低碳經濟中的燃煤電廠脫硫脫硝除塵工藝發展對策分析

杭州意能電力技術有限公司 高 峰

煤炭作為世界重要的能源，由于我國是工業大國，在經濟迅速發展的大背景下，持續增加對煤炭的需求量，不僅給生態環境造成了嚴重的影響，甚至還會給人們的生命健康造成威脅。低碳經濟下，脫硫脫硝除塵作為作為處理燃煤問題常用的一種工藝技術，可以確保煤電廠正常生產，減輕對生態環境造成的污染，進一步提高煤炭資源的利用率，幫助電廠在激烈的競爭中獲取較高的經濟利益，對于推動自身的發展也具有極大地促進作用。

1 低碳經濟概述

低碳經濟主要是在氣候發生變化的背景下所產生的。科學數據已經證實，人類的各種活動都會引起全球氣候發生變化，這已經是一個不爭的事實。面對氣候變化對各國經濟持續發展所帶來的挑戰，國際氣候制度中明確提出“共同而有區別責任”的原則，聯合共同應對氣候變化的問題[1]。基于國內政策，很多國家已經在全面開展減排行動，認識到只有扭轉傳統經濟體系對化石能源依賴的程度，才可以真正地實現低碳排放，促進社會經濟可持續發展。

能源緊缺導致能源價格一路飆升，受經融危機的影響，很多國家都開始關注和重視低碳經濟的作用和也影響。在能源緊缺的背景下，能源儲備國則是受益者，而能源欠缺者則是受害者，嚴重影響國家經濟的發展。低碳經濟模式下，減少能源的消耗量，科學采用節能產品，國家發展過程中減少對能源的依賴性，嚴格控制能源國家暴力收入，從而確保社會乃至整個國家經濟實現可持續發展的目標[2]。站在一點分析，全面推行與發展低碳經濟則是有一條走出金融危機黑暗的一條光明大道。

2 燃煤電廠常見污染分析

2.1 粉塵污染

發電廠發電過程中產生大量的粉塵是不可避免的，粉塵在進入大氣后，會對人們的呼吸道造成嚴重的威脅，危害人們的身體健康。因為很多粉塵中都含有非常多的焦油，人一旦吸入粉塵，粉塵進入呼吸道后，就會誘發支氣管炎，甚至還會發生肺癌。

2.2 氮氧化物影響

氮氧化物屬于燃煤電廠發電過程中常見的一種產物，受陽光紫外線的照射，會產生不同的化學反應，與大氣中所存在碳氫化合物相結合會生產毒氣物質[3]。在大氣中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度很緩慢，但是在濕度相對大，有顆粒物存在的時候，就會發生催化氧化反應。另外，在太陽光紫外線照射并且有氧化氮存在時，就會發生光化學反應而生成三氧化硫，和硫酸酸霧，人一旦將毒氣吸入體內后就會發生肺水腫，對于人和動物的健康而言，都是有一種極大地威脅。

2.3 廢水排放影響

沖灰水是燃煤電廠中排放量比較大的，污染物含量最高的廢水。針對這一問題，要采用濃漿輸灰、灰渣分排等措施，目前剛建的電廠的除灰方式根據情況不同采用不同的方式，最先選用的是干除灰方式，其次是水力除灰，最后采用高濃度水力除灰。廢水的排放很大部分是脫硫廢水，里面含有懸浮物、過飽和的硫酸鹽、亞硫酸鹽以及重金屬等污染物，其中很多物質都是在環保標準中提出重要處理的污染物，脫硫廢水對環境造成了嚴重的影響，由此可見對于燃煤電廠的廢水零排放十分必要。

3 燃煤電廠脫硫脫硝除塵的重要性

3.1 減少能源消耗

燃煤電廠屬于高碳能源消耗非常大一種企業，日常生產過程中能源消耗的量非常大，采用脫硫脫硝除塵工藝，可以促使能源消耗量得到有效的境地，可以真正地實現清潔生產，進一步提高企業生產的效率和質量，為社會的可持續發展奠定良好的基礎。

