火電廠煙氣脫硫脫硝課程教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)

時(shí)煥崗　譚文軼　李乾軍

摘要：隨著環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，我國對電廠脫硫脫硝技術(shù)提出了越來越高的要求，火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)面臨著重大的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇?！痘痣姀S煙氣脫硫脫硝技術(shù)》作為我校環(huán)境工程（電力環(huán)保）專業(yè)的主干課程，具有重要的地位，也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。我們在教學(xué)中要關(guān)注國家與行業(yè)的新政策，了解專業(yè)的新技術(shù)，在教學(xué)中及時(shí)體現(xiàn)新內(nèi)容，做到教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝；課程教學(xué)；與時(shí)俱進(jìn)

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0189-02

能源是人類文明的基礎(chǔ)，人類社會(huì)發(fā)展的歷史與人類認(rèn)識和利用能源的歷史密切相關(guān)。當(dāng)今社會(huì)，社會(huì)文明高度發(fā)展，能源需求也不斷上升。在我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占有極其重要的地位，而且以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以改變，煤炭在較長時(shí)間內(nèi)仍將是我國的主要能源。目前，煤炭的燃燒帶來了大量的污染問題，主要是煤炭的燃燒排放了大量的煙氣與粉塵。面對能源危機(jī)與環(huán)境問題，一方面，要加強(qiáng)以太陽能、生物質(zhì)能、氫能等新能源技術(shù)的研究開發(fā)；另一方面，更要提高現(xiàn)有化石能源的利用效率，減少化石能源特別是煤炭燃燒利用帶來的環(huán)境問題。

據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局2015年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，2015年末，我國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到150828萬千瓦，其中火電裝機(jī)容量99021萬千瓦，占65.7%。而這些火電廠以燃煤為主，燃煤電廠的煙氣中排放大量的煙塵、SOx、NOx等污染物。目前，煙塵主要通過火電廠的除塵器去除，SOx一般由電廠的脫硫裝置脫除，NOx通過電廠的選擇性催化還原脫硝裝置脫除。在《火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)》課程中，我們主要介紹的就是火電廠尤其是燃煤電廠煙氣中SOx、NOx的脫除原理、系統(tǒng)及設(shè)備。在課程教學(xué)中，我們必須要關(guān)注國家政策法規(guī)的更新，結(jié)合技術(shù)的發(fā)展新趨勢，以培養(yǎng)適應(yīng)市場需求與變化的人才為目標(biāo)，更新完善我們的教學(xué)活動(dòng)。

一、新政策

針對火電廠的煙氣排放控制，我國出臺了一系列政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)文件，其中最重要的就是《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)于2014年7月1日之后正式全面實(shí)行。標(biāo)準(zhǔn)要求燃煤電廠的煙氣中煙塵、SO2和NOx的排放限值分別為30、100、100 mg/Nm3。然而，我國近年來空氣污染觸目驚心，霧霾變得司空見慣，社會(huì)需求更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。2014年9月12日，國家發(fā)展改革委員會(huì)、環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合國家能源局特制定了《煤電節(jié)能減排升級與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》。計(jì)劃中明確提出嚴(yán)控大氣污染物排放。新建燃煤發(fā)電機(jī)組（含在建和項(xiàng)目已納入國家火電建設(shè)規(guī)劃的機(jī)組）應(yīng)同步建設(shè)先進(jìn)高效脫硫、脫硝和除塵設(shè)施，不得設(shè)置煙氣旁路通道。東部地區(qū)（遼寧、北京、天津、河北、山東、上海、江蘇、浙江、福建、廣東、海南等11省市）新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值（即在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、SO2、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50 mg/Nm3）。計(jì)劃內(nèi)的排放要求，被電力行業(yè)稱為“超凈排放”或者“近零排放”。該計(jì)劃為接下來一段時(shí)間我國電廠脫硫脫硝技術(shù)指明了發(fā)展方向，也對我們將來的教學(xué)工作提出了新的要求，我們必須使人才的培養(yǎng)符合行業(yè)的需要，做到學(xué)以致用。

二、新技術(shù)

隨著社會(huì)對空氣質(zhì)量與電廠煙氣排放要求的不斷提高，我國目前的大部分脫硫脫硝裝置都需要技術(shù)改造，這就需要新技術(shù)的支持。以脫硫?yàn)槔?，目前我國主要使用的是空塔濕法脫硫技術(shù)，使用循環(huán)的石灰石漿液去吸收煙氣中的SO2，其脫硫效率可達(dá)95%以上。然而，目前大部分裝置受到設(shè)計(jì)容量的限制，不能完成超凈排放的要求。這就需要開發(fā)新裝置、新技術(shù)。目前常見的技術(shù)改造與更新是采用石灰石—石膏濕法單塔/雙塔雙循環(huán)技術(shù)。傳統(tǒng)的石灰石石膏法脫硫使用單一的漿液池，漿液池的pH維持在5.5左右。從SO2吸收的角度，需要漿液pH較高（偏堿性）。而從石灰石溶解與亞硫酸鹽氧化的角度，又需要漿液的pH較低（偏酸性），兩者之間有矛盾。針對pH的兩難選擇，濕法雙循環(huán)技術(shù)選擇使用兩個(gè)漿液池，在一座吸收塔或者兩座吸收塔內(nèi)完成了兩次氣液接觸，兩次脫硫，適用于脫硫效率要求較高的脫硫系統(tǒng)。雙循環(huán)技術(shù)的核心就是兩個(gè)漿液池內(nèi)的漿液的pH不同。一次脫硫時(shí)，一般pH較低（在4.5—5.0），雖然脫硫效率不高，但可以滿足亞硫酸鹽氧化的效果，得到高品質(zhì)的石膏副產(chǎn)品；二次脫硫時(shí)，一般pH值較高（在6.0—6.5），雖然石灰石溶解與亞硫酸鹽氧化的效果并不好，但是SO2吸收的效果特別好。經(jīng)過兩次循環(huán)后排放的火電廠煙氣，SO2含量能夠得到有效的控制。雙循環(huán)技術(shù)使得脫硫系統(tǒng)裝置的脫硫效率達(dá)到98%甚至99%以上，突破了脫硫效率只能達(dá)到95%左右的技術(shù)瓶頸，在漿液功能強(qiáng)化原理、功能區(qū)雙效疊加原理上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，具有獨(dú)有的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)、控制原理。

