火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術分析

馬浩棟+虞鋼

摘 要：在火電廠煙氣處理技術中，出現一種新型技術那就是脫硫脫硝一體化技術，這一技術的出現，表現出現代社會中人們環保意識的增強，這一技術因其強大的優勢受到廣泛關注，具有廣闊的發展前景。脫硫脫硝一體化技術的應用，有利于保護生態環境，實現能源的有效利用，促進火電廠的可持續發展。

關鍵詞：火電廠；煙氣；脫硫脫酸一體化技術

近年來霧霾天氣逐漸加重，出現這種天氣的主要原因是因為空氣中含有的二氧化硫和氮氧化物等物質比較多，而火電廠所排放的煙氣中大部分都是這兩種物質，雖然濃度不是很高，但是其排放量巨大，所以嚴重影響著環境質量。因此加強火電廠煙氣處理具有重要作用，脫硫脫硝一體化技術的出現，具有強大優勢，一方面工作效率比較高，具有良好的性能，另一方面投入成本比較低，能夠實現能源的循環使用，這一技術給火電廠的發展帶來新的機遇。

1 脫硫脫硝一體化技術的概述

1.1 脫硫脫硝一體化技術的現狀

火電廠在生產中排放一定的有害物質，這些物質與城市中汽車尾氣、化工生產排放有害氣體共同影響城市環境質量，給人體帶來嚴重危害。火電廠中煙氣的主要物質是硫酸、硝酸等等，這種物質對人體的危害是最大的，并且其危害范圍也是非常廣的。火電廠煙氣脫硫脫硝處理技術中主要采用的分層處理的方式，就是脫硫技術和脫硝技術，這種技術在一定程度上取得一定效果，但經過長期的試驗，這種技術經常會因為面積大、程序復雜等原因，增加運營成本，在管理上也增加一定難度，導致工廠中投入大量運營成本和人力物力，給火電廠的發展帶來一定壓力。

1.2 脫硫脫硝一體化技術設計

1.2.1 概述。環保理念的不斷發展，受到各個行業的廣泛關注，在環保理念下，對火電廠煙氣的排放要求越來越高，傳統的脫硫技術和脫硝技術已經無法滿足當前社會發展的需求，所以必須對煙氣處理技術進行創新，針對這一問題，技術人員將脫硫技術和脫硝技術進行結合，形成一種新型裝置，這種一體化裝置改變傳統工作模式，優化脫硫脫硝技術。

1.2.2 流程設計。火電廠中排放出煙氣以后，會被旋風器進行首次清除，并將大型顆粒進行回收，之后大部分的除塵和脫硫脫氮工作在自激式除塵器中完成，然后再次經過沖擊淋洗塔的除塵脫硫脫氮工作，最后利用汽水分離器將其分開，進行最后一次除塵脫硫脫氮工作。

1.2.3 物料衡算。物料衡算是指在遵循質量守恒定律的基礎上進行工藝設計，并獲得輸入和輸出與物流和金額定量計算過程，與此同時還可以獲得設備和材料的平衡。物料平衡是脫硫脫硝一體化技術設計重要的組成部分，物料衡算工作直接影響著管道的選擇和設計。

1.2.4 熱量計算。熱量計算是以熱力學第一定律為基礎的一項計算工作，通過熱量計算可以平衡工業生產中的物料。熱量計算中需要對物料進行采集，并在物料中提取能量，這種能量在生活中隨處可見比如說熱能、動能等，在火電廠生產中最常見的就是熱能。

2 聯合脫硫脫硝一體化技術

聯合脫硫脫硝一體化技術在傳統煙氣脫硫技術基礎上，結合選擇性催化還原技術形成的一體化技術，這一技術大多的是在脫硫裝置之后增加脫硝裝置，提高脫硫脫硝工作效率，但是這種技術通常是由兩個獨立流程組合而成，有占地面積大、操作流程復雜的缺點。

2.1 SNRB煙氣凈化工藝

這一技術將脫硫、脫硝、除塵三者在脈沖噴射式布袋除塵室中結合為一體，在排出的煙氣中通過布袋除塵器將二氧化硫進行去除，對于含氮的物質可以向布袋除塵室中加入氨氣，除塵這一目標主要是通過布袋的自身提點實現的。在適用范圍內這種技術脫硫脫硝技術完成率可以達到90%。這一技術在應用時在一個設備上完成三種物質的脫除，在實現高效運作的同時降低深生產成本。

