電廠煙氣脫硫脫硝控制系統(tǒng)的研究

李建軍

青島華拓科技有限公司

電廠煙氣脫硫脫硝控制系統(tǒng)的研究

李建軍

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電力行業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和騰飛的基礎(chǔ)，但電廠污染物排放對(duì)環(huán)境也造成了負(fù)面影響，燃煤型SO2和NOx污染是目前我國主要的大氣污染來源，火電廠排放了大量的SO2、NOx和煙塵等污染物，我國煤炭消費(fèi)占一次能源消費(fèi)的69%，而以燃煤為主的火電廠占我國發(fā)電廠的80%。我國煤耗在2016年已達(dá)到26.7億噸，而據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測報(bào)道，2020年全國煤炭消費(fèi)總量將達(dá)到30億噸，這對(duì)大氣環(huán)境將造成嚴(yán)重的污染，采取強(qiáng)有力的減排措施迫在眉睫。

煙氣；脫硫脫硝；控制系統(tǒng)

我國對(duì)于煙氣脫硫脫硝技術(shù)，已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，但是對(duì)于如何進(jìn)行一體化脫硫脫硝，其技術(shù)并不成熟。采取一體化脫硫脫硝技術(shù)，能夠有效降低燃煤過程造成的空氣污染，從而在提高脫硫脫硝效率的同時(shí)，為工作人員作業(yè)安全和人身健康提供保障，同時(shí)提高一體化技術(shù)水平，改善煙氣質(zhì)量、節(jié)約凈化成本。

1 煙氣產(chǎn)生的危害

燃煤電廠在日常的運(yùn)作過程中需要大量的煤炭支持，而煤炭燃燒產(chǎn)生的煙氣由于煤炭的組成成分會(huì)含有大量氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫等大氣污染物，對(duì)大氣的平衡造成極為不利的影響，進(jìn)而產(chǎn)生環(huán)境污染。各燃煤電廠的煤炭種類、設(shè)備型號(hào)都不相同，所以排放的煙氣量也各不相同，然而由于具有較大的額定蒸發(fā)量，燃煤電廠要遠(yuǎn)大于其他的工廠的煙氣排放量，煙氣排放時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱，周邊的環(huán)境的溫度也會(huì)因此升高，為了避免民眾受到高溫的傷害，燃煤電廠會(huì)將煙囪的高度增加向高空中排放煙氣，但是這樣又會(huì)增加煙氣的傳輸距離和擴(kuò)散的范圍，煙氣對(duì)環(huán)境的危害也隨之增加。除此之外，排放的煙氣中的煙塵落到田間會(huì)對(duì)農(nóng)作物的生長和成熟造成一定程度的影響，二氧化硫排放導(dǎo)致的酸雨更會(huì)對(duì)建筑物和植物都產(chǎn)生腐蝕，嚴(yán)重危害人們的日常生活和生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 電廠煙氣脫硫脫硝控制技術(shù)

2.1 同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)

(1)干式吸附再生技術(shù)

干式吸附再生法主要有NOxSO處理法、LILAC法、以及尿素法幾種，并以NOxSO工藝使用最為普遍，其脫硫脫硝效率亦較為理想。NOxSO工藝吸附劑主要運(yùn)用鈉鹽，在γ-Al2O3圓球上擔(dān)載的鈉鹽會(huì)吸附煙氣中的SO2和NOx，達(dá)到脫硫脫硝的目的，而吸附飽和后的鈉鹽可再進(jìn)行循環(huán)利用。吸附劑再生處理是將吸附飽和后的鈉鹽置于600℃高溫環(huán)境中，其會(huì)發(fā)生分解并釋放出氮氧化物，當(dāng)?shù)趸餄舛冗_(dá)到一定比例時(shí)，吸附劑的分解就達(dá)到了化學(xué)平衡，此時(shí)可進(jìn)行吸附劑的回收利用。

(2)絡(luò)合吸收法

該種方法屬于濕法同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)中的一種，主要原理是將NO通過不同的方法氧化成NO2，然后再進(jìn)行相關(guān)的處理。絡(luò)合吸收法利用亞硝酰亞鐵鰲合物的反應(yīng)條件，在堿性溶液中加入亞鐵離子，結(jié)合相關(guān)反應(yīng)條件使之生成氨基羥酸亞鐵螯合物，氨基羥酸亞鐵螯合物進(jìn)而與NO和SO2進(jìn)行一系列反應(yīng)生成NH3和FeSO4，從而達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的目的。雖然這是一種新的同時(shí)脫硫脫硝方法，但其性能卻與期望相去甚遠(yuǎn)，其脫硫脫硝的效率很低，但對(duì)工藝技術(shù)的要求卻較高，實(shí)用性遠(yuǎn)不能達(dá)到現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求，因而較少機(jī)會(huì)被應(yīng)用到。

