隨著中國能源消耗的不斷增長以及滿足這種增長所需的煤炭資源的新需求，解決二氧化硫（SO2）排放的問題日益提上國家政策制定者和業(yè)界人士的議事日程。對于新建燃煤發(fā)電廠而言，需要滿足嚴(yán)格的SO2排放標(biāo)準(zhǔn)并處理由傳統(tǒng)的不可再生煙氣脫硫（FGD）技術(shù)產(chǎn)生的廢物，所以對煤種的選擇限制在使用低含硫量的煤。CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)代表了一種解決中國燃煤發(fā)電行業(yè)所面臨挑戰(zhàn)的新的替代方案：可使用高硫煤，滿足最嚴(yán)格的減排目標(biāo)，同時產(chǎn)生一種有經(jīng)濟(jì)價值的副產(chǎn)品，而不是需要進(jìn)行填埋的廢棄物。

　　本文將主要討論CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)在中國一座假定的1.2 GW燃煤電廠中的應(yīng)用，探討使用高硫煤發(fā)電、利用CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)從電廠煙氣中捕獲SO2，隨后將SO2轉(zhuǎn)化為有經(jīng)濟(jì)價值的硫酸并銷售至化肥市場的一整條經(jīng)濟(jì)價值鏈。

　　CANSOLV工藝：一種簡單、有效、可靠的技術(shù)

　　CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)是一項(xiàng)專利技術(shù)，使用水溶性胺液實(shí)現(xiàn)高效率地選擇性吸收SO2。該過程是可再生的，也就是說，吸收SO2后的吸收劑可通過低溫?zé)嵩磳ζ溥M(jìn)行再生，產(chǎn)生的純SO2副產(chǎn)品進(jìn)入下游轉(zhuǎn)化，而經(jīng)再生后的吸收劑繼續(xù)用于吸收SO2。這種可再生工藝可以最低限度地減少石灰石或燒堿等化學(xué)品的消耗，與此同時，幾乎完全消除廢液和固體廢物的產(chǎn)生。

　　圖1為應(yīng)用于燃煤發(fā)電廠的CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)的概念性工藝流程圖。在進(jìn)入CANSOLV單元之前，發(fā)電廠煙氣經(jīng)預(yù)洗滌單元進(jìn)行激冷，并且除去灰塵和酸霧。經(jīng)激冷后的煙氣在裝有規(guī)整填料的吸收塔中與“貧”吸收劑逆流接觸，其中的SO2被吸收。經(jīng)CANSOLV工藝處理后的煙氣中SO2排放濃度一般低于200mg/Nm3，最低可達(dá)30mg/Nm3。高效規(guī)整填料壓降很小，使得CANSOLV工藝壓降低于1.2kPa，預(yù)洗滌和CANSOLV工藝的總壓降低于3.0kPa。

　　吸收塔塔釜的“富”吸收劑經(jīng)泵輸送到同樣裝有高效規(guī)整填料的再生塔，通過間接蒸汽汽提進(jìn)行再生。再沸器的運(yùn)行溫度在120℃以下，因此可使用各種低溫?zé)嵩?，例如：低壓蒸汽或加壓熱水。可通過對再生塔頂部出口氣體機(jī)械加壓（MVR）等熱回收配置來降低能量消耗，再生塔頂部出口氣體機(jī)械加壓（MVR）節(jié)省的能量接近50％。

　　MVR壓縮機(jī)將塔頂含SO2蒸汽進(jìn)行壓縮，提高其冷凝溫度，然后用于加熱再生塔主再沸器中的吸收劑，不足的熱量由蒸汽再沸器來提供。MVR壓縮機(jī)可由電機(jī)或蒸汽輪機(jī)驅(qū)動。如果使用汽輪機(jī)來驅(qū)動，應(yīng)優(yōu)化汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)，這樣汽輪機(jī)的排氣可以用在蒸汽再沸器上。

　　再生塔的塔頂蒸氣在冷凝器中進(jìn)行冷卻，通常冷卻到50℃左右的溫度。SO2氣體從氣液分離器中分離出來，冷凝液被泵送回至再生塔。水飽和SO2氣體送到制酸裝置，轉(zhuǎn)化為硫酸。

