燃煤電廠脫硫脫硝除塵技術(shù)應(yīng)用研究

張照欣

（許昌龍崗發(fā)電有限公司，河南 許昌 461670）

燃煤電廠使用可燃性燃煤的同時(shí)將未經(jīng)處理的有害氣體二氧化硫直接排放到大氣中，使廢氣與大氣中的水、氧氣反應(yīng)后產(chǎn)生了酸雨或者化學(xué)煙霧，加劇了環(huán)境的污染。為了減少燃煤電廠在煤炭燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣，防止環(huán)境繼續(xù)污染，燃煤電廠需要根據(jù)燃燒情況進(jìn)行綜合分析，從而盡可能地從各個(gè)方面有效降低對(duì)當(dāng)前環(huán)境的影響。隨著工藝的改革，燃煤電廠可以使用環(huán)保煤炭，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的有效保護(hù)。本文闡述了當(dāng)前燃煤電廠脫硫脫硝除塵的方法。

1 燃煤電廠脫硫技術(shù)的要點(diǎn)

通過(guò)對(duì)煤炭燃燒進(jìn)行合理分析，燃煤電廠脫硫可以分為：燃燒前、燃燒過(guò)程中和燃燒后三個(gè)部分[1]。首先在燃燒前，燃煤電廠可以通過(guò)外觀或者化學(xué)反應(yīng)，篩選出含硫較高的原煤，挑選含硫、含硝量較低的原煤來(lái)使用，從源頭上解決廢氣問(wèn)題。第二，在燃燒過(guò)程中投入相關(guān)的化學(xué)物品與燃煤進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，降低硫、硝的含量。第三，在燃燒以后進(jìn)行相關(guān)的脫硝脫硫，對(duì)燃燒后的廢渣廢氣進(jìn)行合理地處理。廢渣部分在一定的條件下與化學(xué)物品發(fā)生反應(yīng)，減少?gòu)U渣中的污染性廢料，比如，將燃燒后的殘?jiān)c大量的海水混合，在一定程度上可以稀釋污染物。并且，海水中的相關(guān)物質(zhì)還可以在與二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后得到固化，實(shí)現(xiàn)一定的脫硫效果。然而采用這種方法，會(huì)使融合后的產(chǎn)物難以從海水中提取，造成了二次污染，所以一般情況下，不采用這種方法。最后的半干法則是使用石灰漿將殘?jiān)械腟O2進(jìn)行吸收，通過(guò)這種方式可以達(dá)到85%左右的去除效果。燃煤電廠也可以通過(guò)物理或者化學(xué)甚至當(dāng)前的高科技方法有效去除廢氣中的污染氣體。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，燃煤電廠也從整體上設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的解決方法，這項(xiàng)技術(shù)叫整體煤氣聯(lián)合循環(huán)技術(shù)[2]。這項(xiàng)技術(shù)可以從整體上來(lái)實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝除塵，目前，國(guó)外的使用率較高，國(guó)內(nèi)也在逐漸引進(jìn)該技術(shù)，但是目前相關(guān)技術(shù)還不成熟，而且還需要結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況。

2 燃煤電廠在脫硫脫硝過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，脫硝技術(shù)和脫硫技術(shù)是同步進(jìn)行的，而且通過(guò)某些特定的方式，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硝和脫硫，但同時(shí)，燃煤電廠也要防止兩者的處理方式相互影響，盡量避免兩者在相互影響后產(chǎn)生新的污染物。根據(jù)脫硝技術(shù)的特性可分為三個(gè)階段，分別是脫硝燃燒前、脫硝燃燒中和脫硝燃燒后，所以在處理相關(guān)的廢物時(shí)，脫硝技術(shù)的相關(guān)工藝和脫硫技術(shù)的相關(guān)工藝存在相似的地方。

2.1 燃煤燃燒前的脫硝技術(shù)

燃煤在燃燒前的脫硝技術(shù)可以在選煤過(guò)程中實(shí)現(xiàn)，如果在這個(gè)過(guò)程中盡可能地阻止相關(guān)氮化物的生成，并通過(guò)控制相關(guān)的產(chǎn)生條件：比如可以控制氧氣的濃度、在燃燒的過(guò)程中加入一定量的惰性氣體，都可以降低生成氮化物[3]。

2.2 燃煤燃燒后的脫硝技術(shù)

2.2.1 使用脈沖電暈等離子化學(xué)處理方式進(jìn)行處理

這項(xiàng)技術(shù)是通過(guò)使用高壓脈沖中的電暈離子的閃射流來(lái)加速煙塵中氣體與相關(guān)的電子發(fā)生碰撞，在相互碰撞過(guò)程中，將NOX轉(zhuǎn)化成HNO3，再通過(guò)與氨結(jié)合形成NH4NO3，實(shí)現(xiàn)脫硝目的。該工藝也能將SO2最終轉(zhuǎn)化成（NH4）2SO4，所以該方法可以同時(shí)進(jìn)行脫硫和脫硝。

2.2.2 高能電子束處理技術(shù)

