火電廠脫硝技術及脫硫脫硝發展的研究

劉鵬

摘 要：隨著現代工業技術的不斷發展和進步以及經濟水平的不斷提高，人們對于日常生活水平和工作環境的要求開始逐漸提升，并且對于各種能源能量的利用和可持續發展提出了更高的要求，火電廠作為區域電力的主要供應場所，只有選擇正確的生產模式，才會不被人民和社會淘汰，才會有后續持續健康的發展。但是，化石燃料（例如煤）作為十分重要的一種能源，在實際生產過程中會產生較多的廢物廢氣，其中很多都會對人類健康和自然環境造成危害。在這些廢物廢氣中，硝化物和硫化物對人類健康和自然環境的影響最大，因此要盡量降低這些危害物的含量，從而降低它們對人們乃至地球環境的影響。所以，做好脫硫脫硝工作在火電廠的工業生產中就顯得尤為重要和關鍵。不可否認，現代社會的環境污染程度相對以前較高，這是社會發展進程中不得不面對的一個至關重要的問題，但是，隨著經濟和科學技術的進步，要盡量降低環境的污染和破壞程度。這就要求人們在工業生產的過程中對一些污染源進行治理。例如電廠的煙氣煙霧就是非常常見的污染源。為減少和消除其中有害物質的危害，脫硫脫硝的處理技術逐漸受到高度重視和頻繁采用，不僅如此，在實際工程中也證明得到了大量的應用和可喜的效果。所以說，電廠的煙氣脫硝脫硫處理具有很多現實作用和意義，并且與“社會可持續發展”的理念保持著高度的一致性。在此，該文也將對脫硝脫硫的技術進行一定的探討和研究。

關鍵詞：火電廠 脫硝技術 脫硫脫硝 煙氣

中圖分類號：TM62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）05（b）-0027-03

1 火電廠脫硝脫硫的原因

首先，什么是火電廠？火電廠又為什么要進行脫硝脫硫？

火電廠是火力發電廠的簡稱，它是利用各種可燃物（比如煤）等作為燃料生產產生電能的工廠，它經過各種物理、化學、生物反應將可燃物的化學能轉化為人們生活中必不可少的電能。

眾所周知，現代社會電力發展的主要力量還是火力發展，在當今“建設和諧社會、發展循環經濟”“建設資源節約型、環境友好型社會”“走可持續發展道路”的共同認知下，在提高火電技術的方向上要著重考慮電力對環境的影響，對不可再生能源的影響。不僅要提高火電技術，而且更要著重考量電力對環境的影響，以及對不可再生能源的影響。在中國，縱然已有一部分核電機組在生產電能，但是占領電力市場的絕對力量還依舊是傳統的火電技術。雖然近些年來電力發展滯后于經濟發展，使得全國上了很多火電廠，但是只有連續不斷的提高和發展火電技術，才能使其適應和順應建設和諧社會的要求。

煤炭是眾多可燃物中的一種，而且還是一種及其重要的能源資源。在當今世界上利用煤炭資源生產的電力產量占了電力總產量的一半以上。與此同時，中國又是一個燃煤大國，直到2005年我國用于燃煤電廠的煤量超過煤年產量的一半，并且當年的全國總發電量的70%左右是由燃煤產生的發電量。然而，煤炭燃燒不同程度會產生不同含量及組分的化學物質，通常來說，煤燃燒排放的煙氣中含有硫氧化物SOX（主要包括：SO2、SO3）和氮氧化物NOx（主要包括：NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5），其中SO2、NO和NO2是大氣污染的中急需解決的首要和關鍵問題。煤炭的直接燃燒導致接近70%氮氧化物的產生和排放，并且火電廠又是氮氧化物排放的主要和重要來源之一，在這之中NO和NO2又污染大氣的主要成分。硫氧化物跟硝氧化物一樣，也是危害大氣的重要成分，同樣也是主要由火電廠生產過程中產生。

人們的生活質量水平與工業生產水平間有著十分密切的聯系，對于能源的進行高效開發及利用，雖然在一定程度上提升了人們的生活水平，但是凡事都不可只看一面，在得到好處的同時，人們生活工作所處的環境也遭到了嚴重的破壞，與此同時還降低了人們的生活質量。由此可見，能源的開發和利用是把雙刃劍，它具有兩面性，所以在實際的工作中要學會趨利避害。隨著現代經濟的持續發展和進步，區域政府有關部門也對環境保護產生了高度的認知和重視。如今，從我國某些地區的環境問題和空氣質量問題上就可以得出以下結論，脫硫脫硝處理對于火電廠的煙氣排放是極其重要的。人們都知道，酸雨、化學煙霧、大氣污染產生的主要原因之一是氮氧化物。為了能夠從根本上控制和消除這類污染物的排放，就得從污染源頭著手。因此，怎樣使火電廠在節能減排的同時有效經濟的降低氮氧化物的排放是大家現在面臨的主要問題。

