分析火電廠脫硫脫硝技術及發展與展望的研究

文/馬耀榮 蘭州新區市政投資管理集團有限公司 甘肅蘭州 730300

火電廠生產中產生的大量煙氣如果不經由專業的脫硫脫硝處理，就會大大降低大氣質量，造成酸雨等危害。因此，各個火電廠在不斷發展的過程中，要重視煙氣的處理。傳統的技術下，脫硫脫硝技術相對落后，很多火電廠只能夠實現單一的脫硫或者脫硝處理。當前，技術的進步使得各個火電廠逐步實現了工藝優化，脫硫脫硝一體化技術逐步發展，這種一體化也將成為未來發展的主要趨勢，有效保障了脫除率。因此，脫硫脫硝工藝改進是火電廠發展中需要關注的重點問題。

1、火電廠脫硫脫硝技術

1.1 同時脫硫脫硝

同時脫硫脫硝處理在一些火電廠得到了應用，在燃燒結束以后、燃燒過程中，都可以實現同時脫硫脫硝。從各個火電廠的生產特點來看，這種同時脫硫脫硝工藝改革可以取得理想的應用效果，其流程如圖1所示。同時脫硫脫硝技術存在干法與濕法之分。相比較而言，濕法的應用相對普遍，本文將濕法同時脫硫脫硝作為研究對象。在實際的應用中，過氧化氫吸收技術是其中的核心技術，可以吸收煙氣中的氮氧化物，進而改變氮氧化物的性質，實現脫硝處理。在脫硫脫硝系統設計時，由于煙氣中的氮氧化物具有一氧化氮的性質，需要保障系統可以氧化一氧化氮，實現一氧化氮向二氧化氮的轉變。在同時脫硫脫硝工藝中，過氧化氫、高錳酸鉀是最為常用的氧化劑。

吸收脫硫脫硝工藝屬于一種濕法處理工藝，在實際的應用中，主要是通過各種吸收溶液的應用，使得火電廠煙氣中的一氧化氮物可以與吸收溶液發生一定的化學反應，因此，吸收溶液的應用大大提升了反應速率，保障了脫除率。

此外，耦合式濕式氨法也屬于一種同時脫硫脫硝工藝，在實際的應用中，將等離子體作為反應物，使得其可以與煙氣中的二氧化碳、氮氧化物發生氧化反應，達到脫硫處理的效果，該種工藝下脫硫率極高。堿液吸收與等離子體氧化技術的融合在一些火電廠中逐步被應用。

圖1 工藝流程圖

1.2 聯合脫硫脫硝

在火電廠的脫硫脫硝處理中，聯合脫硫脫硝是當前技術中應用最為普遍的技術。在傳統的脫硫脫硝處理中，可以實現對煙氣中二氧化硫的脫除，而SCR技術能夠實現對氮氧化物的脫除，將兩種工藝加以結合，有效實現了脫硫脫硝處理，且在工藝的應用中，不存在相互影響的關系，具有一定的獨立性。聯合脫硫脫硝工藝下，主要是將石灰石作為反應物，由于石灰石的性能較好，在石膏煙氣脫硫系統內，可以充分發揮石灰石的反應作用，將煙氣中的二氧化硫在該系統內加以轉化。與此同時，煙氣中氮氧化物的脫除借助于SCR技術來完成。日本、德國等國家是聯合脫硫脫硝技術發展相對先進的國家，應用該種工藝加以處理時，即使煙氣中的二氧化硫、氮氧化物的含量很高，也可以取得高達90%以上的脫除率。但是，在應用該種技術時，由于工藝的特殊性，可能會導致設備存在表面結垢、內部腐蝕與堵塞問題，影響了脫硫脫硝工作的順利進行。

以一塔式液相氧化吸收脫硫脫硝技術為例，WFGD裝置是主要的反應裝置，在該裝置中，添加一定的脫硫脫硝設備，這種反應裝置與設備的應用，使得在塔內可以實現良好的脫硫脫硝處理。為保障良好的脫除率，要盡量維持脫硫與脫硝的獨立性，分離脫硝液與脫硫液。在一塔式液相氧化吸收技術下，經由除塵后的煙氣，隨著引風機進入脫硫脫硝塔內部，首先進行脫硫處理，脫硫裝置中的化學物質將與煙氣中的二氧化硫等物質反應，實現脫硫處理，經由脫硫以后的煙氣在經過氧化噴淋層以后進入脫硝系統內，煙氣與脫硝液體的反向交融，有效脫除了煙氣中含有的氮氧化物。最終在霧水脫水系統內消除霧氣以后，方可進行煙氣的排出。從這種脫硫脫硝處理的工藝來看，在脫除過程中會產生一定的亞硫酸鹽與其他產物，這些物質可以被置于塔底的循環罐，實現產物的再利用。一塔式液相氧化吸收脫硫脫硝技術的應用中，其設備的整體投資相對較低，脫硫脫硝都可以在一個反應塔內完成，有效節約了火電廠脫硫脫硝的成本。此外，聯合脫硫脫硝的實現主要是通過不同的化學反應來實現的，具有高效率、高脫除率的優勢，在脫除處理的過程中，不存在其他污染物的產生，也就不會造成二次污染，是一種經濟性與實用性較高的脫除工藝。

2、脫硫脫硝技術的發展和展望

近年來，隨著國家對環境問題的重視，在火電廠的發展過程中，脫硫脫硝工藝應用成為各個火電廠發展中必須要考慮的問題。脫硫脫硝工藝的改進，有效將火電廠煙氣污染物控制在了排放標準以內，大大降低了大氣污染，符合當前可持續發展的要求。因此，火電廠脫硫脫硝技術的改進，能夠促進火電廠的長遠發展。研究更低成本、更高脫除率的脫硫脫硝技術，成為各個火電廠發展未來的發展重點，各個火電廠還需要逐步加大在脫硫脫硝裝置、設備方面的投入，實現火電廠發展的經濟社會效益。

雖然我國各個火電廠在煙氣脫硫脫硝中取得了一定的發展成果，但是其技術應用還遠遠落后于發達國家。在未來的發展過程中，各個火電廠要從自身的生產情況著手，選擇最佳的脫硫脫硝工藝，降低火電廠煙氣污染物的排放。有關環保部門要加大監督與管理，積極關注新工藝的應用，掌握脫硫脫硝技術的最新發展，并做好各種脫硫脫硝技術存在問題的分析，制定相應的解決對策，加大工藝改進方面的投入。

結語：

近年來，隨著我國對環保問題的重視，國家有關部門對火電廠煙氣排放制定了更為嚴格的標準，各個火電廠在發展的過程中，要加大脫硫脫硝技術改進，降低煙氣中污染物、有害物質的含量，實現火電廠發展中經濟、社會與環境效益的統一。脫硫脫硝一體化技術將成為未來技術發展的主要趨勢，各個火電廠應當重視先進脫硫脫硝工藝的應用。