技术
中国燃煤火电厂烟气脱硫产业发展进
中国是燃煤大国，煤炭约占一次能源消费总量的75％。根据环境状况评估报告，我国煤炭排放的二氧化硫已经连续多年超过2000万吨，居世界首位。二氧化硫使我国的酸雨污染逐年加重，酸雨面积不断扩大，每年酸雨和二氧化硫污染造成农作物、森林和人体健康等方面的经济损失约为1100多亿元，已接近当年国民生产总值的2％，成为制约我国经济和社会发展的重要因素。燃煤火电厂的二氧化硫排放量约占全国总排放量的40％，为遏制酸雨污染的进一步发展，国家颁发了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223－1996），出台了一系列促进火电厂二氧化硫控制的法律、法规和政策，并采用多种措施加快二氧化硫治理。
一、 国内烟气脱硫产业发展及政策导向
烟气脱硫是当今燃煤火电厂控制二氧化硫排放的主要措施。国务院在《国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复》（国函【1998】5号文）中规定：新建、改建燃煤含硫量大于1％的火电厂，必须配套建设脱硫设施；现有燃煤含量大于1％的火电厂，必须在2010年前分期分批建成脱硫设施或采取其它降低二氧化硫排放量的措施。该批复附件中还明确：长江以南、四川与云南以东的14个省、市和自治区总面积为109万平方公里（占国土面积的11.4％）的区域规划为酸雨和二氧化硫两控区，在此两控区内，将对工业污染源二氧化硫排放实行分阶段控制。
在火电厂烟气脱硫建设初期，国内产业化发展相对滞后。由于技术方面的原因，当时国内烟气脱硫工程所用的设备绝大多数从国外进口，国内负责土建和安装，平均造价高达1000－2000元人民币/千瓦，严重影响了烟气脱硫工程建设的发展，而且已建成的采用国外进口设备工程在运行中备品备件都需要从国外进口，这样不但增加运行成本，液因备品备件不能及时更换而影响设备的正常运行。为降低烟气脱硫成本，技术和设备国产化十分必要。2000年2月国家经贸委在《关于印发<火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化要点>的通知》（国经贸资源【2000】156号文）中指出:“烟气脱硫关键技术与设备国产化是降低工程造价、加快火电厂二氧化硫治理速度，提高机电制造企业竞争能力，培育新的经济增长点的需要。”
随着产业的发展，目前大部分相关设备已可以国内制造，但关键设备仍需要进口。为促进产业更快发展，2005年5月，国家发展改革委提出了加快火电厂烟气脱硫产业发展的主要任务，即通过三年努力，建立健全火电厂烟气脱硫产业化市场监管体系，完善火电厂烟气脱硫技术标准体系和主流工艺设计、制造、安装、调试、运行、检修、后评估等技术标准、规范；主流烟气脱硫设备的本地化率达到95％以上，烟气脱硫设备的可用率达到95％以上；建立有效地中介服务体系和行业自律体系。
2006年2月正式发布的我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》对环境保护领域的科学研究和技术开发给予高度重视。国家“十一五规划”也强调加大环境保护力度，防治大气污染。关于环境治理重点工程，将燃煤电厂烟气脱硫放在重要位置，强调加快现有燃煤电厂脱硫设施建设，增加现有燃煤电厂脱硫能力，新建燃煤电厂必须根据排放标准安装脱硫装置，使90％的现有电厂达标排放。
二 国内烟气脱硫科研开发及主要应用技术
我国烟气脱硫控制技术的研究开发始于60年代初，对燃煤电厂、燃煤工业锅炉和冶金废气开展了烟气脱硫工艺研究、设备研制，取得了实验室小试和现场中试结果。80年代以来，开展了一系列研究、开发和产业化工作。原国家科委组织了“七五”和“八五”公关项目，对国际上现有脱硫技术主要方法进行了研究和实用性工程装置实验；国家自然科学基金委员会设立课题支持脱硫技术的基础研究，取得了很多成绩。国家科技部在“九五”期间，组织“中小锅炉实用脱硫防尘技术与装备研究及产业化”攻关课题，其中包括针对燃煤电厂烟气脱硫技术，采用脉冲电晕等离子体烟气脱硫新技术研究；与此同时，引进了脱硫技术项目，进行示范规模实验和工厂化运行应用。“十五”期间，国家对烟气脱硫提出严格要求，企业大规模引进脱硫技术，烟气脱硫产业快速发展。
目前电厂脱硫主要采用下列两种方式:
燃烧时加入石灰石进行固硫:这种脱硫方法只能应用于循环流化床燃煤锅炉。流化床锅炉几乎可以燃烧各种煤（如泥煤、褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤），以及洗矸、煤矸石、焦碳、油页岩等劣质燃料，向循环流化床内直接加入石灰石、白云石等脱硫剂，可以脱去燃料在燃烧过程中生成的二氧化硫。目前在国内外受到重视，得到迅速发展。根据燃料中含硫量的大小确定加入的脱硫剂量，可以达到90％的脱硫效率。这时所需钙硫比值CA/S（摩尔比）在2～2.5之间，即石灰石耗量较大。
