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(duì)電廠煙氣排放的脫硫脫硝，是實(shí)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(dá)一半以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過歐美等發(fā)達(dá)國家煤炭消耗的比例[1]。近年來，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對(duì)于電力的消耗也日益增大。隨之我國火電裝機(jī)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(huì)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(duì)環(huán)境造成嚴(yán)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(duì)人體具有毒性，也是酸雨和光化學(xué)煙霧的主要來源。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠煙氣排放的脫硫脫硝，是實(shí)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(duì)燃煤電廠排放的煙氣污染物進(jìn)行治理，是保護(hù)環(huán)境空氣的關(guān)鍵措施之一。而對(duì)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(shí)，還需要大量的投資，并增加了運(yùn)行成本。另外，隨著我國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)，對(duì)火電廠排放的煙氣治理要求越來越高。發(fā)電企業(yè)對(duì)于環(huán)保的投入也越來越高?？赏ㄟ^將單體的脫硫和脫硝工藝進(jìn)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(yùn)行成本和復(fù)雜度。因此，對(duì)發(fā)電廠實(shí)行脫硫脫硝一體化處理可有效縮減煙氣治理鏈，同時(shí)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(duì)于電廠煙氣脫硫脫硝一體化的工藝技術(shù)加強(qiáng)了開發(fā)研究。同時(shí)，這種技術(shù)也在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)了部分應(yīng)用。其發(fā)展方向還包括對(duì)脫硫脫硝后的產(chǎn)物進(jìn)行回收利用。

2.1 CuO吸附法

主要機(jī)理是以吸附劑對(duì)燃煤電廠煙氣中的SO2和NOX進(jìn)行吸附處理。常用的吸附劑如CuO-SiO2和CuO-Al2O3，主要為CuO的復(fù)合物。在300℃-500℃時(shí)，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(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)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(dá)到90%和75%。同時(shí)，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(shí)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(shí)脫除煙氣中的SO2和NOX。利用NaClO2的強(qiáng)氧化能力與SO2和NOX進(jìn)行反應(yīng)。該段反應(yīng)主要在氧化吸收塔中進(jìn)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(jìn)行。該工藝對(duì)于入口煙氣的濃度要求不高，脫除能力更強(qiáng)。同時(shí)，對(duì)于反應(yīng)溫度要求較低，常溫時(shí)也可進(jìn)行。但有研究顯示，NaClO2對(duì)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(shí)脫硝效率隨濃度增加增長(zhǎng)較快。但當(dāng)濃度超過4mmol/L時(shí)，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(duì)煙氣中污染物進(jìn)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(dá)到了脫除的效果。該工藝操作上相對(duì)簡(jiǎn)單，但在處理效果控制上卻難以精準(zhǔn)控制。同時(shí)，該工藝還會(huì)生成二次污染物，進(jìn)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(shí)，對(duì)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(jìn)行廣泛應(yīng)用。

NaClO2作氧化劑氧化吸收法被認(rèn)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(jià)格高，導(dǎo)致運(yùn)行成本高。因此，有研究者采用價(jià)格較低的NaClO和NaClO2進(jìn)行混合，作為吸收液實(shí)現(xiàn)對(duì)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(qiáng)的Cl2等氣體。從而可有效提高脫硫脫硝效率。NaClO和NaClO2復(fù)合吸收液可有效降低成本并提高效率?？蓮V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(shí)脫硫脫硝效果。同時(shí)，還具備一體收集飛灰的能力。但該技術(shù)要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，其難點(diǎn)在于開關(guān)控制簡(jiǎn)便的大功率高壓脈沖電源，以及對(duì)能耗的降低。

結(jié)語

燃煤電廠煙氣含有大量的污染物，對(duì)其進(jìn)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(jì)上成本較高等問題。因此，今后要加強(qiáng)脫硫脫硝一體化技術(shù)的研究和開發(fā)，以最終實(shí)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(shì)[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(shí)脫硫脫硝技術(shù)的研究進(jìn)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。