燃煤電廠煙氣脫硫現(xiàn)狀及其工藝探討

丁戰(zhàn)

摘 要：為了滿足新形勢(shì)下燃煤電廠的生產(chǎn)需求，電廠在火力發(fā)電機(jī)的選擇上，優(yōu)先選用了容量較大的設(shè)備，大幅度提高了電廠生產(chǎn)效率，但同時(shí)也帶來(lái)了新的問(wèn)題，SO2大量排放對(duì)環(huán)境造成的污染就是最主要的一個(gè)。針對(duì)這一問(wèn)題，電廠必須做好相應(yīng)的煙氣脫硫工作，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的持續(xù)保護(hù)?；诖?，文章首先對(duì)我國(guó)當(dāng)前燃煤電廠煙氣脫硫的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后結(jié)合實(shí)際情況，提出科學(xué)、有效的脫硫脫硝技術(shù)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)部門(mén)提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；煙氣脫硫；工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：X701.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）14-0173-02

對(duì)于當(dāng)前燃煤電廠發(fā)展而言，除了要實(shí)現(xiàn)自身可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之外，還有一個(gè)更重要的任務(wù)，就是保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境。近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)的飛速發(fā)展，因各類(lèi)燃料大量燃燒而產(chǎn)生的污染越來(lái)越嚴(yán)重，給人類(lèi)的生產(chǎn)和生活造成了巨大的威脅。所以，采取切實(shí)可行的脫硫技術(shù)，降低煙氣排放是當(dāng)前燃煤電廠發(fā)展中非常重要的一項(xiàng)工作，需要引起領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的高度重視。

1 燃煤電廠煙氣的危害分析

煤炭的大量消耗是燃煤電廠生產(chǎn)活動(dòng)開(kāi)展的基礎(chǔ)，煤炭燃燒過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量煙氣，煙氣中所含有的CO2、CO、SO2等成分，不僅會(huì)破壞大氣平衡，而且還會(huì)造成不同程度的環(huán)境污染，威脅著人類(lèi)的身體健康。盡管當(dāng)前大部分燃煤電廠在生產(chǎn)中都配置了相應(yīng)的煙氣脫硫設(shè)備，但由于技術(shù)不完善、設(shè)備更新速度慢，從而使得煙氣脫硫效果并不理想，無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展的根本需求。

此外，由于煙氣在排放時(shí)會(huì)散發(fā)大量的熱，為了避免高溫給人帶來(lái)傷害，大部分燃煤電廠采用高煙囪排煙。煙囪高度增加，必須會(huì)增加煙氣的擴(kuò)散范圍和傳輸距離，加劇煙氣危害。

由此可見(jiàn)，隨著我國(guó)燃煤電廠的飛速發(fā)展以及人們環(huán)保意識(shí)的不斷提升，正視燃煤電廠煙氣危害，采取針對(duì)性的煙氣脫硫技術(shù)解決環(huán)境污染問(wèn)題至關(guān)重要。

2 燃煤電廠煙氣脫硫現(xiàn)狀分析

早在20世紀(jì)70年代，我國(guó)燃煤電廠就開(kāi)始嘗試各類(lèi)煙氣脫硫工藝試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究總結(jié)，已經(jīng)取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)。90年代后，更是引進(jìn)了諸多國(guó)外先進(jìn)煙氣脫硫工藝，給燃煤電廠煙氣脫硫工作的有效開(kāi)展提供了充足的技術(shù)保障。比如說(shuō)，山西太原第一熱電廠所采用的簡(jiǎn)易石灰石-石膏法脫硫裝置；成都熱電廠采用的電子束法脫硫技術(shù)等，都是從國(guó)外引進(jìn)而來(lái)，并且在電廠生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

近年來(lái)，伴隨著燃煤電廠的飛速發(fā)展，煤炭燃燒量和產(chǎn)生的煙氣量越來(lái)越大，SO2和NOX排放量更是大幅度增加，環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)峻，給燃煤電廠的發(fā)展提出了新的問(wèn)題。傳統(tǒng)燃煤電廠所采用的干法和濕法脫硫脫硝技術(shù)，雖然可以在一定程度上降低煙氣對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染，但同時(shí)也存在一些不足之處。比如說(shuō)，干法爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝不僅脫硫效率低，而且使用過(guò)程中還需要大量的石灰石作為支撐；濕法煙氣脫硝技術(shù)盡管效率較高，但運(yùn)行費(fèi)用卻十分龐大，在燃煤電廠中很難得到廣泛推廣。

