火電廠煙氣脫硫脫硝技術的節能環保問題分析

（新疆兵團現代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司），石河子市，832000） 劉 軍

二氧化硫與氮氧化物是大氣中最嚴重的污染物。近年來，城市霧霾日益嚴重。其重要原因即二氧化硫與氮氧化物的污染所致。隨著社會經濟的快速發展，生態環境不斷惡化。人們對環保的重視度普遍提高，國家出臺了大量相關環保防控的法律政策。火電廠排放的硫氧化物與氮氧化物濃度不高，但其排放量較大，對環境污染造成了巨大危害。煙氣脫硫脫硝一體化技術的大力應用推行，備受人們關注。其運行效率高，技術成本較低，具有良好的性能。實現了火電廠煙氣的脫硫脫硝目標，有效提高了能源利用效率，為生態環保做出了重要貢獻。

1 火電廠煙氣污染問題

大氣污染引起的環境問題主要是全球氣候變暖，酸雨等。酸雨是人為與天然排放的二氧化氮引起。人為排放的NO2具有地區性分布的特征。UNEP 統計顯示，60 年代天然NO2排放量占全球總量的85%，局部地區人為排放量占地區總排放量的90%以上[1]。因此控制人為NO2排放非常重要。

隨著國民經濟迅速發展，我國產生的二氧化硫與氮氧化物排放量逐年增加。我國大氣環境惡化形勢嚴峻。自70 年代，我國開始進行酸雨監測，2000年第九屆全國人大常委會通過修訂《大氣污染防治法》，國家政府為生態環保做出了積極的努力。二氧化硫與氮氧化物的大量排放嚴重污染環境，我國燃煤電廠在氮氧化物排放控制方面起步較晚。統計表明，火電廠氮氧化物排放比超40%以上。全國氮氧化物排放總量已達1 200萬噸。每年因酸雨造成的經濟損失在1 100億元以上。隨著火電組裝機容量增長排放量逐漸增加。如不及時采取有效的措施進行控制，到2020 年將達到2 900 萬噸左右[2]。

環境污染問題日益嚴重，加強環保治理已成為我國經濟轉型發展的重要課題。據統計，全國僅33.1%的城市達到空氣質量二級標準。其中137個超過三級標準。氮氧化物的治理需大量的投資，技術復雜度較高。為新技術的研發應用提出了新的挑戰。

我國十分重視煤潔凈燃燒與脫硫脫硝技術等相關技術的研發應用。目前新建火電機組已廣泛采取低氮燃燒技術。煙氣脫硝技術開始進行示范工程。排放治理工作取得了很大的成效。為避免重走依賴國外技術的教訓，加強脫硝技術在火電廠項目的管理，盡早開發適合我國國情的火電廠煙氣脫硝解決方案。加快實現火電廠脫硫脫硝技術設備國產化，對促進我國環保發展具有重要意義。

2 火電廠脫硫脫硝技術簡介

2.1 脫硫脫硝一體化技術概述

我國對環保事業高度重視，對火電廠排放要求標準不斷提高[3]。傳統的脫硫裝置技術已不能滿足時代的快速發展需求。相關技術人員將脫硫裝置與脫硝裝置進行了有效結合，形成了脫硫脫硝一體化裝置，改變了傳統模式的低效弊端。

我國煤電廠煙氣脫硫脫硝技術研究始于70 年代初期，因經濟技術等方面原因，很多技術未得到廣泛應用推廣。已建工業規模實驗裝置部分已停運。我國燃煤電廠煙氣脫硫技術有待進一步發展。

煙氣經旋風器時進行首次清除，除塵后大顆粒粉塵得到回收。除塵與脫硫脫氮經自激式除塵器完成多半除塵脫硫脫硝工作，經沖淋塔除塵脫硫脫氮，采用汽水分離器進行分離。

通過工藝設計中物料衡算獲取輸入輸出與案件中物料金額定量計算。物料衡算在工藝設計中是重要的環節，對管道的選擇與設計反應器有很大的影響。以熱力學第一定律基礎進行熱力計算，對工業生產中物料進行平衡計算。計算中需從中提供被物料移走的能量。