2 火電廠脫硝及脫硫脫硝技術

人們所說的脫硫指的就是：在廢棄煙氣排放的過程中將含有的二氧化硫成分的煙氣進行分離和排除，日常中比較常見的脫硫劑比如石灰石、氫氧化鈉、氧化鈣等等主要呈現出堿性。將這些物質與煙氣進行混合，便發生了一次化學反應，由于而二氧化硫在與堿性物質之后相遇并發生作用后會呈現出酸性，故反應后得到的鈣基脫硫劑就是需要的產物。當然，脫硫劑的選擇要有一定的方式和原則，其中的步驟有很多，凈化、吸收以及催化等等都包含在內。在這之中，氧化還原法是最重要和關鍵的一步。此外，人們所說的脫硝處理就是通過特定的方式方法來減少鍋爐煙氣中的氮氧化物成分含量或者種類。這個過程中同樣需要用相對應的反應吸收劑來與煙氣結合，通過反應來消除降低煙氣中的氮氧化物成分。對于現如今的脫硝技術，主要有兩種方式被予以采用，其中一種是干法脫硝技術，另一種便是濕法脫硝技術，相對來說前者比后者使用的頻率高。

3 煙氣脫硫脫硝技術使用的現狀

3.1 煙氣脫硫技術

3.1.1 石灰石-石膏濕法脫硫

這種脫硫方式，過程主要可以由5個方面組成，包括石灰石漿液、煙氣凈化、吸收和氧化、石膏回收和儲備以及無水的再處理。反應過程中依據科學的反應機理來依次或同時進行反應，最終生成了有效可用的脫硫劑，它是脫硫工作的重要基礎和準備。為了不斷提升脫硫效率，提高脫硫劑的利用率，可以混合應用不同的脫硫工藝。最后一點，應根據不同煙氣的不同特點，采取與之相符合的脫硫劑和脫硫方式。

3.1.2 磷銨肥法煙氣脫硫技術

此種技術和方法的應用范圍比較廣泛，應用頻率也比較頻繁，現在，它還屬于一種較新型的技術。實際的生產應用中，這種方法原理就是吸收二氧化硫，并且用二氧化硫代替一些其他普通的硫酸。這個工藝雖然看起來十分簡單，但其實在其回收的過程中具有較大的難度。這種脫硫技術采用后，一般脫硫率可達到95%以上，脫硫劑的應用比較徹底，脫硫率也頗高，因此，可以對這種方法進行大力的推廣和應用。可以說磷銨肥法煙氣脫硫技術相對其他方法在某種程度對于解決環境污染問題十分有效。

3.1.3 活性炭纖維法煙氣脫硫技術

這種脫硫方式就是將活性炭當作催化劑，回收并且利用煙氣中的二氧化硫，脫硫率也相對較高，因此，活性炭纖維法煙氣脫硫技術同樣也得到了技術人員的極度青睞。與其他脫硫技術比較而言，它的工藝程度相對簡單，操作設備的運用效率相對較高，以及操作方式相對容易。不僅如此，它還在國家高新技術產業行列中占有一席之地。

3.2 煙氣脫硝技術

3.2.1 濕法煙氣脫硝技術

對于濕法煙氣脫硝技術，在脫硝的過程中，要先在反應中將氧化氮轉化成二氧化氮，然后在后續正式脫硝過程中加入適量的水或其他的催化物質來達到脫硝的目的。要在脫硝反應的局部進行這項工作是這種方式的主要區別點，其中氣相氧化液相吸收法等等是主要應用原理。然而從各方面來看，煙氣的脫硝技術和脫硫技術相比具有一定的復雜性和特殊性，這就要求相關的技術人員應要對這一技術加強學習、思考和應用。

3.2.2 干法煙氣脫硝技術

在干法煙氣脫硝技術中，主要原理是應用氣態反應劑，在反應進行時將煙氣中的氮氧化物轉化成氧化氮和水。在實際應用過程中，催化還原法是最主要應用到的反應原理，其余還有活性炭法和氧化銅法等等。現在，大多數的火電廠煙氣脫硝處理環節上，干法脫硝技術還是主要采用的方法。然而即使脫硝的效率在一定的程度上得到了提升，但是成本的選擇和應用均較復雜而且難度也較大。