此外，采用干法和濕法脫硫技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硫時(shí)，或多或少都會(huì)產(chǎn)生廢渣和廢水，如果不能將其進(jìn)行有效處理，勢(shì)必會(huì)造成環(huán)境的二次污染，同樣無(wú)法達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。

所以，針對(duì)當(dāng)前燃煤電廠煙氣脫硫的現(xiàn)狀，我們首先要做的就是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的治理思路，從燃煤電廠可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，在變廢為寶的基礎(chǔ)上避免二次污染的問(wèn)題發(fā)生。只有這樣，才能夠提高燃煤電廠的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

目前，我國(guó)燃煤電廠在煙氣脫硫技術(shù)方面主要有爐內(nèi)脫硫和煙氣脫硫兩種類(lèi)型。雖然有所成效，但在應(yīng)用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，從大環(huán)境來(lái)講，國(guó)家相關(guān)部門(mén)對(duì)煙氣脫硫市場(chǎng)的監(jiān)管力度不夠，無(wú)法對(duì)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，致使經(jīng)常出現(xiàn)技術(shù)人員不足、質(zhì)量管理環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題。

從小環(huán)境來(lái)講，由于行業(yè)進(jìn)入門(mén)檻低，且大部分脫硫工程以總承包模式運(yùn)行，從而導(dǎo)致很難從設(shè)計(jì)源頭實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫工藝的優(yōu)化。這些問(wèn)題的存在都將直接影響到燃煤電廠的煙氣脫硫效果，阻礙燃煤電廠可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

3 燃煤電廠煙氣脫硫工藝探討

煙氣脫硫效果是否能夠滿足燃煤電廠發(fā)展需求，最關(guān)鍵的就是對(duì)脫硫脫硝工藝的選擇。上文提到，燃煤電廠生產(chǎn)所產(chǎn)生的煙氣中，不僅含有碳、氮、硫等礦物元素，而且還有大量的二氧化碳和氮氧化合物，不僅損害了人們的身體健康，還污染了大氣環(huán)境。因此，進(jìn)行必要的脫硫脫硝處理非常重要。接下來(lái)，筆者就針對(duì)燃煤電廠中煙氣脫硫脫硝的工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

3.1 脫硫工藝

脫硫工藝是貫穿在整個(gè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)重要技術(shù)，分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三個(gè)階段。燃燒前主要以物理性脫硫?yàn)橹?，脫硫方法主要是針?duì)煤炭中含有的礦物硫成分，利用其帶磁特性，盡可能多的將煤炭中所含有的硫元素降低，以此來(lái)減少燃燒時(shí)煙氣中的硫含量。燃燒中主要以化學(xué)性脫硫?yàn)橹鳎丛诿禾咳紵^(guò)程中，在燃燒爐內(nèi)加入碳酸類(lèi)化合物，使其與煤炭燃燒中釋放的含硫化合物發(fā)生反應(yīng)，繼而生成為固體硫酸鹽，隨爐內(nèi)殘?jiān)懦?。與燃燒前和燃燒中的脫硫工藝相比，燃燒后的脫硫工藝要相對(duì)復(fù)雜一些。

一般來(lái)說(shuō)，燃燒后的脫硫工藝操作重點(diǎn)主要集中在防止SO2的排放上，常用的方法主要有三種，即干法、半干法和濕法。

所謂干法脫硫，主要是以多種類(lèi)型的固態(tài)吸收劑為主，通過(guò)催化反應(yīng)減少二氧化硫，進(jìn)而達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。雖然這種方法可以避免廢液的處理，但這種方法在當(dāng)前燃煤電廠中很少應(yīng)用，其原因主要是因?yàn)楹臅r(shí)多、反應(yīng)慢、效果不明顯。半干法脫硫主要有兩種方法，即吸著劑噴射法和噴霧干燥法。兩種方法都是以堿性粉末為主要材料，在高溫蒸發(fā)的水分環(huán)境下，通過(guò)反應(yīng)生成固態(tài)干粉。這種方法雖然比不上濕法脫硫的效果好，但卻具有操作簡(jiǎn)便、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前燃煤電廠中具有一定范圍的應(yīng)用。

