燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝技術

王喜軍

北方聯合電力有限責任公司包頭第三熱電廠，內蒙古包頭 014060

燃煤電廠排出的煙氣中含有煙塵、二氧化硫、氮氧化物、碳氫化合物以及重金屬等，使得大型火電廠往往成為當地主要的工業污染源。燃煤電廠中鍋爐燃燒產生的污染物明顯高于其他環節，因而成為污染治理的重中之重。

1 燃煤電廠煙氣的特點及危害

鍋爐燃燒過程中產生的煙氣含有多種污染物，例如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、飛灰，以及少量的氯化物、氟化物等等。污染物所占的比重與煤炭中礦物質的構成有著緊密的關聯。鍋爐燃燒產生大量煙氣，排氣溫度高，但污染物的濃度比較低。

燃煤電廠鍋爐煙氣量雖因煤種和鍋爐設備狀況不同有一定差別，但因其額定蒸發量大，故排放的煙氣量遠大于其他工業爐窯。鍋爐燃燒溫度通常在1200℃以上，其污染物主要是無機物。燃煤電廠煙氣中氣態污染物濃度一般較低，在幾百至幾千×10-6 數量級，其濃度明顯低于化工廠煙氣、有色金屬冶煉的氣態污染物。由于污染物濃度很低，在氣態物質回收和利用方面會投入較高的成本，而且工作難度大，回收利用的經濟效益往往受到影響。對少數燃高硫煤、對環境影響大的電廠，則應在全面分析其社會、經濟、環境效益的基礎上，因地制宜，區別對待，選擇合理的治理工藝。燃煤電廠鍋爐煙氣有一定的溫度和濕度。由于煙氣量大，煙溫一般高出環境空氣較多，且用高煙囪排放，因而煙氣抬升高度大，擴散范圍廣，隨風傳輸形成連續的煙流，距離可達幾百甚至幾千公里。煙氣中SO2與NOx 的轉化與沉降是一個緩慢的過程，因此可傳輸較遠的距離。

燃煤電廠煙氣中污染物數量多，傳輸遠，對環境影響較大。燃煤電廠的煙塵不僅影響人體健康，而且給工農業生產帶來很大的經濟損失，有些電廠周圍的農村在稻麥揚花、棉花吐絮、白菜包心的時節，因電廠排放的煙塵飄落，造成農作物大幅度減產，電廠因此每年要支付大量的賠款。對于燃煤電廠自身來說，除塵器出口排煙含塵濃度大，會加劇引風機磨損，影響機組的安全與發電。SO2 除了人所共知的對人體健康的危害，對建筑物與金屬材料的腐蝕外，對農林生產也有很大的影響。燃煤電廠煙氣中的NOx 主要為NO，排放大氣后容易氧化為NO2。NO2 濃度大時將導致嚴重的大氣污染，危及人體的健康。

2 燃煤電廠煙氣治理的策略

燃煤電廠對煙氣的治理應當以推行潔凈煤技術、加強技術改造、完善企業管理為根本，從而降低煤耗，減少煤炭燃燒產生的廢氣。同時，開發高效的廢氣治理技術和綜合資源利用技術也至關重要。比如使用效率高的電除塵器、熱電聯產等都是煙氣治理的重要舉措。

燃煤電廠對鍋爐煙塵的治理主要是應用各類除塵設備，如電除塵器、袋式除塵器、旋轉式除塵器等。電除塵器除塵效率相對較高，運行成本低，所以燃煤電廠多使用電除塵器。對于煤炭燃燒時產生的大量二氧化硫，其控制技術基本分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫。在治理煙氣過程中，燃煤電廠應遵循 “預防為主，防治結合，綜合治理”的方針，將治理污染、節約能源、綜合利用資源有機結合，不僅要控制新污染，還要加速對老污染的治理，通過改進生產經營管理，引入先進科學技術，提高環保設施投資的綜合效益，努力做到經濟效益、社會效益和環境效益的統一。

根據近年來的治理經驗，今后應當繼續貫徹以下技術政策：大力推行節約能源及有利于環境保護的能源政策；節約能源不僅是減少能源消耗、提高經濟效益的需要，也是謀求經濟建設與環境保護長期協調發展的重要措施。與發達國家相比，我國節能潛力很大。因此，要繼續采取措施，大力節約能源。嚴格把好“三同時”關，控制新污染；依靠科技進步，有效的控制污染物排放，實現污染防治與綜合利用資源相結合；挖掘潛力，提高現有環保設施運轉率，發揮其投資效益；積極籌措基金，治理老廠污染。

3 煙氣脫硫脫硝技術

石灰石-石膏法煙氣脫硫技術是脫硫工程建設的主導技術。這一技術是將石灰石漿液作為二氧化硫的吸收劑，實現脫硫。其脫硫的副產品為石膏。該技術不僅脫硫效率比較高，而且采用石灰石作為吸收劑的成本低，容易獲取。石膏作為副產品比較穩定，不易造成二次污染，便于市場綜合利用。例如將石膏添加在水泥中作為緩凝劑，或是開發深加工建材產品。隨著國內對脫硫技術的掌握，以及受國內燃煤電廠各自的實際情況影響，脫硫裝置的配置模式出現了多元化發展的局面，不設置煙氣換熱器(GGH)的項目越來越多，也出現了增壓風機和引風機合并、不設置旁路煙道、雙入口吸收塔、煙塔合一等形式。此外，生物法脫硫技術、活性焦脫硫技術、催化法脫硫技術等新技術、新工藝的開發也取了一定進展或進行了工業化示范。

煙氣脫硝技術是對爐內氮氧化物控制技術的補充，適合于環境敏感、對排放要求較嚴的地區。主要包括選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原技術(SNCR)及其組合技術，脫硝劑主要為液氨和尿素。目前SCR 技術是世界范圍內應用最為普遍，也最為成熟有效的主導煙氣脫硝技術。SCR 技術的特點是占地面積小，技術成熟，容易操作，對鍋爐煙氣氮氧化物的控制效果尤為顯著。該類技術還具有總體設計、一次建設和采取分期裝載催化層的特點，滿足不同時段環境管理對氮氧化物控制的要求，具有較大的靈活性和可擴充性。

目前，我國的脫硫技術在引進國外技術的基礎上，以及進入消化吸收再創新階段，基本上能夠達到國外先進水平。但我國脫硫技術仍比較單一，約90%的已建和在建脫硫項目都是采用石灰石-石膏法。這種脫硫方法產生的副產物在綜合利用方面尚未引起足夠重視。與此同時，SCR 工藝使用的催化劑很大程度上依賴進口，因而容易限制工程化應用。今后隨著節能環保建設推進，國家對氮氧化物的控制將會更加嚴格，脫硝技術的需求也會隨之加大。

[1]孫雅麗，鄭驥，姜冰.燃煤電廠煙氣氮氧化物排放控制技術發展現狀[J].環境科學與技術，2011(S1).

[2]林建勇.選擇性催化還原脫硝工藝及控制系統[J].太原科技，2007(9).