(3)等離子法控制

首先是電子束照射法控制，通過電子加速器產(chǎn)生等離子體，對(duì)電廠煙氣中的二氧化硫和氮氧化物等污染性氣體進(jìn)行氧化，之后與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成硝酸和硫酸，最后與氨氣發(fā)生反應(yīng)，得到無污染的硝酸銨和硫化銨。這種方法脫除率較高，反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物可以作為肥料繼續(xù)利用，但需要的設(shè)備功率大，成本較高，仍需進(jìn)一步創(chuàng)新研究。

第二是脈沖電暈等離子控制，這種控制方法以電子束照射為基礎(chǔ)，但其通過脈沖電源放電來獲得活化的電子，從而獲取平衡等離子，產(chǎn)生大量活性自由基，之后進(jìn)行電廠煙氣中有害氣體的氧化，這種方法脫除效率進(jìn)一步提升，同時(shí)有著除塵效果。

2.2 脈沖電暈法脫硫脫硝技術(shù)

脈沖電暈法脫硫脫硝技術(shù)主要就是指采用高壓放電方式來針對(duì)燃煤電廠煙氣中的一些化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行電解，使其能夠形成非平衡等離子體，進(jìn)而就能夠促使其和煙氣中的水發(fā)生相應(yīng)的融合，最終形成酸，尤其是對(duì)于燃煤電廠煙氣中的二氧化硫和氮氧化物來說，這種電解作用更為明顯，其電解之后的硫離子和氮粒子在經(jīng)過一定的結(jié)合就可以形成硫酸和氨等成分，降低燃煤電廠煙氣中的二氧化硫和氮氧化物含量，達(dá)到了脫硫脫硝的目的。就整個(gè)的脈沖電暈法脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用過程來說，其操作是比較簡單的，僅僅依靠高壓電源電暈進(jìn)行放電即可，但是針對(duì)其整個(gè)的燃煤電廠煙氣脫硫脫硝處理過程來看，其存在的問題也是比較多的，尤其是在具體的處理效果控制上，很難實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的人為控制，尤其是對(duì)于最終的脫硫率和脫硝率很難把握準(zhǔn)確，也無法進(jìn)行人為地提升，此外，該方法的使用還存在一個(gè)極為重要的劣勢，那就是其在整個(gè)電解過程中還可能形成一些其它的污染物質(zhì)，進(jìn)而從另外一方面提升了燃煤電廠煙氣的污染狀況。

2.3 炭基催化脫硫脫硝法

炭基催化脫硫脫硝法主要就是采用一些活性炭、活性炭纖維或者活性焦針對(duì)燃煤電廠煙氣進(jìn)行吸附，尤其是對(duì)于其中蘊(yùn)含的一些二氧化硫和氮氧化物的吸附效果是比較明顯的，進(jìn)而就能夠達(dá)到脫硫脫硝的目的，針對(duì)炭基催化脫硫脫硝法的使用過程來看，其處理的工藝流程并不復(fù)雜，所需要的處理?xiàng)l件也不高，一般所有的燃煤電廠都具備該工藝方法使用的條件，此外，合理的運(yùn)用炭基催化脫硫脫硝法還能夠有效地回收煙氣中的硫元素，促使其能夠再次利用，可以說優(yōu)勢是比較明顯的，但是其當(dāng)前的應(yīng)用水平還有待進(jìn)一步的深化研究。

當(dāng)前對(duì)于脫硫脫硝一體化技術(shù)，所涉及的相關(guān)工藝較多，因此，應(yīng)用于工業(yè)化時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意除了考慮到技術(shù)條件之外，還要在經(jīng)濟(jì)性上具有競爭力，目前活性焦燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用較具有發(fā)展前景，能夠帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，應(yīng)加大這方面的技術(shù)改造力度和工藝方法研究，促使相關(guān)設(shè)備盡早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

[1]鞏夢丹，尹華強(qiáng).燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)及展望[J].熱電技術(shù)，2013，02：1-4.

[2]王雪濤，王沛迪，劉予，任建興.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)發(fā)展趨勢[J].能源與節(jié)能，2014，08：1-3.