在上述三種脫硫工藝中，應(yīng)用最廣泛的要屬濕法脫硫工藝，該方法主要以Ca（OH）2和NaOH作為二氧化硫的吸收皿，同時(shí)應(yīng)用石膏來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化硫的強(qiáng)力吸收。由于是氣液反應(yīng)，其脫硫反應(yīng)速度快、效率高、脫硫添加劑利用率高，如用石灰做脫硫劑時(shí)，當(dāng)Ca/S=1時(shí)，即可達(dá)到90%的脫硫率，適合大型燃煤電站的煙氣脫硫。但是，濕法煙氣脫硫存在廢水處理問(wèn)題，初投資大，運(yùn)行費(fèi)用也較高。

3.2 脫硝工藝

脫硝工藝的完善對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)同樣十分重要，也應(yīng)該被燃煤電廠領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)給予高度重視。就目前脫硝工藝的使用情況來(lái)看，有效的脫硝工藝可以大幅度降低NOX的生成。具體方法是通過(guò)鍋爐內(nèi)氧氣密度的減少，縮短煤氣在高溫中的時(shí)間。

此外，對(duì)NOX的處理也是脫硝技術(shù)使用的一個(gè)主要目的，這項(xiàng)工作的開(kāi)展與脫硫相似，需要采用噴射粉末吸附、溶液內(nèi)反應(yīng)以及催化還原等方法進(jìn)行處理。實(shí)踐證明，無(wú)論是哪一種脫硝工藝，都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)NOX的有效處理。

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，脫硝工藝也得到了進(jìn)一步優(yōu)化與完善，以平板式催化劑為例，由于該方法采用不銹鋼篩網(wǎng)板作為支撐擔(dān)體，使用加壓涂覆工藝，斷面為平行褶皺板結(jié)構(gòu)，所以，平板式催化劑在防止飛灰堵塞、磨損和抗中毒等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，在高塵燃煤煙氣脫硝占據(jù)很大的市場(chǎng)份額。電子束技術(shù)也是一種新興的脫硝工藝，這種方法主要是利用電子束光來(lái)對(duì)NOX進(jìn)行照射，在光照作用下，NOX就會(huì)產(chǎn)生氧化，生成硝酸，然后與NH3反應(yīng)，生產(chǎn)沒(méi)有污染的硝酸鹽。隨著這種方法耗時(shí)短、脫硝效果好，但由于該方法對(duì)技術(shù)要求較高，所以在當(dāng)前燃煤電廠的發(fā)展中并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，還有待進(jìn)行進(jìn)一步考察。

4 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，在燃煤電廠飛速發(fā)展的新形勢(shì)下，做好煙氣脫硫工作勢(shì)在必行，其不僅是促進(jìn)燃煤電廠可持續(xù)發(fā)展的重要依據(jù)，而且也是保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要手段。雖然目前應(yīng)用于燃煤電廠煙氣脫硫中的技術(shù)有很多，但大多數(shù)都不是十分成熟，這就要求研究者們要加大研究力度，結(jié)合我國(guó)當(dāng)前燃煤電廠運(yùn)營(yíng)的實(shí)際情況，對(duì)煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化與完善，確保其具有較強(qiáng)的實(shí)效性。只有這樣，才能夠?yàn)槿济弘姀S的長(zhǎng)足發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王磊.燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝技術(shù)[J].科技與創(chuàng)新，2014，（10）.

[2] 錢(qián)水軍，張義鋼.燃煤電廠的煙氣治理策略和脫硫脫硝技術(shù)探討[J].硅 谷，2013，（23）.

[3] 苗強(qiáng).燃煤脫硫技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].潔凈煤技術(shù)，2015，（2）.

[4] 張曉.燃煤發(fā)電煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014，（7）.

[5] 于文志.燃煤電廠煙氣同時(shí)脫硫脫硝工藝的技術(shù)研究[J].科海故事博 覽：科教創(chuàng)新，2014，（3）.