排放現狀和煙氣脫硫脫硝技術在火電廠大氣污染的分析

朱學智

碧水藍天環保集團有限公司

排放現狀和煙氣脫硫脫硝技術在火電廠大氣污染的分析

朱學智

碧水藍天環保集團有限公司

我國近些年的科學技術正在飛速發展，國民經濟也有了很大的提高。可是帶來的卻是臭氧層遭到極大的破壞，而且全球變暖以及酸雨等環境問題也變得越來越明顯，這些都在對我們的生活和經濟的發展產生非常大的影響，也給我們帶來了非常大的安全隱患。所以，本文就針對會電廠大氣污染排放的現狀進行了詳細的分析，并對脫硫脫硝技術進行了深入的探討。

脫硫脫硝；火電廠；排放；大氣污染

1 前言

我國的工業化建設進程正在隨著社會經濟的發展而逐漸加快，這就促使火力發電廠的規模和數量也在不斷的增加，進而污染物的排放量也在與日俱增，而種種這些，都會對我們的大氣受到非常嚴重的污染，同時，生態環境也在遭受著不同程度的破壞，所以，我們必須制定一套科學有效的預防控制措施，把危害程度降到最低。根據我國目前的具體情況看，我們要減少對大氣污染物的排放，并且通過脫硫脫硝技術來減少火電廠使用煤炭后有害氣體的排放，這樣才可以減少危害，是我國的經濟更加穩定地向前發展。

2 我國火電廠大氣污染排放的現況

我國很多地區的電廠都是以火力發電為主要方式，實際上也就是通過煤炭資源的消耗來完成熱能和電能的轉換。在火電廠的發電過程中會產生大量的有害物質及氣體，這些有害的物質及氣體如果得不到處理，便會直接排放到大氣環境中，進而對大氣造成十分嚴重的污染，我國近些年來越來越嚴重的霧霾天氣就是因此而造成的。據資料顯示，我國早在2010年的工業廢氣排放量就超過了519168x108m3；而到2012年，僅僅兩年時間，其廢棄排放量就超過了520000x108m3；由此我們可以看出我國工業廢氣排放量上升速度之快。在這些排放出來的工業廢氣中，僅二氧化硫的排放量就遠遠超過了1880x104t，占到了全國排放總量的85%。雖然我國的二氧化硫和工業廢氣的排放量在國家的大力整治下，以及得到了非常明顯的改善，可是總的看來，形式還是不容樂觀，因此，通過合理有效的措施進行脫硫除塵已經成為了我們的首要任務。

3 煙氣脫硫脫硝技術在火電廠中的應用

火電廠所排放出來的工業廢氣中以二氧化硫和硝化物為主要污染物，所以想要做好火電廠的污染預防工作，就要先從煙氣的脫硫脫硝方面開始。

3.1 煙氣脫硫技術

所謂煙氣脫硫技術，就是把煙氣中的含硫氣體通過技術手段進行分離，或者是轉化成其他的液態物質，進而減少對大氣環境的破壞。煙氣的脫硫技術可以分為四種：

(1)干法脫硫技術。干法脫硫技術可以分為干粉噴射脫硫法、高能電子活化氧化法、荷電干粉噴射脫硫法三種，這三種脫硫方法最終產生的物質為干粉狀，因此可以減少對大氣的污染及破壞。

(2)半干粉脫硫技術。這種技術方法是通過相關的化學反應，把產生的二氧化硫清除，實際上就是通過石灰漿中的水分通過吸收到煙氣中的熱量，從而蒸發掉的原理，在這個過程中，石灰與二氧化硫所形成的為硫酸鈣。

(3)濕法脫硫技術。這種脫硫技術現在被我們使用的最為廣泛，包括鈉堿法、石灰石法和海水脫硫法三種。鈉堿法主要是通過化學反應將二氧化硫去除，讓碳酸鈉和二氧化硫發生化學反應，最終形成亞硫酸鈉鹽；石灰石法也同樣是利用化學反應來清除二氧化硫，它主要是通過二氧化硫與石灰石的結合，形成石膏；海水脫硫法主要是通過海水來吸收火電廠煙氣中的二氧化硫，再與空氣中的氧氣進行作用產生硫酸鹽，最后排放到海水中，這樣可以很大程度上減低大氣的污染程度。

(4)煙氣循環流化床法。這種方法是把消石灰當做脫硫劑，并將其和酸性氣體或循環灰發生反應，最終實現SO2及SO3氣體的清楚。使用這種煙氣循環流化床法的過程中，不用加熱排煙和防腐，不僅如此，這種方法還能夠還可以清理煙氣再循環系統的設置，并且使脫硫塔內的煙氣流量處于穩定的狀態，最終可以保證脫硫塔在低負荷運行的環境中，長期保持良好的工作狀態。同時，我國一直以來都是堅持自己對煙氣循環流化床法進行研發，也就是把鍋爐煙道當做反應器，并且按照一定的比例，通過混合槽來把之前反映的混合物進行混合，最后再裝進煙道內實現脫硫。通過實踐我們可以得知，這種煙道循環流化床發脫硫技術有工藝流程簡單以及占地面積小等特點，而且還能夠使脫硫率達到90%之多，這也是我國很多火電廠目前都在普遍應用的一種脫硫方法，并且得到了非常好的效果。

