電廠煙氣脫硫脫硝控制系統的研究

李建軍

青島華拓科技有限公司

電廠煙氣脫硫脫硝控制系統的研究

李建軍

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電力行業作為我國經濟的支柱行業，是經濟發展和騰飛的基礎，但電廠污染物排放對環境也造成了負面影響，燃煤型SO2和NOx污染是目前我國主要的大氣污染來源，火電廠排放了大量的SO2、NOx和煙塵等污染物，我國煤炭消費占一次能源消費的69%，而以燃煤為主的火電廠占我國發電廠的80%。我國煤耗在2016年已達到26.7億噸，而據相關機構預測報道，2020年全國煤炭消費總量將達到30億噸，這對大氣環境將造成嚴重的污染，采取強有力的減排措施迫在眉睫。

煙氣；脫硫脫硝；控制系統

我國對于煙氣脫硫脫硝技術，已經取得一定的進展，但是對于如何進行一體化脫硫脫硝，其技術并不成熟。采取一體化脫硫脫硝技術，能夠有效降低燃煤過程造成的空氣污染，從而在提高脫硫脫硝效率的同時，為工作人員作業安全和人身健康提供保障，同時提高一體化技術水平，改善煙氣質量、節約凈化成本。

1 煙氣產生的危害

燃煤電廠在日常的運作過程中需要大量的煤炭支持，而煤炭燃燒產生的煙氣由于煤炭的組成成分會含有大量氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫等大氣污染物，對大氣的平衡造成極為不利的影響，進而產生環境污染。各燃煤電廠的煤炭種類、設備型號都不相同，所以排放的煙氣量也各不相同，然而由于具有較大的額定蒸發量，燃煤電廠要遠大于其他的工廠的煙氣排放量，煙氣排放時會產生大量的熱，周邊的環境的溫度也會因此升高，為了避免民眾受到高溫的傷害，燃煤電廠會將煙囪的高度增加向高空中排放煙氣，但是這樣又會增加煙氣的傳輸距離和擴散的范圍，煙氣對環境的危害也隨之增加。除此之外，排放的煙氣中的煙塵落到田間會對農作物的生長和成熟造成一定程度的影響，二氧化硫排放導致的酸雨更會對建筑物和植物都產生腐蝕，嚴重危害人們的日常生活和生命財產安全。

2 電廠煙氣脫硫脫硝控制技術

2.1 同時脫硫脫硝一體化技術

(1)干式吸附再生技術

干式吸附再生法主要有NOxSO處理法、LILAC法、以及尿素法幾種，并以NOxSO工藝使用最為普遍，其脫硫脫硝效率亦較為理想。NOxSO工藝吸附劑主要運用鈉鹽，在γ-Al2O3圓球上擔載的鈉鹽會吸附煙氣中的SO2和NOx，達到脫硫脫硝的目的，而吸附飽和后的鈉鹽可再進行循環利用。吸附劑再生處理是將吸附飽和后的鈉鹽置于600℃高溫環境中，其會發生分解并釋放出氮氧化物，當氮氧化物濃度達到一定比例時，吸附劑的分解就達到了化學平衡，此時可進行吸附劑的回收利用。

(2)絡合吸收法

該種方法屬于濕法同時脫硫脫硝技術中的一種，主要原理是將NO通過不同的方法氧化成NO2，然后再進行相關的處理。絡合吸收法利用亞硝酰亞鐵鰲合物的反應條件，在堿性溶液中加入亞鐵離子，結合相關反應條件使之生成氨基羥酸亞鐵螯合物，氨基羥酸亞鐵螯合物進而與NO和SO2進行一系列反應生成NH3和FeSO4，從而達到同時脫硫脫硝的目的。雖然這是一種新的同時脫硫脫硝方法，但其性能卻與期望相去甚遠，其脫硫脫硝的效率很低，但對工藝技術的要求卻較高，實用性遠不能達到現代工業生產的要求，因而較少機會被應用到。

(3)等離子法控制

首先是電子束照射法控制，通過電子加速器產生等離子體，對電廠煙氣中的二氧化硫和氮氧化物等污染性氣體進行氧化，之后與水蒸氣發生反應，生成硝酸和硫酸，最后與氨氣發生反應，得到無污染的硝酸銨和硫化銨。這種方法脫除率較高，反應產生的副產物可以作為肥料繼續利用，但需要的設備功率大，成本較高，仍需進一步創新研究。

第二是脈沖電暈等離子控制，這種控制方法以電子束照射為基礎，但其通過脈沖電源放電來獲得活化的電子，從而獲取平衡等離子，產生大量活性自由基，之后進行電廠煙氣中有害氣體的氧化，這種方法脫除效率進一步提升，同時有著除塵效果。

2.2 脈沖電暈法脫硫脫硝技術

脈沖電暈法脫硫脫硝技術主要就是指采用高壓放電方式來針對燃煤電廠煙氣中的一些化學物質進行電解，使其能夠形成非平衡等離子體，進而就能夠促使其和煙氣中的水發生相應的融合，最終形成酸，尤其是對于燃煤電廠煙氣中的二氧化硫和氮氧化物來說，這種電解作用更為明顯，其電解之后的硫離子和氮粒子在經過一定的結合就可以形成硫酸和氨等成分，降低燃煤電廠煙氣中的二氧化硫和氮氧化物含量，達到了脫硫脫硝的目的。就整個的脈沖電暈法脫硫脫硝技術應用過程來說，其操作是比較簡單的，僅僅依靠高壓電源電暈進行放電即可，但是針對其整個的燃煤電廠煙氣脫硫脫硝處理過程來看，其存在的問題也是比較多的，尤其是在具體的處理效果控制上，很難實現較為精準的人為控制，尤其是對于最終的脫硫率和脫硝率很難把握準確，也無法進行人為地提升，此外，該方法的使用還存在一個極為重要的劣勢，那就是其在整個電解過程中還可能形成一些其它的污染物質，進而從另外一方面提升了燃煤電廠煙氣的污染狀況。

2.3 炭基催化脫硫脫硝法

炭基催化脫硫脫硝法主要就是采用一些活性炭、活性炭纖維或者活性焦針對燃煤電廠煙氣進行吸附，尤其是對于其中蘊含的一些二氧化硫和氮氧化物的吸附效果是比較明顯的，進而就能夠達到脫硫脫硝的目的，針對炭基催化脫硫脫硝法的使用過程來看，其處理的工藝流程并不復雜，所需要的處理條件也不高，一般所有的燃煤電廠都具備該工藝方法使用的條件，此外，合理的運用炭基催化脫硫脫硝法還能夠有效地回收煙氣中的硫元素，促使其能夠再次利用，可以說優勢是比較明顯的，但是其當前的應用水平還有待進一步的深化研究。

當前對于脫硫脫硝一體化技術，所涉及的相關工藝較多，因此，應用于工業化時，應當注意除了考慮到技術條件之外，還要在經濟性上具有競爭力，目前活性焦燃煤煙氣脫硫脫硝技術在國內應用較具有發展前景，能夠帶來很好的經濟效益和社會效益，應加大這方面的技術改造力度和工藝方法研究，促使相關設備盡早實現工業化。

[1]鞏夢丹，尹華強.燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝技術及展望[J].熱電技術，2013，02：1-4.

[2]王雪濤，王沛迪，劉予，任建興.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術發展趨勢[J].能源與節能，2014，08：1-3.