電廠脫硫脫硝一體化技術(shù)及應(yīng)用研究

薛琴

（江蘇源能環(huán)境工程有限公司江蘇江陰214400）

電廠脫硫脫硝一體化技術(shù)及應(yīng)用研究

薛琴

（江蘇源能環(huán)境工程有限公司江蘇江陰214400）

對電廠煙氣排放的脫硫脫硝，是實現(xiàn)大氣污染有效治理的關(guān)鍵措施。本文分析了電廠煙氣脫硫脫硝的重要性，并論述了3種脫硫脫硝一體化技術(shù)及其應(yīng)用情況。為今后開展電廠煙氣脫硫脫硝工作提供了借鑒。

脫硫脫硝；一體化；燃煤

引言

煤炭是我國的重要能源之一。在我國現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占比可達一半以上，遠遠超過歐美等發(fā)達國家煤炭消耗的比例[1]。近年來，我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，對于電力的消耗也日益增大。隨之我國火電裝機容量的不斷加大，而火電廠發(fā)電主要是消耗煤炭。

煤炭在燃燒過程中，會產(chǎn)生眾多污染物。如二氧化硫、氮氧化物以及一些重金屬等污染物質(zhì)，對環(huán)境造成嚴重危害。其中，火電廠排放的二氧化硫是酸雨的主要形成來源[2]。而氮氧化物對人體具有毒性，也是酸雨和光化學煙霧的主要來源。因此，實現(xiàn)對電廠煙氣排放的脫硫脫硝，是實現(xiàn)大氣污染有效治理的關(guān)鍵。

1 電廠脫硫脫硝一體化的重要性

對燃煤電廠排放的煙氣污染物進行治理，是保護環(huán)境空氣的關(guān)鍵措施之一。而對于火電廠而言，建設(shè)單一的僅脫除一種污染物的脫硫和脫硝工藝，需要分別占用土地。同時，還需要大量的投資，并增加了運行成本。另外，隨著我國環(huán)保標準的升級，對火電廠排放的煙氣治理要求越來越高。發(fā)電企業(yè)對于環(huán)保的投入也越來越高。可通過將單體的脫硫和脫硝工藝進行合理組合，形成一套處理工藝。既減少了工藝設(shè)備的投入，也降低了運行成本和復雜度。因此，對發(fā)電廠實行脫硫脫硝一體化處理可有效縮減煙氣治理鏈，同時也有利于減少占地和投資。

2 電廠脫硫脫硝一體化技術(shù)

近年來，各國對于電廠煙氣脫硫脫硝一體化的工藝技術(shù)加強了開發(fā)研究。同時，這種技術(shù)也在工業(yè)上實現(xiàn)了部分應(yīng)用。其發(fā)展方向還包括對脫硫脫硝后的產(chǎn)物進行回收利用。

2.1 CuO吸附法

主要機理是以吸附劑對燃煤電廠煙氣中的SO2和NOX進行吸附處理。常用的吸附劑如CuO-SiO2和CuO-Al2O3，主要為CuO的復合物。在300℃-500℃時，吸附劑與電廠煙氣中二氧化硫和氮氧化物發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)生成的產(chǎn)物有硫酸銅，以及NOX還原后的產(chǎn)物N2、氨等。從而避免了煙氣中污染物直接排入大氣造成污染。并且，當反應(yīng)溫度達到700℃，其脫硫脫硝效率也得到極大的提升。采用該技術(shù)脫硫和脫硝效率可分別達到90%和75%。同時，沒有二次污染物產(chǎn)生。并且隨著溫度的持續(xù)上升，其脫硫脫硝效果也隨之得到提升。另外，采用該脫硫脫硝技術(shù)還可實現(xiàn)99.9%的除塵效果。

2.2 NaClO2作氧化劑氧化吸收法

該技術(shù)通常采取氧化和堿式吸收塔兩段工藝。主要是利用NaClO2在一定的工況下同時脫除煙氣中的SO2和NOX。利用NaClO2的強氧化能力與SO2和NOX進行反應(yīng)。該段反應(yīng)主要在氧化吸收塔中進行。氧化吸收塔中氧化產(chǎn)物則被Na2S或NaOH所吸收。主要在堿式吸收塔中進行。該工藝對于入口煙氣的濃度要求不高，脫除能力更強。同時，對于反應(yīng)溫度要求較低，常溫時也可進行。但有研究顯示，NaClO2對于硫的脫除具有良好的效果，但其脫硝效果則有所欠缺。NaClO2溶液在濃度較低時脫硝效率隨濃度增加增長較快。但當濃度超過4mmol/L時，脫硝效果趨于穩(wěn)定

2.3 脈沖電暈等離子體法

該方法主要是利用高壓放電對煙氣中污染物進行電解反應(yīng)。煙氣中污染物被電解成非平衡等離子物質(zhì)，并與煙氣中水發(fā)生反應(yīng)生成酸。燃煤電廠中的SO2和NOX極易被電解成硫離子和氮離子。在一定的工況下，硫離子和氮離子生成硫酸和氨，從而達到了脫除的效果。該工藝操作上相對簡單，但在處理效果控制上卻難以精準控制。同時，該工藝還會生成二次污染物，進而加劇了煙氣的污染狀況。

3 電廠脫硫脫硝一體化技術(shù)工業(yè)應(yīng)用研究

CuO吸附法是一種較為成熟的脫硫脫硝技術(shù)。但在處理過程中，常出現(xiàn)吸附劑穩(wěn)定性較差的問題。同時，對于反應(yīng)溫度的要求也較高。因此該技術(shù)應(yīng)用成本較高，不利于在我國電廠中進行廣泛應(yīng)用。

NaClO2作氧化劑氧化吸收法被認為是濕法氧化法中最好的一體化處理技術(shù)之一。但是，該方法中NaClO2價格高，導致運行成本高。因此，有研究者采用價格較低的NaClO和NaClO2進行混合，作為吸收液實現(xiàn)對二氧化硫和氮氧化物的脫除。研究顯示，NaClO和NaClO2反應(yīng)可生成大量氧化性很強的Cl2等氣體。從而可有效提高脫硫脫硝效率。NaClO和NaClO2復合吸收液可有效降低成本并提高效率。可廣泛應(yīng)用于我國大量的小型燃煤鍋爐的脫硫脫硝中。

脈沖電暈等離子體法具有良好的同時脫硫脫硝效果。同時，還具備一體收集飛灰的能力。但該技術(shù)要實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，其難點在于開關(guān)控制簡便的大功率高壓脈沖電源，以及對能耗的降低。

結(jié)語

燃煤電廠煙氣含有大量的污染物，對其進行脫硫脫硝一體化處理十分必要。但現(xiàn)有脫硫脫硝一體化技術(shù)在工業(yè)化應(yīng)用中存在諸多缺陷。如存在工藝技術(shù)方面不成熟，經(jīng)濟上成本較高等問題。因此，今后要加強脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究和開發(fā)，以最終實現(xiàn)煙氣的零排放。

[1]唐志軍.探究燃煤電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)發(fā)展趨勢[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2016,0（2）:17-18.

[2]王旭偉,鄢曉忠,陳彥菲,等.國內(nèi)外電廠燃煤鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)的研究進展[J].電站系統(tǒng)工程, 2007,23（4）:5-7.

薛琴（1983.7-）漢族，女，江蘇江陰人，碩士，工程師，主要從事脫硫脫硝除塵等方面研究。