燃烧后的烟气脱硫:目前对烟气进行脱硫，世界上应用广泛、技术成熟的是“石灰石－石膏湿法脱硫工艺”，脱硫效率达90％以上，所需钙硫比值CA/S(摩尔比)约为1.0左右，石灰石耗量不算大。
国内一些电厂的烟气脱硫装置大部分是从欧洲、美国和日本引进技术。近几年，在国外技术基础上，我国研制了一些适合国情的脱硫技术，已成熟应用的主要有：
1.石灰石－石膏法烟气脱硫工艺：石灰石－石膏法烟气脱硫工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90％采用此工艺。
该工艺是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，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10％，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾气除去雾滴，在经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95％。
2.旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺：喷雾干燥法脱硫工艺以石灰石为脱硫吸收剂，石灰经消化加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的二氧化硫被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。
喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85％以上。该工艺在美国以及西欧一些国家有一定应用范围（8％）。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。
3.磷铵肥法烟气脱硫工艺：磷铵肥法烟气脱硫技术属于回收法，以其副产品为磷铵而命名。该工艺过程主要由吸附（活性炭脱硫制酸）、萃取（稀硫酸分解磷矿萃取磷酸）、中和（磷铵中和液制备）、吸收（磷铵液脱硫制肥）、氧化（亚硫酸铵氧化）、浓缩干燥（固体肥料制备）等单元组成。它分为两个系统：
烟气脱硫系统――烟气经高效除尘器后使含尘量小于200mg/Nm3，用风机将烟尘压升高到7000Pa，先经文氏管喷水降温调湿，然后进入四塔并列的活性炭脱硫塔组（其中一只塔周期性切换再生），控制一级脱硫率大于或等于70％，并制得30％左右浓度的硫酸，一级脱硫后的烟气进入二级脱硫塔用磷铵浆液洗涤脱硫，净化后的烟气经分离雾沫后排放。
肥料制备系统――在常规单槽多浆萃取槽中，同一级脱硫制得的稀硫酸分解磷矿粉（P2O5含量大于26％），过滤后获得稀磷酸（其浓度大于10％），加氨中和后制得磷铵，作为二级脱硫剂，二级脱硫后的料浆经浓缩干燥制成磷铵复合肥料。
4. 炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫工艺:炉内喷钙加尾部烟气增湿活化脱硫工艺是在炉内喷钙脱硫工艺的基础上在锅炉尾部增设了增湿段，以提高脱硫效率。该工艺多以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛850～
该脱硫工艺在芬兰、美国、加拿大、法国等国家得到应用，采用这一脱硫技术的最大单机容量已达30万千瓦。
5.烟气循环流化床脱硫工艺：烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰在循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。
由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔（即流化床）底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈摩擦，形成流化床，在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3和CaSO4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进入再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。
此工艺所产生的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、CaSO3/CaSO4和未反应的吸收剂Ca(OH)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2％左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90％以上，排烟温度约为
