火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用與節能環保

尹文健

河北大唐國際張家口熱電有限責任公司 河北張家口 075000

現階段，隨著我國科學技術的不斷創新，煙氣脫硫脫硝技術出現的種類有很多，從典型的煙氣同時脫硫脫硝技術出發，總結了當前新興技術，并且在我國煙氣同時脫硫脫硝技術發展現狀基礎上對今后發展方向進行了展望[1]。

1 傳統法脫硫脫硝

①噴霧干燥法。噴霧干燥方法使用石灰水作為吸收劑，并且將生活水平撒在物質上發生反應，除此之外它還可以吸收廢氣當中的水蒸氣降低溫度，最后以固體的方式排出廢物，該方法與其它方法相比成本較低，操作很簡單，對于設備的損壞小，反應物，處理方便，但是它的效率卻不高。②循環流化床脫硫法。該方法主要是在循環過程當中加入石灰石，通過石灰石與二氧化硫進行反應，達到脫硫的效果，該方法操作十分的簡單，投入的成本低，脫硫的效果也是非常明顯，使用率很高[2]。

2 干法脫硫

干燥和半干燥煙道氣脫硫系統中的固體堿性吸收劑，通過煙氣穿透堿性吸收劑和煙道氣的方式和煙道氣進行接觸，無論何種環境下，其中含有的二氧化硫和固體堿性物質都一定會反應生成硫酸鹽和亞硫酸鹽。為了快速發生反應，固體堿性物質要細小或松散。半干法煙道將水加入到氣體脫硫系統的煙道氣中，使堿性物質顆粒表面形成液膜，再將二氧化硫加入其中，可以使固體堿性物質反應速度提高，此技術中的脫硫和之后的處理都是在干燥環境中進行，這種方法對設備的腐蝕不是很明顯，沒有存在污水排放現象，并且在排放氣體的過程中沒有顯著的溫度下降，它使煙囪更容易通風和擴散。但是，該方法存在脫硫劑使用效率低、設備龐大等缺陷。

3 濕式同時脫硫脫硝技術的分析

濕式同時脫硫脫硝技術在國際上有兩種高效的方法，一種是WSA-SNOx方法，另一種則是氯酸氧化法。其中WSA-SNOx方法的工作原理必須通過一種SCR反應器，而煙氣中的氮氧化物在受到催化劑的作用立即轉化成了氮氣，催化劑還會使二氧化硫變成三氧化硫。而后冷凝器裝著轉化物在等待凝結，只要混合一定量的水就形成硫酸。這種方法煙氣中二氧化硫及氮氧化物的脫除率能達到90%以上，且效果比較理想。WSA-SNOx方法與傳統的SCR脫硝工藝相比較，該方法同時脫硫脫硝的技術不僅比傳統技術的脫硝效率更高，元素硫還可以得到高效的回收，并且該方法處理過程無廢水產生。目前此項工藝已應用于部分商業運行中，項目有著廣闊的前景。另一種氯酸氧化法，其最重要的工作原理是在煙氣脫硫脫硝過程中通過強氧化劑—氯酸的使用，然后產生氯酸的氧化作用將煙氣中的硫氧與氮氧化物氧化，最后在相同設備作用下來達到同時脫硫脫硝的效果。煙氣的脫硫脫硝效率不斷地提高，并且能夠在脫除煙氣中的有毒金屬元素。而這種方法中主要依靠煙氣中的堿式吸收和氧化吸收。在這種方法的使用過程中只會對氨氣資源進行消耗，而不存在對其他資源的消耗，因此，也就不會產生多余廢水廢氣廢渣，安全性非常高，相比其他方法具有較高的脫硫脫硝效率。

4 脫硝工藝

將煙氣通過引風機匯合，用煙氣升溫系統將匯合煙氣升溫至250-260℃以滿足低溫 SCR 反應的溫度，升溫后的煙氣通過低溫 SCR 脫硝裝置，在催化劑的作用下利用外購氨水中的 NH 3與煙氣中 NO x 反應生成N2和H2O，完成煙氣脫硝。此外，在脫硝前加設碳過濾裝置，將煙氣中焦油、 碳灰等過濾掉，保護催化劑。同時，在催化劑模塊上方設聲波吹灰設施，清掃催化劑表面灰塵。脫硝工藝的關鍵為脫硝反應系統，主要包括：反應器本體結構、 煙氣預處理器、整流器、催化劑層、 聲波吹灰器、 催化劑起吊裝置、 配套結構及平臺等。反應器水平段安裝煙氣導流、 優化分布裝置以及氨和煙氣的分布格柵，反應器豎直段裝有催化劑床，催化劑布置選用 3層的布置模式。催化劑頂部設金屬格柵及金屬網，防止大顆粒進入催化劑空隙，同時也能減少細小的灰粒在催化劑表面累積，還能起到一定的煙氣均布效能，同時提供檢查檢修的平臺。每層催化劑上方均留有 1.8m 的間隙，方便進入檢修，催化劑模塊之間做好密封，以防飛灰積聚。反應器壓力降每層不超過 200Pa，整個系統溫度降不超過 10℃。

5 實現火電廠煙氣脫硫脫硝技術節能環保的策略

實現火電廠煙氣脫硫脫硝技術節能環保的目標，主要從兩方面入手，一方面是提高脫硫脫硝效率，另一方面是提高副產物的利用率。目前，業內煙氣脫硫脫硝和節能環保方面的研究熱點集中在強氧化技術和濕式絡合吸收技術方面。強氧化技術是在煙氣有害物質凈化過程中，先將氯酸等氧化劑與煙氣中的有害物質如硫氧化物發生化學反應，在氧化吸收塔內對煙氣中的有害物質氧化之后，進入到堿式吸收塔內，使其中的酸性氣體或物質與苛性鈉和硫化鈉試劑發生中和反應，進而去除煙氣中的有害物質。這一技術的研究主要是針對煙氣中的重金屬物質進行去除，使凈化后的煙氣滿足排放目標。濕式絡合吸收技術主要攻克的技術難題是煙氣中氮氧化物在常溫條件下溶解度較小，回收較為困難。濕式絡合吸收技術采用Co或Fe作為催化劑，通過這些催化劑來促進煙氣中的氮氧化物形成金屬絡合物，之后再與溶液中的硫酸鹽形成氮硫化合物，使絡合劑得到再生，反應得以持續。目前的技術難題主要是如何提高金屬絡合物的利用率，只有提高再生效率才能有效降低運行成本，這也是研究的重要方向[3]。

6 結語

火電廠作為我國發電的主體，如果不能對廢氣中的有害物質進行合理的處理，就會對環境造成很嚴重的破壞，因此，我們的工作重點是盡量減少廢氣中有害物質的排放，盡可能的將這些有害物質進行轉化和吸附。必須根據電廠本身的情況選擇脫硫和脫硝方法，不僅要符合國家排放標準，還必須考慮成本問題，以便同時進行保護環境和發電廠的發展。