對(duì)火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫硝技術(shù)的幾點(diǎn)探討

劉春宇

（沈陽信成環(huán)境技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110043）

對(duì)火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫硝技術(shù)的幾點(diǎn)探討

劉春宇

（沈陽信成環(huán)境技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110043）

為了解決火電廠運(yùn)行中產(chǎn)生的大氣污染排放問題，加強(qiáng)煙氣脫硫脫硝工作是大勢(shì)所趨。本文對(duì)火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫銷技術(shù)進(jìn)行了一些有意義的探討。

火電廠；大氣污染物；煙氣脫硫脫硝技術(shù)

電能作為社會(huì)生產(chǎn)和生活所廣泛使用的一種能源，其消耗量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。我國尤其是北方主要采用的是火力發(fā)電模式，但火力發(fā)電會(huì)產(chǎn)生大氣污染排放物，特別是隨著發(fā)電量的不斷增加，使得污染排放量也會(huì)隨之增加，進(jìn)而給大氣環(huán)境帶來嚴(yán)重危害。在這種情況下，我們就必須對(duì)火電廠大氣污染排放物進(jìn)行綜合治理，通過采取相關(guān)措施來將危害降到最低。

經(jīng)過綜合的考慮，就目前情況下，我們有必要加強(qiáng)對(duì)火電廠大氣污染排放的研究，并對(duì)火力發(fā)電過程中所產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行相關(guān)的脫硫脫銷的研究，以此來降低危害程度。本文正是基于這一出發(fā)點(diǎn)，就火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫銷技術(shù)進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對(duì)火電廠大氣污染排放的綜合治理工作能夠有所借鑒。

1 火電廠大氣污染物的排放現(xiàn)狀及應(yīng)用脫硫脫硝技術(shù)的意義

眾所周知，火力發(fā)電主要是依靠煤炭燃燒來進(jìn)行，但煤炭在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生粉塵、SO2、NOx、CO以及CO2等污染物，而SO2和NOx正是危害最大的兩種。以下就針對(duì)這兩種污染物的排放現(xiàn)狀以及應(yīng)用脫硫脫硝技術(shù)的意義進(jìn)行詳細(xì)探討。

1.1 NOx

據(jù)相關(guān)資料顯示，我國每年因火力發(fā)電而產(chǎn)生的NOx都維持著兩位數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)，給環(huán)境帶來了嚴(yán)重影響。此外，根據(jù)對(duì)當(dāng)前我國能源應(yīng)用現(xiàn)狀的調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析后可以發(fā)現(xiàn)，煤炭仍將作為當(dāng)前以及未來一段時(shí)間內(nèi)的主要能源。因此必須通過采取一定的措施來降低NOx的危害。為此，在大力推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和踐行環(huán)保理念的今天，對(duì)火電廠污染物煙氣進(jìn)行脫硝處理以降低NOx的危害應(yīng)得到足夠的重視。

1.2 SO2

除了NOx會(huì)對(duì)大氣環(huán)境帶來嚴(yán)重危害之外，煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的SO2也會(huì)給環(huán)境造成嚴(yán)重影響，并且這種影響隨著火力發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大而呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。據(jù)相關(guān)資料預(yù)測(cè)，我國的電力裝機(jī)容量到2020年時(shí)將會(huì)達(dá)到13億千瓦時(shí)，因此必須采取SO2的排放量加以控制，對(duì)火電廠大氣污染物進(jìn)行脫硫處理，從而降低其對(duì)環(huán)境的危害性。

2 火電廠煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用

2.1 石灰石—石膏法煙氣脫硫技術(shù)

自上個(gè)世紀(jì)30年代起，英國就率先在其火力發(fā)電廠中應(yīng)用了石灰石—石膏脫硫裝置。該裝置雖然能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫目的，但效果欠佳。直到上個(gè)世紀(jì)的中后期，歐美等國加大了對(duì)脫硫技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，并且完成了大量的基礎(chǔ)試驗(yàn)工作。經(jīng)過多年的發(fā)展和優(yōu)化，目前石灰石—石膏法煙氣脫硫技術(shù)已經(jīng)發(fā)展比較完善，而且在煙氣脫硫領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。該方法的主要原理是借助石灰石漿液來吸收煙氣中的SO2，具有應(yīng)用成本低、脫硫效果好等優(yōu)勢(shì)，而且它的副產(chǎn)物石膏還可以被用于眾多領(lǐng)域，例如建筑建材、水泥緩凝劑等，具有良好的經(jīng)濟(jì)性。

