燃煤電廠脫硫脫硝技術(shù)研究

于海波

摘要：當(dāng)前人們生產(chǎn)和生活水平的提高，對(duì)于電力的需求力度也逐漸加大。燃煤發(fā)電作為我國當(dāng)前比較常見的發(fā)電方式之一，但是在為人們生活帶來便利的同時(shí)也對(duì)環(huán)境帶來了諸多的污染問題。燃煤電廠在日常的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生各種不同的有害氣體，長期積累并被吸入到人們的身體中將會(huì)對(duì)人們的健康產(chǎn)生不利影響。由此我國開始展開脫硫脫硝技術(shù)的研究，本次將對(duì)當(dāng)前燃煤電廠常見的脫硫脫硝的危害及處理技術(shù)進(jìn)行論述，并展望其未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；脫硫脫硝技術(shù)；研究

我國工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，在為人們生活生產(chǎn)帶來便利的同時(shí)也產(chǎn)生了不少有害的物質(zhì)，其中包含的氦氧化物以及二氧化硫等成分都是導(dǎo)致酸雨和光化學(xué)煙霧的主要原因[1]。如果人們長時(shí)間的吸入和積累將會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。因此急需要對(duì)燃煤電廠進(jìn)行脫硫脫硝技術(shù)的研究，希望能在具體的實(shí)踐操作過程中起到一定的指導(dǎo)作用。

1.燃煤電廠煙氣構(gòu)成成分及產(chǎn)生危害

燃煤電廠煙氣主要是以煤作為燃料，然后在汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)下，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而創(chuàng)造電能。煤炭中包含了大量的硫、氮、碳和氧等，也正是因?yàn)檫@些成分的存在，才導(dǎo)致煤炭在燃燒之后出現(xiàn)了大量的煙塵，而煤炭經(jīng)過燃燒所排放的煙塵當(dāng)中包含了二氧化硫、二氧化碳和一氧化氮等有害氣體，這些氣體也會(huì)對(duì)我們所生活的環(huán)境及自身的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。一些有害氣體或者微小的固態(tài)顆粒一旦出現(xiàn)在大氣當(dāng)中就會(huì)使空氣質(zhì)量下降最終出現(xiàn)霧霾[2]。近幾年我國冬天北方城市的嚴(yán)重霧霾也讓我們明白保護(hù)環(huán)境的重要性。霧霾當(dāng)中包含了一些極其微小的粉粒狀顆粒，這些顆粒直接對(duì)我們的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害，使纖毛的和黏膜的保護(hù)作用得不到有效發(fā)揮。最終導(dǎo)致人們患上各種呼吸道疾病，比如鼻腔炎癥、肺部炎癥以及腦血管疾病等。煙氣中所包含的有害氣體同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致酸雨的發(fā)生，進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)發(fā)展帶來巨大損失，對(duì)城市的建筑物產(chǎn)生較為嚴(yán)重的腐蝕作用，最終使城市建筑物的壽命減少。

2.當(dāng)前燃煤電廠脫硫脫硝常見技術(shù)分析

2.1電子束照射脫硫脫硝技術(shù)

此種脫硫脫硝技術(shù)也可以被簡稱為EBA方法，該技術(shù)主要是采用電子束來講燃煤電廠所排放的煙氣中的氦氧化物和二氧化硫進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛徜@和硫酸銨。EBA技術(shù)最早出現(xiàn)于日本，經(jīng)過長時(shí)間的進(jìn)一步和發(fā)展，當(dāng)前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被成功的運(yùn)用在我國。電子束照射脫硫脫硝技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)電子加速器的利用，借助于電子加速器可以進(jìn)行高速的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生大量的高能電子[3]。這些高能氧離子能對(duì)煙氣當(dāng)中的二氧化硫和還氧化鈉進(jìn)行氧化，這樣可以使煙氣脫硫脫硝的效率得到提高。在運(yùn)用這種技術(shù)進(jìn)行脫硫脫硝的過程中也不會(huì)產(chǎn)生一些廢渣和廢水等現(xiàn)象，其發(fā)生反應(yīng)的過程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)化為化肥，其轉(zhuǎn)化為化肥的過程中需要和氦氣進(jìn)行反映，最后成為化肥可以被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。電子束照射脫硫脫硝技術(shù)操作起來難度較小，可以在很短的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)并且開展實(shí)際的操作。而且也不會(huì)存在設(shè)備出現(xiàn)腐蝕或者阻塞的現(xiàn)象，經(jīng)過此種技術(shù)開展的脫硫脫硝不需要再經(jīng)過二次處理，可以直接排放到空氣當(dāng)中，不會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生污染。

2.2脈沖電暈等離子脫硫脫硝技術(shù)

此種技術(shù)主要是由Masuda和Mizunou在上世紀(jì)八十年代提出來的，脈沖電暈等離子脫硫脫硝技術(shù)則是以電子束照射脫硫脫硝技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行了一定的改進(jìn)，所以其根本原理和電子束照射脫硫脫硝技術(shù)基本相近，最為根本的區(qū)別就是脈沖電暈等離子脫硫脫硝技術(shù)所采用的方式是高壓電源電暈放電，通過這種方式來對(duì)加速器的電子束產(chǎn)生進(jìn)行相應(yīng)的代替。脈沖電暈等離子脫硫脫硝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的過程具體如下：