6.海水脱硫工艺：海水脱硫工艺是利用海水的碱度达到脱除烟气中的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气器除雾、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，使其中的SO32-被氧化成稳定的SO42－，并使海水的PH值与COD调整达到排放标准后排入大海。海水脱硫工艺一般适用于靠海边、扩散条件较好。用海水做冷却水、燃用低硫煤的电厂海水脱硫工艺在挪威比较广泛应用于炼铝厂、炼油厂等工业炉窑的烟气脱硫，先后有二十多套脱硫装置投入运行。近几年，海水脱硫工艺在电厂的应用取得了较快的进展。此种工艺最大问题是烟气脱硫后可能产生的重金属沉积和对海洋环境的影响需要长时间的观察才能得出结论，因此在环境质量比较敏感和环保要求较高的区域需慎重考虑。
7.电子束法脱硫工艺：该工艺流程有排烟预除尘、烟气冷却、氨的冲入、电子束照射和副产品收集等工序所组成。锅炉所排放的烟气，经过除尘器的粗虑处理之后进入冷却塔，在冷却塔内喷射冷却水，将烟气冷却到适合于脱硫、脱硝处理的温度（约
8.氨水洗涤法脱硫工艺:该脱硫工艺以氨水为吸收剂，副产硫酸氨化肥。锅炉排出的烟气经烟气换热器冷却至90～
二 玻璃钢复合材料在烟气脱硫行业中的应用
火电厂烟气中含有SO2.NOx、HCl、HF等气体。因此，洗涤液中含有H2SO4、HCl、HF等溶液，且含20％的固形物。如不设烟囱再加热，吸收塔入口烟气温度可高达160－
玻璃钢复合材料造价低，具有优良的耐高温、耐磨蚀性能，是湿法烟气脱硫系统中脱硫塔、烟道和烟囱及衬里的首选材料。国外玻璃钢用于制作烟气脱硫装置始于20世纪70年代初，美国是最早将玻璃钢应用于烟气脱硫领域的国家。酚醛环氧乙烯基酯树脂的开发针对烟气脱硫独特要求的实验研究，以及大直径玻璃钢缠绕技术的问世，使玻璃钢脱硫装置得到较广泛的应用（图1）。80年代，欧洲掀起了玻璃钢制造脱硫设备的热潮，BASF公司和欧洲的Owens Corning玻纤公司于1987年11月在伦敦联合主办了脱硫用玻璃钢设备的经验交流会，肯定了玻璃钢的作用。当前世界上不少工程公司，如美国的Monsanto 公司、德国的Bischof 公司、Babcock 公司、BASF 公司，挪威的ABB公司、芬兰的Plastilon等公司在冶炼厂、造纸厂和垃圾焚烧炉的烟气脱硫中较为广泛的用玻璃钢制造烟道、吸收塔、喷淋管、除雾器、浆液管道和湿烟囱等。在火电厂烟气脱硫中，浆液输送管道、除雾气已普遍用玻璃钢生产。近年来，由于大直径玻璃钢缠绕技术问世（容器直径可从
国内方面，为大幅度降低脱硫设备的造价，湿氏石灰石烟气脱硫已纳入国产化计划，预计2010年国产化率达100％。为实现替代进口及良好的经济效益，中国复合材料集团有限公司，早在1996年，就与美国孟山都公司合作，为安徽省金龙铜业有限公司设计制作了一整套烟气脱硫回收装置。我国咯璜电厂从日本进口的湿氏石灰石烟气脱硫装置中的除雾气、喷淋管、塔壁冲洗管均用玻璃钢生产，德国的Steinmuller公司承建的北京国热电公司脱硫装置中，石灰浆液输送管道和贮存罐均为玻璃钢，奥地利AE公司承建的广东粤连电厂脱硫装置中洗涤塔内浆液输送管道和石灰石溶解贮罐均为玻璃钢。上海华东理工大学在四川白马电厂建立的氨洗涤回收法（称NADS技术）烟气脱硫工业装置（处理烟气量10万NM3/h）的吸收塔也用玻璃钢生产。ABB公司承建的深圳西部电力公司海水脱硫装置中的海水输送及恢复管道也采用了中国复合材料集团有限公司生产的大口径玻璃钢管道。2002年以来，中国复合材料集团有限公司有陆续为广东瑞明电厂、张家港骏马热电厂、北京琉璃河水泥热电厂和太仓环保电厂一、二、三期等脱硫工程配套了玻璃钢浆液管道，喷淋管道、过滤装置和氧化曝气装置、塔外浆液污水处理系统等玻璃钢制品见图2。目前，中国复合材料集团有限公司烟气脱硫玻璃钢制品年销售量占国内市场份额近30％。在烟气脱硫产业规模急剧增长的关键时刻，为扩大玻璃钢复合材料在该领域的应用，中国复材正开发生产一系列的烟气脱硫制品，计划将烟气脱硫类玻璃钢产品的年生产能力进一步扩大到2000多吨，实现亿元以上的年产值。
但是与发达国家相比，我国用于烟气脱硫系统的玻璃钢制品还比较少，缺乏高水平的制造技术和评价方法。
四 近几年国内烟气脱硫行业发展趋势：行业景气上升，利润走低
为防止环境污染的进一步恶化，国家实行了新的《排污费征收使用管理条例》。其中，火电厂二氧化硫排放收费自