高能電子束處理技術(shù)理論上具有一定的存在意義，并在實(shí)際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，但由于其成本較高，實(shí)現(xiàn)目的也需要相應(yīng)的條件，這里只作簡(jiǎn)單介紹。該項(xiàng)技術(shù)是將過(guò)濾后產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行收集，收集后將溫度控制在65～70 ℃左右，然后按照廢氣的體積質(zhì)量，輸入一定量的氨氣，待氨氣與廢氣融合穩(wěn)定后，在容器內(nèi)進(jìn)行高能電子束照射。混合氣體在電子束的作用下使煙氣中的氧氣、氮?dú)夂退魵獾葰怏w發(fā)生輻射反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量原子、電子，最終產(chǎn)生活性較低的化學(xué)廢品，這些廢品因?yàn)榛钴S性較低，基本不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

2.2.3 固體吸附劑的使用

這項(xiàng)技術(shù)是使用固體吸附劑吸附氣體，類似于活性炭吸附，但固體吸附劑吸附的是NOX和SO2。但這項(xiàng)技術(shù)處理廢氣的效率不高，且在處理完成之后，固體吸附劑不容易處理。此外，固體吸附劑處理廢氣不徹底，所以這種工藝需要與其他的處理方式配合使用，才會(huì)實(shí)現(xiàn)更好的處理效果。

3 燃煤電廠中的除塵技術(shù)

在處理煙塵過(guò)程中，我們首先所能想到的高效方法就是優(yōu)先防護(hù)，這要求燃煤電廠科學(xué)合理地分配及利用資源，最大限度地減少煙塵對(duì)環(huán)境的污染，所以提高周邊生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、加強(qiáng)燃煤車間管理可以使附近的生態(tài)資源健康合理地發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)。

3.1 采用高性能過(guò)濾器

高性能過(guò)濾器根據(jù)過(guò)濾方式的不同，可以分為以下幾種：第一，顆粒過(guò)濾器。該過(guò)濾器可以有效去除廢氣中的微小塵粒，但是這種過(guò)濾裝置需要定期清理，否則容易在高溫環(huán)境下發(fā)生堵塞問(wèn)題。第二，金屬網(wǎng)過(guò)濾器。該過(guò)濾器是利用金屬纖維來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)塵粒的過(guò)濾，這種過(guò)濾器的缺點(diǎn)是金屬纖維耐高溫性較差，容易發(fā)生變形，從而導(dǎo)致過(guò)濾效果變差，所以不適用于高溫除塵。第三，陶瓷過(guò)濾器。這種過(guò)濾器是利用柔性陶瓷的纖維帶，可以根據(jù)需要隨意改變形狀，并且不受酸堿和高溫的影響，因而，這種過(guò)濾器既可以在高溫、酸堿環(huán)境下進(jìn)行工作，除塵效果也非常理想。以上三種處理方式都屬于高性能過(guò)濾，但目前，部分燃煤電廠對(duì)陶瓷過(guò)濾器的使用率還不高。相關(guān)部門應(yīng)做好產(chǎn)品推廣工作，讓電廠盡可能使用更好、更科學(xué)的過(guò)濾裝置來(lái)進(jìn)行相關(guān)廢氣的過(guò)濾。

3.2 排放時(shí)采用的高效除塵器

在治理燃煤電廠煙氣過(guò)程中，一種最高效直接的辦法就是在燃煤電廠燃煤時(shí)統(tǒng)一使用除塵設(shè)備。目前常規(guī)的除塵設(shè)備大致包含以下幾種：旋轉(zhuǎn)式除塵設(shè)備、靜電式除塵設(shè)備、機(jī)械式除塵設(shè)備、布袋式除塵設(shè)備等。其中，靜電式除塵設(shè)備的工作效率最高，因?yàn)槠淅渺o電吸附的方式可以在高溫高壓環(huán)境中正常工作，一般能夠處理空氣中90%以上的粉塵，同時(shí)能夠捕捉到6 μm的粉塵。目前，我國(guó)使用的靜電除塵級(jí)別為四級(jí)左右，在除塵效果方面比傳統(tǒng)方式較好，但是這種方式缺點(diǎn)也相對(duì)明顯，如成本較高。機(jī)械式除塵器的工作方式是經(jīng)過(guò)高速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)離心力使沉淀分離，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)除塵效果。這種除塵方式對(duì)硬件的要求比較高，而且除塵效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及靜電除塵方式的效率。但是，這項(xiàng)技術(shù)成本較低，一般燃煤電廠都可以使用，然而，這種機(jī)械式除塵器也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，即除塵的精度較差，不能精確地對(duì)粉塵進(jìn)行有效處理。

除塵工藝作為脫硫脫硝除塵的最后一個(gè)步驟，燃燒廢物狀態(tài)的復(fù)雜性更高，所以在設(shè)計(jì)相關(guān)工藝、處理方式方面也更復(fù)雜，需要注重更多細(xì)節(jié)。通過(guò)設(shè)計(jì)出一整套類似于煙氣凈化工藝的方式來(lái)處理廢氣，在廢氣循環(huán)的過(guò)程中將污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化、固化，再經(jīng)過(guò)相關(guān)處理來(lái)減少此過(guò)程的步驟，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效率除塵，提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)論

就目前形勢(shì)而言，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)是刻不容緩，除了當(dāng)前的各種脫硫脫硝除塵工藝，還需要盡可能使用清潔能源，發(fā)展可持續(xù)再生能源，將低碳經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略進(jìn)行到底。我國(guó)未來(lái)的發(fā)展方向雖然是使用清潔能源，但是也不能完全忽略傳統(tǒng)電廠的作用。傳統(tǒng)電廠應(yīng)該通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)盡可能地減少污染，從而實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。