（1）脈沖放電產(chǎn)生高能電子、離子和激發(fā)態(tài)粒子等，還有一些具備氧化性能的自由基等離子。這些元素在產(chǎn)生的過程中，活性粒子的作用主要就是其具備的能量比氣體分子能量更高，這樣在具體實(shí)施的過程中就會(huì)和電廠所產(chǎn)生的煙氣中的有害分子發(fā)生相應(yīng)的碰撞，將氣體的分子鍵打開，同時(shí)可以產(chǎn)生數(shù)量較多的抽樣，最終出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)廢氣的轉(zhuǎn)化。

（2）扎具體處理的過程中活性粒子可以將被電暈激活的氦氧化物和二氧化硫等相應(yīng)的分子參與到復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中，讓其和自由基進(jìn)行結(jié)合，最終合二為一形成酸霧，再由酸霧和水進(jìn)行相應(yīng)的融合，產(chǎn)生酸。之后會(huì)添加氨，進(jìn)行相互的融合反應(yīng)，最終生成銨鹽。銨鹽產(chǎn)生之后就可以使用布袋除塵設(shè)備或者常規(guī)的除塵器來進(jìn)行收集，最終達(dá)到了脫硫脫硝的目標(biāo)脈沖電暈等離子脫硫脫硝技術(shù)總體上而言所使用的設(shè)備比較簡單，操作起來難度較小，與電子束照射脫硫脫硝技術(shù)相比，此種方式所花費(fèi)的成本更低，消耗的能量也更少，處理的產(chǎn)品可以直接作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所需的原料，也和電子束照射脫硫脫硝技術(shù)一樣不存在二次污染。

2.3聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)分析

當(dāng)前在燃煤電廠當(dāng)中應(yīng)用范圍最廣泛的脫硫脫硝技術(shù)就是聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)，而且在世界范圍內(nèi)已經(jīng)成為了必然的應(yīng)用趨勢。聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)之所以能夠在世界范圍內(nèi)得到廣泛認(rèn)同主要是因?yàn)槠鋵?duì)傳統(tǒng)的脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，將催化還原技術(shù)選擇性的融入其中。傳統(tǒng)的脫硫脫硝技術(shù)能夠?qū)⑷济弘姀S當(dāng)中所產(chǎn)生煙氣中的二氧化硫進(jìn)行有效的排除，而將催化還原技術(shù)選擇性的加入其中則可以使氦氧化物進(jìn)行相應(yīng)的排除，兩者之間的融合也不會(huì)發(fā)生排斥反應(yīng)，也不會(huì)干擾，可以更好的達(dá)成各自的最佳工作狀態(tài)，最終達(dá)到理想的需求。

聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)中應(yīng)用了濕技術(shù)，將石膏煙氣脫硫系統(tǒng)和高性能的石灰石進(jìn)行聯(lián)合，將煙氣中的二氧化硫進(jìn)行有效的排除，而對(duì)于煙氣當(dāng)中含有的氦氧化物則是采用SCR技術(shù)來進(jìn)行排除。聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在不管二氧化硫和氦氧化物的濃度有多高，只要使用聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)就可以將80%左右的氦氧化物清除干凈，而且也可以將90%以上的二氧化硫進(jìn)行排除，最終達(dá)到理想的脫硫脫硝技術(shù)。但是此種脫硫脫硝技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，那就是在使用設(shè)備進(jìn)行脫硫脫硝的過程中會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，這也會(huì)對(duì)處理脫硫脫硝的進(jìn)程產(chǎn)生不利影響，如果設(shè)備表面的結(jié)垢現(xiàn)象比較嚴(yán)重，則會(huì)使設(shè)備面臨腐蝕和阻塞現(xiàn)象。

3、燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)未來發(fā)展方向

當(dāng)前燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)的多樣化也正是多學(xué)科知識(shí)融合的顯著體現(xiàn)。在技術(shù)形成和運(yùn)用的過程中，為了使燃煤電廠所排放煙氣當(dāng)中的氦氧化物和二氧化硫的排放量有效降低，減少對(duì)大氣的污染，需要在未來將工作重心放在煤炭燃燒技術(shù)的改造上，比如通過對(duì)煤炭燃燒技術(shù)的改進(jìn)，來降低污染物的產(chǎn)生，同時(shí)需要改善凈化技術(shù)，確保不會(huì)出現(xiàn)二次污染。這也是燃煤電廠解決煙氣污染的主要途徑。針對(duì)脈沖等離子脫硫脫硝技術(shù)和電子束照射脫硫脫硝技術(shù)而言，雖然研究內(nèi)容相對(duì)完善，但是和具體的實(shí)踐之間仍然存在脫節(jié)，處于推廣階段，在我國的燃煤電廠當(dāng)中也未得到有效應(yīng)用。因此需要對(duì)當(dāng)前已有的脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)，同時(shí)完善基礎(chǔ)設(shè)施，最終得到高性能、低價(jià)格以及高效率的脫硫脫硝技術(shù)。

總結(jié)：

燃煤電廠煙氣當(dāng)中包含大量有害氣體，對(duì)環(huán)境和人體健康都產(chǎn)生較為嚴(yán)重的不利影響。當(dāng)前以后的煙氣脫硫脫硝技術(shù)雖然種類比較多樣，而且各具優(yōu)點(diǎn)，但是在具體應(yīng)用當(dāng)中還存在諸多問題，需要在未來進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

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[3]姚健鋒.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研究與發(fā)展[J].科技資訊，2011，（24）：142.