4 煙氣脫硝脫硫技術

4.1 聯合脫硝脫硫技術

在煙氣脫硝脫硫技術中應用最廣泛的就是這種技術。這種方法既可以去除煙氣中的氮氧化物，又能夠去除煙氣中的一氧化硫。它的主要流程和特點是：通過石灰石-石膏煙氣脫硫系統去除SO，通過SCR去除NOx。然而，即使這項技術最終能夠達到超過90%的脫硫率和高于80%的脫硝率，但在應用過程中，容易使表面形成結垢，從而阻塞并且腐蝕正在運行的設備，不僅降低了脫硝脫硫的效率，還對設備造成了損害，提高了經濟損失。

4.2 同時脫硫脫硝技術

這種方法又可細化為兩大類：燃燒后煙氣中的同時脫除技術以及爐內燃燒過程的同時脫除技術?，F階段，雖然這項技術得到了極大關注，但令人遺憾的是并沒有有效的利用這種方法，因為此法現只處于研究階段，并沒有得到定論。但令人高興的是，在這項技術上，筆者獲得了重大成就，其中包括脈沖電暈等離子法以及電子束照射法等等。電子束照射法是利用電子加速器產生的高能等離子體氧化煙氣中的硫氧化物和氮氧化物等氣態污染物，在非常短的時間內進行強烈氧化反應，從而極大的提高了脫硝脫硫效率。不僅如此，它還能將其產生的氨氣和副產品均轉化為化肥，這是它區別于其他方法的一項極大優勢。脈沖電暈等離子體法則能在同一過程中，同時脫除SO和NOx，電暈放電產生了高能電子，在實際實施進程中，這種方法費用較低，還能夠擺脫輻射屏的影響，與此同時，還可能實現集脫硫脫硝和收集飛灰等功能于一體的效果。

5 脫硝脫硫技術的發展和展望

工業時代的到來必然會導致能源的需求量上升，從而直接導致能源消耗量急劇增長。一方面來說，能源時代帶動了我國經濟的發展，然而，從另一方面來說，它也同樣產生了環境的污染問題，并且威脅到了人們的身體心理健康。新世紀的今天，全世界需要共同面臨的問題之一是環境污染，大家齊心協力共同奔向的方向也同樣是環境得到改善。僅從這一層面上講，脫硝脫硫技術就定會成為人們關注的焦點，可以說它的前途不可估量，因為它不僅順應了時代的潮流，還迎合了人們急需解決環境污染的問題。所以，它究竟會朝著什么方向發展，在哪些方面會取得重要突破呢？毫無疑問，會更加深入的進行理論研究，因為科學技術發展的前提和基礎是理論。因此，有了日益完善的理論作支撐，煙氣脫硝脫硫將在技術上獲得重要突破。其次，煙氣脫硝脫硫技術將在設備上更加完善，在保障安全、節約成本、增加效益方面也將取得更大的成就。最后，煙氣脫硝脫硫技術將很快被投入市場，在火電廠發揮舉足輕重的作用，并持續展現其低耗、高效和便利的特點。

我國作為發展中國家之一和發達國家相比較，現階段電力行業中采用的脫硫脫硝技術的確存在顯著的差距。但是，這并不說明我國沒有在此方面做出貢獻，在今后的發展中，首先要結合區域發展具體狀況進行分析，針對脫硫脫硝的現狀做出正確合適的選擇，進而實現最低排放的目的。其次，相關部門要加大對研發工作的認可和支持，讓相關人員從實驗室的研究中發展到現實生產的研究活動中，保障其在分析研究問題的基礎之上得出相應的實際解決方案，最終滿足低消耗、高效率的脫硫脫硝工作要求。最后，催化法作為當前對污染物進行吸收以及轉換所用的一種主要方法之一，除了能夠達到降低能耗、生產出一定副產品的要求之外，還能夠不斷提升催化劑的利用率。

6 結語

為了保護人們賴以生存的環境，必須極盡全力，通過不懈努力減少SO和NO等氮氧化物和硫化物的產生，并且加強對煙氣的凈化治理。不僅如此，也應加大對燃燒技術的研究并且改善改進燃燒設備，使得有害氣體的產生盡量減少。并且就目前形勢來看，煙氣脫硝脫硫必須實行。雖然存在一系列阻撓，例如：設備不完善，在技術操作不成熟，但是，通過不懈努力終會取得比現在更好的成績。

現如今，人們的生產和生活離不開均電能的支持，為了響應國家資源節約、環境保護的方針，達到保護自然環境要求，可以選擇多種簡單有效的方式來降低廢氣排放量，降低空氣中二氧化硫、氮氧化物的含量，進而取得更加顯著的經濟效益和社會效益。相關部門對于脫硫脫硝技術的實施采用，必須綜合考慮其安全性、可行性，不僅如此，還要結合其發展來衡量脫硝脫硫的效率以及成本控制等指標，選擇適當的技術，從而使我國電力事業的順利持續發展。

參考文獻

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