(5)脫硫及煙氣除塵一體化技術的創新。盡管我國在火電廠的脫硫除塵工作有了很大的提高，可是還存在著很多問題，這就對脫硫技術的進一步發展產生了非常大的影響。站在經濟的角度上看，我國現在很多火電廠使用的脫硫設備十分昂貴，這顯然會增加火電廠的日常運營成本，使得很多的火電廠都不愿意購買這些設備進行使用。而我們對于一些老的設備進行改造也有著一定的困難，火電廠的脫硫除塵設備需要占用很大的場地，而且電費的開銷也會非常大，這也給火電廠帶來了很大的困擾。因此通過多方面的考慮，火電廠可以通過石灰石等脫硫技術，同時在脫硫裝置前安裝低溫省煤器，在脫硫裝置后安裝濕式電除塵器，這樣就會起到很好的煙氣脫硫效果，而且還可以解決火電廠的設備場地及設備的經濟問題，這樣完全符合我國關于節能減排的政策方針。

3.2 煙氣脫硝技術

煙氣脫硝技術主要是把煙氣中的含氮氧化物分離開，將其轉化成為固態或液態的物質，最終使自身的排放量大幅度的降低。煙氣脫硝技術主要包括了還原氮氧化物、氧化、吸附等環節，這就是我們經常提到的還原法和氧化法。還原法主要是通過還原性非常強的氣體，把其自身的氮氧化物轉為氮氣排放到空氣中，而這種氣體對空氣是沒有污染和傷害的。氧化法是要首先選取氧化劑把一氧化氮氧化成二氧化氮，然后把二氧化氮融入水總，并形成硝酸，或者和其他的堿性物質反應成另一種固體。

在實際的應用當中，我們經常所采用的是脫硝技術包括液相反應及氣相反應兩種，液相反應也成為濕法，氣相反應也成為干法。我國目前為止使用最多的，也是最普遍的是干法，而干法脫硝技術又可以細致分為選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法兩種。

(1)選擇性催化還原法。選擇性催化還原法是通過催化劑把氨基還原劑進行選擇性的還原氧化物的反應溫度區間降低并擴展，這對拖出電站鍋爐中的氮氧化物是非常有利的。選擇性催化還原法從上世紀的80年代開始，就已經被應用到了燃煤鍋爐當中，良好的脫硝效果使這種方法在當時的日本及歐洲很多國家都普遍應用。經過實驗我們得知，氨氣和氮氧化物可以發生選擇性的反應，在選擇性催化還原法中，一氧化氮是主反應的反應物，而且在反應中也摻加著氧氣。

選擇性催化還原法的主要裝置包括貯氨、混氨、噴氨、煙道、反應塔及控制系統所共同組成。通過這種選擇性催化還原法可以很快的祛除硝化物，消除率可達90%。這種技術經過長期的完善與改進，現在已經被廣泛的應用，而且消除率也有了進一步的提高，不僅如此，通過這種方法產生的新物質對大氣環境也不會造成污染及傷害。

同時，由于采取的催化劑不同，因此催化還原反應的溫度區間也不同。如果催化劑選用氧化鐵和氧化鈦，反應溫度就會在300—400℃，再加上合理的調節氨氣和氮氧化物的比例，就會使脫硝率更進一步的提升。

(2)選擇性非催化還原法。這種方法是把尿素或者氨等還原劑均勻地噴入爐膛的高溫區，以此來達到脫出NOx的目的。我國目前為止已經有超過500套的選擇性非催化還原法的裝置被應用到了各個行業的鍋爐及焚燒領域。而且通過實踐我們知道，選擇性非催化還原法可以通過現有的鍋爐經過改造來完成，因此這種方法具有投資小的特點，但是其自身的脫硝效率較低，沒有選擇性催化還原法的脫硝效率高，而且氨的逃逸率也較高，還原劑消耗量較大，這些都是選擇性非催化還原劑的不足之處，這其中，還原劑消耗量較大的主要原因就是還原劑與O2經過氧化反應，會生成H2O和CO2。現在我們正想辦法將在燃燒技術、選擇性催化還原法、低NOX燃燒器等技術與選擇性非催化還原法聯合使用，這也是這項技術發展的一個新方向。

4 結語

我國的經濟正在飛速發展，同時帶來的是對于環保的更高的要求，因此，火電產要拋掉先污染再治理的錯誤觀點，堅持做好煙氣脫硫脫硝的處理工作。首先，我們通過對大氣污染排放物現狀的分析可以知道，火電廠要對煙氣的脫硫脫硝工作進行深入的研究與分析，并且要把工作落實到實處，這是當今社會發展的一個必然的趨勢，也是我國社會經濟實現可持續發展的一個內在的要求。我國目前的煙氣脫硫脫硝技術還存在著一些不足之處，這就需要我們通過努力作進一步的完善與改進。所以，我們一定要更加深入的進行煙氣脫硫脫硝方面的技術研究工作，使造成大氣環境受到破壞的污染物排放量減少，使生態環境得到保證。

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