭的該項技術(shù)。
    煙氣脫硫的技術(shù)種類非常多，無法也沒有必要一一列舉。這里只是介紹幾種典型并且在我國國內(nèi)已經(jīng)進(jìn)行試驗應(yīng)用的脫硫工藝。
5. 國內(nèi)市場和脫硫技術(shù)國產(chǎn)化問題
     如上所述，大氣污染對我國國民經(jīng)濟(jì)造成的損失和影響越來越大，引起了國家和社會的廣泛關(guān)注，國家越來越重視對環(huán)境污染的控制，并且逐步加大對環(huán)境保護(hù)的力度。環(huán)保產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始在我國國內(nèi)形成，有可能成為投資熱點和新的經(jīng)濟(jì)增長點。
    筆者認(rèn)為，目前可以針對國內(nèi)的具體項目，有選擇地引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，逐步進(jìn)行消化吸收 ，實現(xiàn)國產(chǎn)化，抓住機(jī)遇，積極開拓國內(nèi)國際兩個市場。
    脫硫技術(shù)國產(chǎn)化應(yīng)當(dāng)達(dá)到以下幾個目標(biāo)：
    (1)技術(shù)先進(jìn)可靠。根據(jù)分析研究，筆者認(rèn)為石灰石—石膏法、NID脫硫技術(shù)和循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫工藝應(yīng)是我國引進(jìn)吸收的首選技術(shù)(上面已做了簡要介紹)，并且我們同日本川崎公司、ABB公司、丹麥FLS公司和奧地利能源及環(huán)境公司均有良好的接觸，雙方有合作意向。
    (2)經(jīng)濟(jì)性。項目的經(jīng)濟(jì)性包括兩個方面：
    ①建設(shè)投資。脫硫裝置的建設(shè)投資主要由以下費用組成：
    •設(shè)備費。包括工藝設(shè)備、供配電、暖通、給排水、控制監(jiān)測儀表等的費用。
    •土建工程費。
    •安裝工程費。
    •建設(shè)期資金利息。
    ②運行/維護(hù)費用。運行/維護(hù)費用包括：
    •原材料費用。如吸收劑(石灰、石灰石、氨等)、工業(yè)水(工藝用水和沖渣水)、動力、蒸汽 、燃料等。
    •勞動力費用。包括生產(chǎn)人員和管理人員的工資。
    •維護(hù)費用。即每年檢修或大修費用。