2.2 活性碳法

活性碳方法主要是利用了二氧化硫能夠被活性焦炭所吸附的特點，在煙氣處理中對硫、硝物質進行去除。在催化劑的作用下將硫、硝轉化成能夠被活性炭吸附的硫酸和硝酸，并且能夠隨著脫硫塔中活性焦炭一同進入分離設備中。另外在煙氣中被脫離的二氧化硫會在此經過加工進入二次脫硫脫硝設備中，經過活性碳的作用與催化劑發生反應形成氮氣。同時吸附硫酸的活性炭物質在設備350℃高溫作用下產生二氧化硫，這種方法中二氧化硫的脫除率可以高達95%以上，成為當前火電廠煙氣脫硫脫硝技術中比較高效的技術。但是在這一工藝中，脫硫脫硝的效率會受到活性炭滯留時間、入口煙溫等因素的影響。

3 同時脫硫脫硝一體化技術

3.1 干式同時脫硫脫硝一體化技術

3.1.1 高能輻射法。高能輻射法又包括電子束照射法和脈沖電暈等離子體法，這兩種形式在設備上有一定差別但是反應機理有一致性。電子束法是利用電子加速器的作用，將煙氣中的有害物質進行氧化并與水蒸氣形成反應產生霧狀的硫酸和硝酸，硫酸和硝酸與設備中的氨氣發生化學反應形成硫酸氨和硝酸氨，經過凈化后可以排放入空氣中。脈沖電暈法是將電子束法中的加速電子束用高壓脈沖電源代替，其余工藝是相似的，最終實現脫硫脫硝目的。電子束法目前已經得到使用，這種方法在使用時不會產生廢水和廢渣，也不會對環境造成二次污染，并且這一工藝中產生的副產物還可以成為農業肥料的原材料，具有極高的經濟效益，但是存在耗能高的缺點，在使用時還必須注意對X射線的防護，避免出現污染轉嫁。而脈沖電暈法的這一技術還正在試用階段，并沒有得到推廣使用。

3.1.2 NOxSO工藝。NOxSO技術是利用了干式、可再生的一種新型系統，這種技術可以有效脫除高硫煤鍋煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，這種方法可以應用于比較大型的電站或者工業鍋爐中，這種技術的最大優點是，有效提高對二氧化硫和氮氧化物的脫除率，并且還可以生產出比較暢銷的商業等級硫。

3.2 濕法煙氣同時脫硫脫硝技術

3.2.1 WSA-SNOx工藝。在這一工藝中煙氣首先在SCR反應器中與催化劑發生反應，氮氧化物被氨還原成氮氣，之后煙氣進入改制器中，將二氧化硫催化成三氧化硫，然后在瀑布膜中冷凝器的作用下，將氣體進行凝結合反應產生硫酸，經過濃縮技術可以形成濃硫酸，這種工藝除了消除氨氣以外不消除其他的化學物質，同時不會產生廢水廢氣等，脫硝率能夠達到95%以上，具有巨大優勢，其缺點是投資費用比較高，并且產生的濃硫酸運輸和儲藏都存在一定難度。

3.2.2 氯酸氧化法。這種方法是在強氧化劑的作用下，吸收煙氣中的二氧化硫和氮氧化合物，采用氧化吸收塔以及堿式吸收塔兩種工藝，對硫和硝的脫除率非常高。在應用這一工藝中，還可以將煙氣中的含有的微量金屬元素去除，具有極強的應用性和實用性，這一工藝中的優點是在常溫或者吸收劑比較低的情況下仍然能夠對煙氣進行氧化吸收。當然這種工藝也有缺點，其缺點是對氯酸吸收劑難以進行把控，會產生二次污染的廢酸，其缺點的存在在應用中受到一定限制。

3.2.3 濕式絡合吸收法。這一方法是在濕法脫硫技術中加入適量的金屬螯合物，這種物質能夠迅速與氮氧化合物發生反應，加快氮氧化物的吸收，同時實現脫硫脫硝功能，但是這一技術中金屬螯合物的循環利用比較困難，所以在應用中還沒有得到廣泛推廣。

4 結束語

當前煙氣脫硫脫硝一體化技術已經受到廣泛關注，在各個火電廠中加強對脫硫脫硝技術的優化和改進。隨著環保理念的不斷推進，在發展新時期，必須加強對煙氣中的物質的分析，為脫硫脫硝技術提供科學有效的依據。煙氣脫硫脫硝一體化技術良好運用可以改善環境質量，降低火電廠運營成本，具有重要現實意義，加快煙氣脫硫脫硝一體化技術的研究和推廣，提高火電廠生產經營效率，創造更好的社會效益和經濟效益。

參考文獻

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