火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用與節(jié)能環(huán)保

夏明洋

（唐山開(kāi)灤熱電有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000）

燃料燃燒是煙氣的主要來(lái)源，而煙氣中所含有的煙塵、二氧化硫以及氮氧化物等有害物質(zhì)是造成大氣污染和酸雨問(wèn)題的主要因素。以“十五”期間為例，我國(guó)投入了967 億元用在二氧化硫與酸雨污染防治。如何有效地去除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，已經(jīng)得到全球研究者的重視。

1 煙氣脫硫脫硝技術(shù)的簡(jiǎn)述

1.1 干法脫硫

干燥和半干燥煙道氣脫硫系統(tǒng)中的固體堿性吸收劑，通過(guò)煙氣穿透堿性吸收劑和煙道氣的方式和煙道氣進(jìn)行接觸，無(wú)論何種環(huán)境下，其中含有的二氧化硫和固體堿性物質(zhì)都一定會(huì)反應(yīng)生成硫酸鹽和亞硫酸鹽。為了快速發(fā)生反應(yīng)，固體堿性物質(zhì)要細(xì)小或松散。半干法煙道將水加入到氣體脫硫系統(tǒng)的煙道氣中，使堿性物質(zhì)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(zhì)反應(yīng)速度提高，此技術(shù)中的脫硫和之后的處理都是在干燥環(huán)境中進(jìn)行，這種方法對(duì)設(shè)備的腐蝕不是很明顯，沒(méi)有存在污水排放現(xiàn)象，并且在排放氣體的過(guò)程中沒(méi)有顯著的溫度下降，它使煙囪更容易通風(fēng)和擴(kuò)散。但是，該方法存在脫硫劑使用效率低、設(shè)備龐大等缺陷。

1.2 濕式同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的分析

濕式同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)在國(guó)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WSASNOx 方法的工作原理必須通過(guò)一種SCR 反應(yīng)器，而煙氣中的氮氧化物在受到催化劑的作用立即轉(zhuǎn)化成了氮?dú)猓呋瘎┻€會(huì)使二氧化硫變成三氧化硫。而后冷凝器裝著轉(zhuǎn)化物在等待凝結(jié)，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(dá)到90%以上，且效果比較理想。WSA-SNOx 方法與傳統(tǒng)的SCR 脫硝工藝相比較，該方法同時(shí)脫硫脫硝的技術(shù)不僅比傳統(tǒng)技術(shù)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(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生。目前此項(xiàng)工藝已應(yīng)用于部分商業(yè)運(yùn)行中，項(xiàng)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(guò)程中通過(guò)強(qiáng)氧化劑—氯酸的使用，然后產(chǎn)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(shè)備作用下來(lái)達(dá)到同時(shí)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。

2 我國(guó)煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

在我國(guó)煙氣治理中，脫硫是重點(diǎn)，其技術(shù)主要是選擇濕式石灰石-石膏法，也可以考慮電子束照射法和海水脫硫法等，其可以達(dá)到超過(guò)90%的脫硫效率。目前，脫硝還處于發(fā)展階段，主要是利用SCR 催化還原法。最近幾年，國(guó)家對(duì)于氨氧化物的排放也制定了相應(yīng)的措施與政策，構(gòu)建了脫硝示范工程，并且對(duì)于脫硫脫硝技術(shù)的重視度也在不斷提升。活性炭（焦） 也是主要的脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展方向，本工藝的優(yōu)點(diǎn)在于：第一，能達(dá)到98%的脫硫率，并且在100～200℃的低溫下也可以達(dá)到80%的脫硝率；第二，經(jīng)過(guò)處理之后，煙氣排放無(wú)需進(jìn)行熱處理；第三，不會(huì)使用水，因此沒(méi)有二次污染；第四，吸附劑來(lái)源廣泛，也不會(huì)有中毒的問(wèn)題出現(xiàn)，只需要將消耗的部分補(bǔ)充即可；第五，對(duì)于廢氣之中包含HCl、HF、汞等污染物都可以進(jìn)行深度處理；第六，帶有除塵的功能，其出口的排塵濃度要低于10mg/m3；第七，實(shí)現(xiàn)高純硫磺、液態(tài)SO2、濃硫酸等副產(chǎn)品的回收；第八，建設(shè)費(fèi)用較低，并且運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程更經(jīng)濟(jì)，占地面積偏小。

使用本工藝的主要缺點(diǎn)在于：第一，活性炭的價(jià)格較高，在實(shí)際的再生、吸附之中也存在較大損耗；其揮發(fā)分較低，不利于脫硝的處理，但可以用活性焦替代活性炭，實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的控制。第二，吸附法脫硫必定會(huì)有再生頻繁、脫硫速率較慢、脫硫容量低等問(wèn)題，阻礙其推廣應(yīng)用。第三，噴射氨可以提高活性炭的實(shí)際黏附力，導(dǎo)致吸收塔之中的氣流出現(xiàn)不均勻分布，同時(shí)因?yàn)榇嬖诎保瑫?huì)導(dǎo)致管道被腐蝕與堵塞，也容易出現(xiàn)二次污染。第四，由于解吸塔和吸收塔需要長(zhǎng)距離傳輸，會(huì)損壞活性炭。經(jīng)過(guò)發(fā)展，這一技術(shù)能夠達(dá)到90%的脫硫脫硝率，最近幾年，也有相關(guān)研究人員將微波技術(shù)與活性炭吸附相互結(jié)合，利用微波誘導(dǎo)催化還原脫硫脫硝技術(shù)。

3 煙氣脫硫脫硝技術(shù)與節(jié)能環(huán)保的探究

不斷深入的工業(yè)化進(jìn)程，加速了生態(tài)環(huán)境的惡化，工業(yè)污染所帶來(lái)的環(huán)境污染矛盾也日益突出，而這些問(wèn)題也成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的絆腳石。隨著社會(huì)的宣傳以及政策法規(guī)的頒布，人們開(kāi)始重視環(huán)境保護(hù)。火電廠如何實(shí)現(xiàn)最有效的煙氣處理，已然成為技術(shù)發(fā)展中的難題。全世界范圍內(nèi)對(duì)煙氣脫硫脫硝技術(shù)展開(kāi)了空前未有的研究，而我國(guó)近年來(lái)更是加大了各方面的投入，進(jìn)而加速煙氣脫硫脫硝技術(shù)研發(fā)方面的進(jìn)度。重要的是如何降低脫硫脫硝技術(shù)成本并能提高資源的利用率，以實(shí)現(xiàn)資源利用的可持續(xù)發(fā)展，這已成為目前脫硫脫硝技術(shù)研究的主要方向。當(dāng)前，在火電廠使用煙氣脫硫脫硝技術(shù)過(guò)程中，充分彰顯節(jié)能環(huán)保的主題。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著煙氣排放問(wèn)題的不斷加劇，環(huán)保法律也變得越來(lái)越嚴(yán)格。所以現(xiàn)階段應(yīng)該考慮一些低成本、穩(wěn)定運(yùn)行、高效率的技術(shù)，這是技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。但是脫硫脫硝技術(shù)具有良好的靈活性和經(jīng)濟(jì)性，加上國(guó)外的研究還不夠完善，所以我國(guó)還需要加大這一塊的研究。