　　再生之后，吸收劑通過貧-富吸收劑熱交換器返回到吸收塔，回收的熱量用于預(yù)熱富吸收劑。一小股貧吸收劑被送至胺液凈化裝置（APU）中以去除熱穩(wěn)定性鹽（HSS）。最常見的HSS是煙氣中SO3或酸霧接觸吸收劑時形成的硫酸鹽。由于SO3（H2SO4）的酸性比SO2高得多，在再生塔內(nèi)無法對其進(jìn)行再生，只能在APU中將其去除?！　?o:p>

　　CANSOLV工藝：一種成熟的脫硫技術(shù)

　　十多年來，作為硫排放問題解決的可再生解決方案，CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于電力、石油與天然氣、冶金等行業(yè)。在世界各地，CANSOLV工藝已成功應(yīng)用于近20個裝置，其中5個在中國。前三個裝置于2002年投入運(yùn)行，至今仍然運(yùn)行良好。表1列出了CANSOLV工藝在世界發(fā)電行業(yè)應(yīng)用的數(shù)個案例。

　　表1：CANSOLV工藝在世界發(fā)電行業(yè)的案例舉例

　　目前，中國許多燃煤電廠正在考慮采用CANSOLV工藝更好地利用高硫煤并回收硫酸。無論煙氣條件如何，CANSOLV工藝以一種可再生的、經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)創(chuàng)新的方式，可以達(dá)到中國政府規(guī)定的甚至最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　案例研究：CANSOLV工藝在中國燃煤發(fā)電廠的假定應(yīng)用案例

　　中國將建立一家燃煤發(fā)電廠，其輸出電量為2x600MW。該電廠將以本地采購的高硫煤（5％wt硫）作為發(fā)電燃料，必須滿足當(dāng)?shù)卣?guī)定的200mg/Nm3 SO2排放標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的石灰石煙氣脫硫技術(shù)方案被否定，因其每年會產(chǎn)生100萬噸石膏，需要運(yùn)出當(dāng)?shù)?。該電廠煙氣條件和煙氣脫硫系統(tǒng)減排性能指標(biāo)見表2。

　　表2：中國某發(fā)電廠煙氣條件和煙氣凈化性能要求

　　本項(xiàng)目采用了CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)。圖1為整體工藝流程簡圖

　　圖1：發(fā)電廠CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)流程圖

　　來自發(fā)電裝置的含有粉塵、酸霧（SO3）和SO2的煙氣首先進(jìn)入塔底部的預(yù)洗滌單元，粉塵和酸霧在預(yù)洗滌單元被脫除。煙氣向上進(jìn)入吸收塔的主體并與CANSOLV吸收劑接觸。煙氣中的SO2被吸收劑吸收下來，殘留的少量SO2經(jīng)吸收塔出口煙囪排放。吸收塔出口SO2排放濃度<200mg/Nm3，酸霧排放濃度<50mg/Nm3，粉塵排放濃度<30 mg/Nm3。

　　含有SO2的吸收劑在再生塔中經(jīng)低壓蒸汽（<3.5 barg）間接再生。SO2產(chǎn)品被送到硫酸生產(chǎn)裝置，該裝置每天可回收約2700噸硫酸產(chǎn)品。產(chǎn)出的硫酸產(chǎn)品將銷往附近的化肥廠。再生后的吸收劑又循環(huán)至吸收塔重新用于SO2脫除。表3和表4列出所需的主要設(shè)備規(guī)格、主要消耗品和廢液，如下：

　　表3：假定的1.2GW發(fā)電廠CANSOLV工藝的主要設(shè)備規(guī)格

　　表4：假定的1.2GW發(fā)電廠CANSOLV工藝主要消耗品和廢液

　　可再生CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)的一個明顯優(yōu)勢是，它可以通過發(fā)電廠將SO2廢氣轉(zhuǎn)化成有經(jīng)濟(jì)價值的硫酸。副產(chǎn)品硫酸的價值很大程度上抵消了CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)的運(yùn)行成本，同時顯著減少了傳統(tǒng)石灰石清潔工藝所產(chǎn)生的廢物量。

　　包括硫酸生產(chǎn)裝置在內(nèi)的整個項(xiàng)目的資本投資為8億人民幣。按15年使用壽命來計(jì)算該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，其主要開銷與收益如表5所示。