2.2 脫硫脫硝一體化技術方法

將新型硫氧化物及氮氧化物聯合脫除即脫硫脫硝一體化技術的一種。該技術尚處于探索研發階段，未廣泛應用于火電廠煙氣脫硫脫硝中。脫硫脫硝一體化技術包括煤炭燃燒中及燃燒后的脫硫脫硝。燃燒后脫硫脫硝技術被廣泛應用于工業領域。

火電廠煙氣脫硫脫硝中，高能輻射法是干式工藝的重點，有電子束照射法與脈沖電暈等離子體法。電子束照射法利用電子加速器，其產生的高能量等離子體對煙氣中氮氧化物進行氧化，生成液態硫酸。導入銨溶液中實現中和。將剩余煙氣利用煙囪排入大氣。脈沖電暈等離子法使用高壓脈沖電源代替電子束。目前自束照射法應用廣泛。在實際應用中不會產生廢水污染物，具有一定的節能環保功能[4]。提高了經濟效益。

LILAC 法為常用的干式脫硫脫硝一體化技術。其原理是將飛灰化合物作硫氧化物與氮氧化物吸收劑，能同時脫硫脫硝。此方法在使用中設備簡單，但要使用過量吸收劑才能提高脫除率。脫硫脫硝效率較低。增加了實際運行成本。

尿素凈化煙氣法主是將PH 值在5～9 范圍內的吸收液添加到設備中，二氧化硫與氮氧化物脫除率不受煙氣二氧化硫與氮氧化物濃度影響。處理后尾氣可直接排放。煙氣在脫硫脫硝后吸收液可回收硫氨酸，其實際處理煙氣量較小，難以達到工業應用標準。

氯酸氧化法在使用中將氯酸作強氧化劑，將二氧化硫與氮氧化物氧化。利用同一設備實現煙氣脫硫脫硝。通過堿式及氧化吸收塔工藝處理，提升脫硫脫硝效率。從而脫除其中所含有毒微量金屬元素。WSA-SNOX方法原理是利用SCR 反應器，將煙氣導入改制器中。實現二氧化硫氧化。在冷凝器中凝結。加入水進行混合形成硫酸。此方法只對氨氣進行消耗。不會出現二次污染。脫硫脫硝效率較高。生產安全。

3 火電廠脫硫脫硝技術的節能環保功效

隨著工業化進程不斷深入，其所造成的環境污染問題日益嚴重，隨著人們的環保意識不斷提高，開始對火電廠排氣污染進行嚴格防控。火電廠脫硫脫硝一體化技術加大研究力度與應用范圍。目前研究方向是低成本投入運行，獲得較高的能源利用率。火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用中，充分利用了副產品，規避了二次污染。一定程度上增強了能源利用效率。不斷提升煙氣脫硫脫硝一體化技術運用水平。通過研究應用副產品，充分利用了資源，實現火電廠煙氣的脫硫脫硝，使得社會經濟效益得到顯著提高。

脫硫脫硝一體化技術是世界上脫硫領域領先是國家中應用最多的聯合脫硫脫硝措施。通過脫硫脫一體化技術的應用，可在一定程度上節省投資與運費，滿足日益嚴格的NO2排放標準。采用燃燒控制與脫硫脫硝技術在我國已有一定的基礎【5】。

我國今后要繼續加強對控制火電廠煙氣排放控制技術的研究，有計劃的開展脫硫脫硝一體化技術的應用推廣。隨著我國環保要求的提高，降低鍋爐燃燒NO2排放量非常重要。許多國家廠家與科研機構已積累的豐富的經驗。應不斷學習國外的先進技術經驗，促使我國火電廠環保水平達到新時期社會發展要求。

火電廠煙氣脫硫脫硝中，脫硫脫硝一體化技術的應用效果良好。增強了煙氣污染治理力度。有效降低了硫氧化物與氮氧化物對大氣的污染。充分利用處理后的副產品，有效降低了環境污染。增強了經濟效益，符合我國節能環保要求。大力推廣應用脫硫脫硝一體化技術，對促進生態環保發展具有重要的意義。