2.2 濕法煙氣脫硫

與石灰石—石膏法相比，濕法脫硫技術(shù)的脫硫效率更高，一般可以達(dá)到90%以上，被認(rèn)為是當(dāng)前脫硫率最高的一種技術(shù)手段。濕法脫硫是對(duì)一系列脫硫工藝的總稱，根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)原理的不同又可以劃分成許多類型，但是其中應(yīng)用最廣的是以石灰石作為吸收劑的石灰石—石膏濕法脫硫工藝，如圖1所示。現(xiàn)實(shí)中，依據(jù)吸收塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這種工藝又可以被進(jìn)一步細(xì)分為三類：逆流噴淋塔、順流填料塔和噴射流泡反應(yīng)器。

2.3 海水法煙氣脫硫

圖1 石灰石—石膏濕法脫硫工藝流程

SO2是一種酸性氣體，它遭遇堿性物質(zhì)會(huì)發(fā)生反應(yīng)，而海水作為一種天然的堿性物質(zhì)，可以對(duì)SO2起到良好的吸收作用。利用海水來吸收煙氣中的SO2，具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、無需耗費(fèi)化學(xué)原料以及無污染等眾多優(yōu)勢(shì)。正是基于這些優(yōu)點(diǎn)，世界各國都加強(qiáng)了對(duì)天然海水脫硫技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，我國也將其列為應(yīng)該大力推進(jìn)的脫硫技術(shù)之一。該技術(shù)主要由煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、海水供應(yīng)和水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)構(gòu)成。在運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，高效除塵器一般會(huì)安裝在SO2吸收塔的頂部，而SO2吸收系統(tǒng)則位于吸收塔底部。現(xiàn)實(shí)中，SO2在頂部會(huì)先被進(jìn)行除塵處理，然后進(jìn)入底部和自下而上的海水相向流過，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脫硫目的。而吸收了SO2的海水還會(huì)被輸送至相關(guān)的處理設(shè)備，通過與其他海水混合并通入適量空氣來達(dá)到脫硫效果。

2.4 煙氣循環(huán)硫化床脫硫

煙氣循環(huán)硫化床脫硫是一種典型的半干法脫硫技術(shù)，該技術(shù)早在上個(gè)世紀(jì)80年代就被德國的火力發(fā)電站所采用，脫硫率可以達(dá)到90%以上。該技術(shù)是將脫硫塔內(nèi)排放的煙氣與加入的消石灰、循環(huán)灰以及工藝水進(jìn)行反應(yīng)，除了可以有效脫除SO2之外，對(duì)SO3也具有良好的脫除效果。在該方法中，石灰粉是最主要的脫硫劑。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是空間占用小而且脫硫工藝實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，即使在低鈣硫比下也能達(dá)到較好的脫硫效果，目前已在我國的一些火電廠中取得了初步應(yīng)用，而且效果理想。

3 火電廠煙氣脫硝技術(shù)的應(yīng)用

3.1 SCR脫硝技術(shù)

SCR脫硝技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣的煙氣脫硝技術(shù)，其脫硝率可以達(dá)到90%。該技術(shù)主要利用還原劑和NOx在一定溫度和SCR選擇催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生無污染的N2和H2O，具有操作簡(jiǎn)單、技術(shù)完善的優(yōu)勢(shì)，缺點(diǎn)就是應(yīng)用成本較高。目前火電廠中廣泛應(yīng)用的SCR反應(yīng)器通常都安裝在鍋爐省煤器和預(yù)留器中間，這一方面便于實(shí)現(xiàn)SCR脫硝處理，另一方面還可以將氨噴射于省煤器和SCR之間的煙道位置，讓其與煙氣混合后與NOx發(fā)生反應(yīng)，從而進(jìn)一步提升脫硝質(zhì)效。

3.2 SNCR脫硝技術(shù)

SNCR脫硝技術(shù)是指催化劑的作用下，含有NHx的還原劑會(huì)被噴入高溫的爐膛內(nèi)，從而迅速熱分解成NH3，并進(jìn)一步和煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)N2和H2O。顯而易見，這種技術(shù)需要利用爐膛的高溫區(qū)域來進(jìn)行反應(yīng)，所以需要對(duì)鍋爐進(jìn)行一定的改造，具有應(yīng)用成本低的優(yōu)點(diǎn)。但其脫硝率明顯低于SCR技術(shù)，只能運(yùn)用在一些對(duì)脫硝效果要求不高的機(jī)組。

目前，通過將SCR和SNCR技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，可以發(fā)揮這兩種技術(shù)的各自優(yōu)勢(shì)，在保障脫硝率不受影響的條件下，還能節(jié)省技術(shù)的投資和應(yīng)用成本，是火電廠大氣污染物煙氣脫硝技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。

4 結(jié)語

為了解決火電廠運(yùn)行中產(chǎn)生的大氣污染排放問題，加強(qiáng)煙氣脫硫脫硝工作是大勢(shì)所趨。應(yīng)對(duì)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研究和應(yīng)用方面的不足不斷進(jìn)行改善。

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