　　表5：假定的1.2GW燃煤發(fā)電廠CANSOLV煙氣脫硫與制酸裝置經(jīng)濟(jì)效益分析

　　表5數(shù)據(jù)表明，盡管CANSOLV煙氣脫硫與制酸裝置的投資和運(yùn)行成本很高，但其成本完全可由硫酸銷售、政府補(bǔ)貼、尤其是高硫煤與低硫煤的價差所抵銷。從整個產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)價值評估（從發(fā)電到制酸）來看，項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性是具有吸引力的。在此煤差價為初步估計(jì)，并且電廠運(yùn)行時間為全年8000小時。

　　該假定1.2 GW電廠實(shí)施CANSOLV可再生煙氣脫硫工藝的效益可概述如下：

　　· 約45,000萬元/年的利潤，主要源于硫酸產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價值和使用本地高硫煤節(jié)約的成本。

　　· 與石灰石煙氣脫硫技術(shù)相比，將SO2和粉塵排放量降低至法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的同時，全面降低了二氧化碳的排放量。

　　· 減少占地，消除石灰石和石膏的倉儲/運(yùn)輸物流成本。

　　· 與石灰石煙氣脫硫技術(shù)相比，降低液體和固體廢物排放。

　　通過采用CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)，這家位于貴州省的1.2GW發(fā)電廠可滿足200 mg/Nm3 的SO2排放要求和30 mg/Nm3的粉塵排放要求。與石灰石煙氣脫硫技術(shù)相比，CANSOLV工藝實(shí)現(xiàn)了幾乎完全消除廢物排放的目標(biāo)。

　　總之，CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)是一種簡單、有效、成熟和經(jīng)濟(jì)的解決高硫煤發(fā)電廠SO2排放的脫硫技術(shù)，是目前世界領(lǐng)先的可再生SO2清潔技術(shù)，是完全符合中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)愿景的SO2清潔技術(shù)。　　

　　關(guān)于CANSOLV

　　Cansolv科技公司（CTI）公司是一家以創(chuàng)新技術(shù)為核心的公司，可以為各種工業(yè)領(lǐng)域的客戶提供用于去除煙氣中SO2和CO2的高效解決方案。我們致力于針對客戶的環(huán)境問題提供量體裁衣的經(jīng)濟(jì)型解決方案。

　　CTI成立于1997年，旨在商業(yè)化CANSOLV SO2清潔系統(tǒng)。2008年，殼牌全球解決方案公司（SGSI）收購了CTI的100％股權(quán)，CTI目前為SGSI的全資子公司。

　　“我們服務(wù)全球客戶，致力于提供高度集成的煙氣處理解決方案，實(shí)現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)價值最大化”

　　CTI總部和研發(fā)實(shí)驗(yàn)室位于加拿大蒙特利爾，在中國北京設(shè)有分公司。作為殼牌全球解決方案的子公司，CTI可以利用其強(qiáng)大的技術(shù)資源，將其解決方案整合到各個行業(yè)領(lǐng)域的各種煙氣處理項(xiàng)目中。

　　歡迎訪問www.cansolv.com， 聯(lián)絡(luò)郵箱：cansolvchina@shell.com

　　Vijay Bhambhani（維杰邦）——加拿大魁北克工程師協(xié)會（OIQ）資格認(rèn)證專家級工程師、CANSOLV中國設(shè)計(jì)及工程部總經(jīng)理。Vijay于2005年加入CANSOLV蒙特利爾總部，成為研發(fā)部成員之一，負(fù)責(zé)各種支持CANSOLV SO2及CO2 捕集系統(tǒng)的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用拓展，同時也是其中多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)明者之一。2005至2011年期間，Vijay先后任職于研發(fā)、設(shè)計(jì)以及商業(yè)拓展部門，并于2012年被派遣至CANSOLV中國以加強(qiáng)整個中國分公司的執(zhí)行能力。Vijay在加拿大蒙特利爾的麥吉爾大學(xué)（McGill University）取得化學(xué)工程學(xué)位，目前擁有加拿大和秘魯雙重國籍，他能流利掌握6國語言?！?o:p>