随着中国能源消耗的不断增长以及满足这种增长所需的煤炭资源的新需求，解决二氧化硫（SO2）排放的问题日益提上国家政策制定者和业界人士的议事日程。对于新建燃煤发电厂而言，需要满足严格的SO2排放标准并处理由传统的不可再生烟气脱硫（FGD）技术产生的废物，所以对煤种的选择限制在使用低含硫量的煤。CANSOLV SO2清洁系统代表了一种解决中国燃煤发电行业所面临挑战的新的替代方案：可使用高硫煤，满足最严格的减排目标，同时产生一种有经济价值的副产品，而不是需要进行填埋的废弃物。 

　　本文将主要讨论CANSOLV SO2清洁系统在中国一座假定的1.2 GW燃煤电厂中的应用，探讨使用高硫煤发电、利用CANSOLV SO2清洁系统从电厂烟气中捕获SO2，随后将SO2转化为有经济价值的硫酸并销售至化肥市场的一整条经济价值链。 

　　CANSOLV工艺：一种简单、有效、可靠的技术

　　CANSOLV SO2清洁系统是一项专利技术，使用水溶性胺液实现高效率地选择性吸收SO2。该过程是可再生的，也就是说，吸收SO2后的吸收剂可通过低温热源对其进行再生，产生的纯SO2副产品进入下游转化，而经再生后的吸收剂继续用于吸收SO2。这种可再生工艺可以最低限度地减少石灰石或烧碱等化学品的消耗，与此同时，几乎完全消除废液和固体废物的产生。 

　　图1为应用于燃煤发电厂的CANSOLV SO2清洁系统的概念性工艺流程图。在进入CANSOLV单元之前，发电厂烟气经预洗涤单元进行激冷，并且除去灰尘和酸雾。经激冷后的烟气在装有规整填料的吸收塔中与“贫”吸收剂逆流接触，其中的SO2被吸收。经CANSOLV工艺处理后的烟气中SO2排放浓度一般低于200mg/Nm3，最低可达30mg/Nm3。高效规整填料压降很小，使得CANSOLV工艺压降低于1.2kPa，预洗涤和CANSOLV工艺的总压降低于3.0kPa。

　　吸收塔塔釜的“富”吸收剂经泵输送到同样装有高效规整填料的再生塔，通过间接蒸汽汽提进行再生。再沸器的运行温度在120℃以下，因此可使用各种低温热源，例如：低压蒸汽或加压热水。可通过对再生塔顶部出口气体机械加压（MVR）等热回收配置来降低能量消耗，再生塔顶部出口气体机械加压（MVR）节省的能量接近50％。 

　　MVR压缩机将塔顶含SO2蒸汽进行压缩，提高其冷凝温度，然后用于加热再生塔主再沸器中的吸收剂，不足的热量由蒸汽再沸器来提供。MVR压缩机可由电机或蒸汽轮机驱动。如果使用汽轮机来驱动，应优化汽轮机的设计，这样汽轮机的排气可以用在蒸汽再沸器上。 

　　再生塔的塔顶蒸气在冷凝器中进行冷却，通常冷却到50℃左右的温度。SO2气体从气液分离器中分离出来，冷凝液被泵送回至再生塔。水饱和SO2气体送到制酸装置，转化为硫酸。 

　　再生之后，吸收剂通过贫-富吸收剂热交换器返回到吸收塔，回收的热量用于预热富吸收剂。一小股贫吸收剂被送至胺液净化装置（APU）中以去除热稳定性盐（HSS）。最常见的HSS是烟气中SO3或酸雾接触吸收剂时形成的硫酸盐。由于SO3（H2SO4）的酸性比SO2高得多，在再生塔内无法对其进行再生，只能在APU中将其去除。　　

　　CANSOLV工艺：一种成熟的脱硫技术

　　十多年来，作为硫排放问题解决的可再生解决方案，CANSOLV SO2清洁系统广泛应用于电力、石油与天然气、冶金等行业。在世界各地，CANSOLV工艺已成功应用于近20个装置，其中5个在中国。前三个装置于2002年投入运行，至今仍然运行良好。表1列出了CANSOLV工艺在世界发电行业应用的数个案例。  

　　表1：CANSOLV工艺在世界发电行业的案例举例

　　目前，中国许多燃煤电厂正在考虑采用CANSOLV工艺更好地利用高硫煤并回收硫酸。无论烟气条件如何，CANSOLV工艺以一种可再生的、经济的、技术创新的方式，可以达到中国政府规定的甚至最严格的排放标准。

　　案例研究：CANSOLV工艺在中国燃煤发电厂的假定应用案例

　　中国将建立一家燃煤发电厂，其输出电量为2x600MW。该电厂将以本地采购的高硫煤（5％wt硫）作为发电燃料，必须满足当地政府规定的200mg/Nm3 SO2排放标准。传统的石灰石烟气脱硫技术方案被否定，因其每年会产生100万吨石膏，需要运出当地。该电厂烟气条件和烟气脱硫系统减排性能指标见表2。