3.2 降低生產經營成本

在低碳經濟發展的背景下，國家在大力發展綠色經濟、低碳經濟，燃煤發電作為我國耗能量非常大的產業之一，更要積極響應國家的號召，正確采用先進的脫硫脫硝除塵工藝，出現任何污染的時候都可以起到有效的控制作用，實現對廢物產品的回收和再利用，以此來降低生產經營的成本，提高企業的經濟效益。

3.3 減少空氣污染

燃煤電廠的脫硝技術主要是通過氮氧化物的形成和釋放控制工作，目的是為了減少煙氣中的氮氧化物含量，有效的減少了空氣中光化學煙霧的產生。目前煙道脫硝技術可以減少煙氣中的氮氧化物，同時降低了煙氣在空氣中發生光化學污染的可能性。在進行技術的選擇和處理中通過對于整體工作分析使得燃煤氣體的有害物質的含量等進行精確的計算，使處理工藝更加符合實際煙氣的需求，具有一定的針對性。

3.4 廢水排放的防治

化學酸堿廢水需要通過專門的工業廢水處理系統中和處理，pH 調整達到6-9后，排進入凈水污水池，經過處理后進入凈水池，用于工業用水。脫硫廢水產生于脫硫石膏的脫水和洗滌過程，廢水中細小的粉煤灰顆粒含量比較高。因為石膏脫水車間的水呈微酸性，并且含有一些重金屬離子和少量固體雜質，該廢水應單獨建立脫硫廢水處理設施，先去除廢水中的重金屬離子，等處理達標后可作為調濕灰用水或排入煤場噴淋。另外酸堿廢液主要來自鍋爐給水系統，不同的鍋爐給水處理系統排出的酸堿廢液量就不同。陰、陽離子處理系統需要排出40%左右的酸堿，移動床排出20%。另外，酸洗鍋爐的廢酸液一般都排入中和池，經過中和以后再進行排出。

4 低碳經濟中的燃煤電廠脫硫脫硝除塵工藝

4.1 單純脫硫技術

4.1.1 濕法脫硫工藝

濕法脫硫工藝一般都是以石灰石/石灰石膏濕法脫硫技術為主，這種工藝具體操作的流程為：先在含硫的產物中放置適當的石灰石粉（CaCO3），并將其作為一種吸收劑，可以促使脫硫的目標得以有效的實現；其次，需要將適量的水加入到干燥的石灰石粉劑，在水與石灰粉相結合的狀態下，石灰粉就會相應的變化，從而轉變成一種液態。在液態下，空氣中所存在的CO2、H2O 會與CaCO3直接發生化學反應，進而生成一種物質就是Ca(HCO3)2。當Ca(HCO3)2進入燃煤電廠的吸收區域、氧化區域后，會直接與含有酸性條件的H+產生一種非常顯著的中和反應，采用科學方式的作用下就會成分中的H+直接去除，取出之后就可以直接獲取H2O、CO2及鈣離子。鈣離子通常情況下都是處于游離狀態，會直接與燃煤電廠中存在的氯離子進行有效的結合，進而產生一種氯化鈣；剩余其他部分的鈣離子則會直接與硫酸氫根離子、陰性的氟離子產生一種有效的結合，化學反應的影響下，會之間產生硫酸氫鈣與氟化鈣；化學反應在末尾階段的時候，最后剩下的鈣離子則會直接與亞硫酸根離子進行有效的結合，再次產生一種化學反應，生產硫酸鈣。硫酸鈣與O2結合后，便會產生化學反應，產升的物質為氫離子、鈣離子、硫酸根離子，這樣就可以有效實現脫硫的目標。