使用物理方法吸收SO2，并將其當(dāng)作化工產(chǎn)品生產(chǎn)的原料使用也是處理SO2的一個(gè)思路。比如，可再生胺法脫硫制酸工藝技術(shù)就是這種方法的典型應(yīng)用。該工藝具有很高的脫硫效率，脫硫效率可達(dá)到99%以上，相對于傳統(tǒng)石灰石—石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫效率與經(jīng)濟(jì)效益都有提高，同時(shí)可避免脫硫石膏的二次污染，減少二氧化碳的排放。目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用在國電都勻發(fā)電有限公司福泉電廠兩臺600MW級發(fā)電機(jī)組上。該機(jī)組的有機(jī)胺法脫硫—制酸示范工程將脫除的SO2用于制備工業(yè)級硫酸，年產(chǎn)可達(dá)60萬噸。這些新技術(shù)一般都是教學(xué)大綱與課本上不能體現(xiàn)的內(nèi)容，這就需要我們在教學(xué)過程中穿插介紹新技術(shù)與技術(shù)前沿，使我們的課堂教學(xué)不落伍，學(xué)生的學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)際不脫節(jié)。

三、新教學(xué)

在教學(xué)過程中，我們要適應(yīng)社會(huì)與行業(yè)的發(fā)展需要，關(guān)注國家政策法規(guī)的更新，結(jié)合技術(shù)的發(fā)展新趨勢，更新完善我們的教學(xué)工作，做到教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)。在教學(xué)中，不能局限于書本中，要跟蹤并及時(shí)了解國家與行業(yè)的相關(guān)政策法規(guī)、行業(yè)動(dòng)態(tài)，使自己始終能了解行業(yè)前沿，并選擇性地將這些信息穿插于教學(xué)之中，并與學(xué)生展開討論。合理利用學(xué)校的社會(huì)資源，我們要多與電力行業(yè)接觸，多走進(jìn)電廠了解脫硫脫硝行業(yè)的實(shí)際情況。結(jié)合工程實(shí)際，通過多媒體手段將現(xiàn)場所見、所學(xué)展現(xiàn)給學(xué)生，為書本的理論教學(xué)提供更加直觀的支撐。同時(shí)結(jié)合學(xué)生的認(rèn)識實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，我們將課程中所學(xué)知識與工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合起來，使學(xué)生更好地掌握課本知識。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，查詢最新的專業(yè)文獻(xiàn)，我們要了解脫硫脫硝行業(yè)的新技術(shù)、新動(dòng)態(tài)。通過對國內(nèi)外文獻(xiàn)的閱讀，使自己對脫硫脫硝技術(shù)有充分的了解，并在教學(xué)中與學(xué)生分享。有經(jīng)典的文獻(xiàn)及時(shí)與學(xué)生分享，并與學(xué)生開展討論，使課本知識得到拓展。另外，我們要學(xué)習(xí)新的教學(xué)與學(xué)習(xí)手段，拓展課堂，比如近幾年興起的慕課（Massive open online course，MOOC）。慕課是新涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式，它脫胎于過去的那種發(fā)布資源、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)以及將學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)與更多的開放網(wǎng)絡(luò)資源綜合起來的新的課程開發(fā)模式。慕課不僅給學(xué)生提供了學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也給老師提供了新的學(xué)習(xí)參考平臺。

隨著空氣質(zhì)量控制要求的不斷提高，電廠對煙氣的脫硫脫硝技術(shù)的要求也越來越高，這就對《火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)》課程提出了新要求，我們在圍繞教學(xué)大綱開展課程教學(xué)的同時(shí)，要密切關(guān)注新國家與行業(yè)的新政策，了解國內(nèi)外的新技術(shù)，做好教學(xué)更新，從而做到教學(xué)的與時(shí)俱進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]環(huán)境保護(hù)部.GB13223-2011，電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

[2]胡敏.《煤電節(jié)能減排升級與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》發(fā)布實(shí)施[J].煉油技術(shù)與工程，2015，（1）：42.

[3]中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)脫硫脫硝委員會(huì).我國脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2014，（8）：180-21.

[4]譚文軼.“大氣污染控制工程”課程改革探索[J].中國電力教育，2012，（32）：74-75.