　　表2：中国某发电厂烟气条件和烟气净化性能要求

　　本项目采用了CANSOLV SO2清洁系统。图1为整体工艺流程简图 

　　图1：发电厂CANSOLV SO2清洁系统流程图

　　来自发电装置的含有粉尘、酸雾（SO3）和SO2的烟气首先进入塔底部的预洗涤单元，粉尘和酸雾在预洗涤单元被脱除。烟气向上进入吸收塔的主体并与CANSOLV吸收剂接触。烟气中的SO2被吸收剂吸收下来，残留的少量SO2经吸收塔出口烟囱排放。吸收塔出口SO2排放浓度<200mg/Nm3，酸雾排放浓度<50mg/Nm3，粉尘排放浓度<30 mg/Nm3。   

　　含有SO2的吸收剂在再生塔中经低压蒸汽（<3.5 barg）间接再生。SO2产品被送到硫酸生产装置，该装置每天可回收约2700吨硫酸产品。产出的硫酸产品将销往附近的化肥厂。再生后的吸收剂又循环至吸收塔重新用于SO2脱除。表3和表4列出所需的主要设备规格、主要消耗品和废液，如下：

　　表3：假定的1.2GW发电厂CANSOLV工艺的主要设备规格

　　表4：假定的1.2GW发电厂CANSOLV工艺主要消耗品和废液

　　可再生CANSOLV SO2清洁系统的一个明显优势是，它可以通过发电厂将SO2废气转化成有经济价值的硫酸。副产品硫酸的价值很大程度上抵消了CANSOLV SO2清洁系统的运行成本，同时显著减少了传统石灰石清洁工艺所产生的废物量。 

　　包括硫酸生产装置在内的整个项目的资本投资为8亿人民币。按15年使用寿命来计算该项目的经济效益，其主要开销与收益如表5所示。 

　　表5：假定的1.2GW燃煤发电厂CANSOLV烟气脱硫与制酸装置经济效益分析

　　表5数据表明，尽管CANSOLV烟气脱硫与制酸装置的投资和运行成本很高，但其成本完全可由硫酸销售、政府补贴、尤其是高硫煤与低硫煤的价差所抵销。从整个产业链的经济价值评估（从发电到制酸）来看，项目的经济性是具有吸引力的。在此煤差价为初步估计，并且电厂运行时间为全年8000小时。

　　该假定1.2 GW电厂实施CANSOLV可再生烟气脱硫工艺的效益可概述如下：

　　· 约45,000万元/年的利润，主要源于硫酸产品的经济价值和使用本地高硫煤节约的成本。

　　· 与石灰石烟气脱硫技术相比，将SO2和粉尘排放量降低至法规标准的同时，全面降低了二氧化碳的排放量。

　　· 减少占地，消除石灰石和石膏的仓储/运输物流成本。

　　· 与石灰石烟气脱硫技术相比，降低液体和固体废物排放。

　　通过采用CANSOLV SO2清洁系统，这家位于贵州省的1.2GW发电厂可满足200 mg/Nm3 的SO2排放要求和30 mg/Nm3的粉尘排放要求。与石灰石烟气脱硫技术相比，CANSOLV工艺实现了几乎完全消除废物排放的目标。 

　　总之，CANSOLV SO2清洁系统是一种简单、有效、成熟和经济的解决高硫煤发电厂SO2排放的脱硫技术，是目前世界领先的可再生SO2清洁技术，是完全符合中国循环经济愿景的SO2清洁技术。　　

　　关于CANSOLV

　　Cansolv科技公司（CTI）公司是一家以创新技术为核心的公司，可以为各种工业领域的客户提供用于去除烟气中SO2和CO2的高效解决方案。我们致力于针对客户的环境问题提供量体裁衣的经济型解决方案。

　　CTI成立于1997年，旨在商业化CANSOLV SO2清洁系统。2008年，壳牌全球解决方案公司（SGSI）收购了CTI的100％股权，CTI目前为SGSI的全资子公司。 

　　“我们服务全球客户，致力于提供高度集成的烟气处理解决方案，实现环境和经济价值最大化” 

　　CTI总部和研发实验室位于加拿大蒙特利尔，在中国北京设有分公司。作为壳牌全球解决方案的子公司，CTI可以利用其强大的技术资源，将其解决方案整合到各个行业领域的各种烟气处理项目中。

　　欢迎访问www.cansolv.com， 联络邮箱：cansolvchina@shell.com

　　Vijay Bhambhani（维杰邦）——加拿大魁北克工程师协会（OIQ）资格认证专家级工程师、CANSOLV中国设计及工程部总经理。Vijay于2005年加入CANSOLV蒙特利尔总部，成为研发部成员之一，负责各种支持CANSOLV SO2及CO2 捕集系统的技术研发和应用拓展，同时也是其中多项技术的发明者之一。2005至2011年期间，Vijay先后任职于研发、设计以及商业拓展部门，并于2012年被派遣至CANSOLV中国以加强整个中国分公司的执行能力。Vijay在加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学（McGill University）取得化学工程学位，目前拥有加拿大和秘鲁双重国籍，他能流利掌握6国语言。