国家发改委《关于加快火电厂烟气脱硫产业化发展的若干意见》等一系列政策的出台，有助于减少脱硫市场的恶性竞争，规范脱硫产业市场的发展。政策和措施的落实加快了火电厂烟气脱硫设施的建设，使我国二氧化硫污染防治取得了一定成效。截至2004年底，全国约有2600万千瓦装机的烟气脱硫设施投运或建成，比2003年增加了1600万千瓦，约有3000万千瓦装机的烟气脱硫设施正在建设，预计在未来十年内将有3亿千瓦装机的烟气脱硫设施投运或建成。电站脱硫工程的建设周期通常需要1～2年。受火电投产高峰期及政策环境向好的影响，预计2006年、2007年烟气脱硫设施投运或建成容量将分别为4500万千瓦、5000万千瓦左右。由于之后新投产火电装机将会明显下降，故脱硫机组的年度新增数有所下滑，但预计仍将在2000万千瓦左右。
由于电站烟气脱硫市场的迅速壮大，2003年以来，我国脱硫工程承包商的数量急剧增长，目前已有近百家，其中规模较大的、拥有一定品牌效应的厂家约有十家，市场厂商的扩大必然导致竞争的加剧。近年来，我国脱硫设备的单位造价一路下滑。2000年前，我国大多采用进口设备，单位造价高达800～1300元/千瓦，而2005年单位造价为150～250元/千瓦左右。以这个价格计算，预计2006年、2007年脱硫设备的市场容量将分别为90亿元和100亿元左右。
单位造价下滑所导致的直接结果就是企业的盈利空间被大大缩小，以脱硫设备产业的龙头企业凯迪电力为例，2005年上半年的毛利率仅有17.63％。当然随着主要原材料钢材、水泥价格的回落，脱硫设备制造企业的毛利率将会有所回升，但该行业的技术壁垒比较低，有利可图必然会吸引新的厂商进入。据预计，脱硫设备市场竞争2006年将更加激烈。
五 存在问题：行业标准缺失 恶性竞争加剧目前国内从设计到安装
一条龙式的大型脱硫装置生产厂家基本没有。一些公司没有足够的技术、人才支持，生产的脱硫设施质量不过关，尤其一些承包商钻审批手续不规范的空子，以挂靠一些外国公司的方式而变成有国外技术支持的脱硫公司。目前，从国外引进的装置价格昂贵，火电厂脱硫工程投资大、运行费用高，造成电厂不愿进行脱硫改造，甚至出现了守法成本高、违法成本低或者是宁愿交排污费也不愿进行脱硫设施的现象。
脱硫行业市场的混乱直接导致低价恶性竞争、招标无序。国家没有指导价，没有严格的技术标准，一些脱硫公司不注重技术水平，在竞标过程中不择手段，低价竞标接收订单，以此来进行资本扩张，将一些价格过低、偷工减料、达不到设计参数的装置投产运行，严重影响脱硫效果，以至造成停机，只好在花钱改造、修复。
国内脱硫行业缺乏行业规范，引发脱硫市场恶性竞争，严重影响我国火电脱硫进程。
六 建议
为加快脱硫行业健康发展，保证火电厂脱硫顺利实施，建议加强行业规范管理，建立市场准入机制。
1 火电厂二氧化硫控制是一项复杂的系统工程，必须采用综合措施治理。
在推进烟气脱硫中，要制（修）定符合我国技术经济条件以及可以明确操作的排放控制标准，配套与脱硫要求相适应的经济政策，建立健全一系列的相关规则和适合中国特点的脱硫技术的综合性评价体系、加强脱硫技术的不断创新、提高企业把握脱硫技术选择的自主权以及加快形成符合市场经济运行规律的脱硫产业。
火电厂在大气污染治理上应当采用工程措施和非工程措施综合治理，同时要调整一次能源结构和电力结构，关停小火电，发展高效益低污染的大机组，改造现有的运行机组，并加强立足燃煤的新机组的研制开发。应进一步发展电网，努力提高全社会电气化水平，在更大范围内实现资源的优化利用。
2 统一脱硫行业资质发放部门，建立脱硫行业市场准入机制。
目前，各公司生产的脱硫装置质量是否过关，只凭自己出据的合格证明；许多公司没有资质证明，或者出据的是不同部门颁发的资质证书；一些从来没有干过脱硫行业的公司，甚至一些钢铁企业也转产脱硫行业。
建议国家指定专门资质审核部门，对个公司的专业人才、技术水平进行审核，实施脱硫行业准入机制。并规范公司对国外技术的引进，对脱硫设施质量进行认证和监督，接受电厂对不合格设施的投诉，尽快改变有资质的不能生产、能生产的没有资质的现象。
3 建立脱硫设施成套标准及工艺标准，指定指导价。
脱硫设施要加快国产化步伐，起点必需要高，市场必须规范，再建立脱硫设备成套标准，尽量对脱硫设施的各类用材作出详细的标准，并制定市场指导价，避免低价不正当竞争。
4 强化产业协会作用，建立产业信息中心。
目前，虽然脱硫设施部分核心技术需要进口，但国内一些厂家生产的设备，如石家庄一家企业生产的循环泵，已能达到国外先进水平。但由于缺少行业协会的信息沟通，许多电厂只迷信国外进口设备，盲目引进，有的电厂引进国外设施只是为了满足各别领导出国转转，以至于几百万或近千万元的设计费被国外公司挣去，给国家资金造成不必要的浪费。脱硫产业信息中心可以对各脱硫公司的业绩、技术水平、人才状况公布，以便电厂合理选择。
5 继续加大脱硫电价的扶植力度，提高排污费标准，同步配套烟气连续在线检测仪器，加强对电厂的执法力度。