4.1.2 干法脫硫工藝

法脫硫工藝與濕法脫硫工藝相比，更具有環保性，非常符合當前可持續發展的理念。這種技術的實質就是對濕法脫硫工藝進行優化。本文研究選擇吸附煙氣脫硫法進行分析，重點是對此工藝在燃煤電廠中的應用情況分析，先在燃煤電廠中的爐膛內噴射CaCO3，化學劑在高溫環境的影響下，就會發生分解反應，在這種情況下就會形成一種氧化鈣。氧化鈣在煙氣中就會促使SO2受化學反應的影響產生一種CaSO2。采用活性炭做完吸附處理后，可以真正地實現對SO2的合理轉換，使其轉換成H2SO4、硫酸氨，這樣就可以真正地達到脫硫的效。干法脫硫工藝與其他脫硫工藝相比，雖然實現脫硫目標的過程非常復雜，耗費的成本比較高，整體脫硫效率非常低，但是干法脫硫工藝在實際應用過程中的耗能量非常高低，非常符合當前低碳經濟發展的趨勢，能夠更好地契合低碳生產過程中的相關要求，而且在整個脫硫過程中不會涉及到各種污水和污酸的問題，能夠確保整個過程的安全性，有效避免各種污染發生的可能性。

4.2 單純脫硝技術

4.2.1 燃燒法

燃煤在燃燒過程中環境的溫度，O2的具體濃度都是影響燃煤電廠生產過程中NOx 最終生產量的主要因素[4-5]。所以燃煤電廠在生產過程中一定要確保O2的濃度及溫度均在科學的范圍之內，在基礎上合理引入燃燒法，以此來有效控制及減少NO的排放量。

4.2.2 催化還原法

催化還原法也被簡稱為SNCR，屬于干法脫銷技術最具代表的一種，技術操作原理為：燃煤電廠中添加適量的NH3、CO(NH2)2，產生出NO，這種情況下就可以使NH3在含氧的情況實現與NO的結合，從而生成H2O、N2。另外在有氧狀態下，CO(NH2)2可以直接與NO 發生還原反應，生成二氧化碳產物。可見這種脫銷技術的使用效果非常顯著，而且耗能少，使用成本低，非常符合低碳經濟的發展需求，所以在燃煤電廠中，這種脫硝工藝具有顯著的應用頻率。

4.3 單純除塵技術

4.3.1 顆粒除塵技術

燃煤電廠采用顆粒除塵技術可以將現場直徑為10μm 左右的煙塵顆粒進行濾除，經過與靜電除塵技術對比分析發現，這種技術不僅捕獲范圍的比較大，而且除塵效果也非常顯著。這種技術唯一不足就是溫度比較更高的環境下使用會呈現嚴重堵塞的現象，影響最終的除塵效果，而燃煤電廠日常生產過程中的溫度非常高，如果使用顆粒除塵技術則會發生堵塞的現象，降低除塵的效率[6]。

4.3.2 陶瓷過濾技術

陶瓷過濾技術的材質為陶瓷，樣式共分為兩種，分別為纖維帶式、蜂房式，應用于燃煤電廠中，可以起到除塵的效果，并且可以實現長久性，有助于更好地對煙塵的排放量進行控制。這種技術之所以得到廣泛的優勢，原因在于它的材質為陶瓷，陶瓷具有較強的耐高溫性，可以很好地適應燃煤電廠的高溫環境，不需要對其開展相關維護工作，因此，其陶瓷過濾技術被廣泛地應用與推廣。

5 結語

綜上所述，低碳環保作為當前社會各行各業主要發展的方向，特別是燃煤電廠，低碳經濟對社會發展提出了更加嚴格的挑戰，同時也增加了巨大地發展壓力。因為燃煤電廠企業要想在激烈的競爭中實現提高自身的地位和實力，需要創新脫硫脫硝除塵工藝，結合自身生產過程中常見的污染類型合理選用脫硫脫硝除塵工藝，減少能源消耗，降低破壞環境的程度，有助于促進電廠的穩固發展。