火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術分析

楊超玉

山東神華山大能源環境有限公司 山東 濟南 250014

1、前言

嚴重的霧霾問題從很大程度上可以說是因為工業生產過程帶來的大氣污染導致的，火電廠發電過程中使用的燃煤中存在大量的硫元素或氮元素，燃燒之后就會產生大量的SO2和NOx，很多燃煤電廠在運行過程中這一問題都會十分顯著的體現出來，所以就有必要采取措施優化工藝，使用一體化的脫硫脫硝技術，防止環境污染。

2、技術概述

2.1 技術現狀

火力發電廠在生產過程中會產生一定量的有害物質，這些物質和人們生活過程中產生的各種有害排放物共同給大氣環境以負面影響，這樣一來不僅對人們的生活環境產生了嚴重危害，還會給人體帶來顯著的負面影響?？偟膩砜矗痣姀S運行過程中排放的主要污染物是硫化物和硝化物，目前燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術分別處理,脫硫脫硝取得了一定的成果。但現有工藝往往裝置龐大、工藝復雜,不僅投資巨大，而且浪費了大量的資源，增加了運營成本和管理難度，給電力的發展帶來了很大的壓力。

2.2 技術設計

在社會各界都越來越重視環保問題的情況下，傳統的脫硫脫硝工藝已經難以滿足日益提高的環保要求。為了解決這一問題，技術人員結合傳統脫硫脫硝技術，研發了新的設備，改變了傳統的工藝過程，優化了脫硫脫硝技術。火力發電廠原煙氣首先經過旋風分離器對大顆粒粉塵進行回收，之后進入脫硫脫硝一體化設備進行脫硫、脫硝，從而達到脫硫脫硝的效果。物料平衡計算和熱量平衡計算是脫硫脫硝工藝設計的重要組成部分。物料平衡計算是指根據質量守恒定律進行工藝設計，定量計算輸入、輸出和物流的過程，以及各設備之間物料的平衡。熱量平衡計算是基于熱力學第一定律，對工藝過程中的熱量進行平衡。在熱量平衡計算中，找出工藝過程中需要熱量和產生熱量的環節，并對熱量進行充分利用，減少能量消耗，達到節能效果。

3、常見脫硫脫硝一體化技術

3.1 SNRB凈化

SNRB凈化工藝是在傳統脫硫脫硫技術基礎上，結合選擇性催化還原技術，提出的一種新型的高溫煙氣凈化技術，采用高溫布袋除塵器對SO2、NOx、粉塵進行一體化去除。首先通過在省煤器后的煙道內噴入堿性物質（鈣基或鈉基）脫除煙氣中的SO2；然后在布袋除塵器前噴入NH3，在布袋除塵器的濾袋中懸浮選擇性催化劑，在催化劑的作用下，NH3與NOx發生反應生成N2和H2O，以達到脫除NOx的目的。該技術將SO2、NOx、顆粒物三種污染物的脫除都集中在同一個設備上，從而降低了裝置造價，減少了占地面積，降低了運行成本。

3.2 活性炭法

活性炭是由木質、煤質和石油焦等含碳的原料經熱解、活化加工制備而成的，具有較大的表面積和發達的微孔功能材料?；钚蕴棵摿蛎撓跫夹g主要利用活性炭具有較大的表面積、良好的孔隙結構、豐富的表面基團、高效的原位脫氧能力等特點，去除煙氣中的SO2和NOx。原煙氣進入活性炭脫硫脫硝一體化裝置，通過裝置中的活性炭床層吸附煙氣中的SO2，在活性炭的吸附過程中，先通過活性炭的催化作用，SO2被氧化為SO3，在水蒸氣的作用下，SO3又形成了硫酸，沉積在活性炭的內部孔隙上，從而達到脫除的SO2目的。在一體化裝置后部噴入NH3，在活性炭的催化作用下NOx與NH3反應生成N2和H2O。

3.3 高能輻射法脫硫脫硝

又可以分為電子束照射法和脈沖電暈等離子體法,它們在使用相同機制的不同裝置中發生反應。電子束照射法主要使用粒子加速器來讓煙氣中的SO2和NO進行氧化反應，生成的SO3和NO2溶解在水蒸氣當中，水蒸氣液化之后得到硫酸和硝酸，硫酸和硝酸在設備中與氨反應生成硫酸銨和硝酸銨，凈化后的煙氣排放到大氣中。脈沖電暈法采用高壓脈沖裝置代替粒子加速器。采用高能輻射法脫硫脫硝工藝不會產生大量的工業廢渣，也因而避免了固廢對于環境產生二次污染。

3.4 濕法脫硫脫硝

氯酸氧化法煙氣脫硫脫硝技術是采用含有氯酸的強氧化劑將SO2和NO氧化為易溶于水的形態，以此達到吸收脫除的效果。氧化過程在氧化塔中進行；后續工藝采用NaOH和Na2S來吸收殘余的酸性氣體，吸收過程在堿式吸收塔中完成。氯酸氧化法脫硫脫硝工藝可實現在一套設備中同時脫硫脫硝，脫除效率可高達95%以上，并且與催化還原技術相比沒有催化劑中毒、失活等問題。該工藝適用性強，對入口煙氣的限制范圍不高，在常溫、吸收劑濃度較低時也可以進行氧化吸收。但存在氯酸氧化劑價格高，對設備腐蝕性強、產生廢酸造成二次污染等問題。

絡合物吸收工藝是在現有濕法脫硫漿液中加入絡合吸收劑，絡合吸收劑與NO迅速發生反應形成亞硝酰絡合物，從而加快了NO的吸收速率，并加大了其吸收容量。同時亞硝酰絡合物可與溶液中吸收SO2形成的SO32-/HSO3-發生反應，形成一系列N-S化合物，并使絡合吸收劑再生。在同一個反應器中脫除SO2的同時，吸收NOx，實現同時脫硫脫硝的目的。但絡合吸收劑再生速度慢，絡合吸收劑循環利用比較困難，如果能解決絡合劑的再生問題，該技術將得到廣泛應用。

4、結束語

隨著環境保護理念的深入，有必要加強對煙氣中污染物的分析，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可以提高火電廠周圍的環境質量，降低運行成本。同時加快煙氣脫硫脫硝技術的研究和推廣，提高火電廠的生產和運行效率，可以創造更好的社會效益和經濟效益。