燃煤電廠脫硫脫硝技術(shù)和煙氣治理方法探討

武建勇

摘 要：利用燃煤發(fā)電不可避免地會(huì)產(chǎn)生有害煙氣，如果沒(méi)有進(jìn)行有效處理直接排放，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染和破壞。本文對(duì)燃煤電廠鍋爐煙氣特點(diǎn)與危害進(jìn)行分析，對(duì)當(dāng)前所采用的煙氣治理方法進(jìn)行論述和分析，對(duì)分別和同時(shí)兩種不同的脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行研討，可供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;脫硫脫硝;綠色能源

0 引言

當(dāng)前，煤炭還是生產(chǎn)電能的主要能源，燃煤電廠排放沒(méi)經(jīng)過(guò)處理的煙氣成分中有氮氧化合物、二氧化硫等物質(zhì)，電廠附近的空氣會(huì)受到污染，沉降的粉塵會(huì)影響到植物的正常生長(zhǎng)，這就要求采取有效的脫硫脫硝技術(shù)。

1 燃煤電廠鍋爐煙氣特點(diǎn)與危害

煤炭燃燒發(fā)電會(huì)釋放出大量的煙氣，煙氣成分與礦物質(zhì)在煤炭中的含量有著直接關(guān)系，煤炭類型和鍋爐設(shè)備的熱能利用率會(huì)對(duì)排放煙氣中污染物濃度和排放量造成影響。鍋爐燃燒溫度普遍在800-1200℃，釋放的煙氣污染物濃度比冶金和化工行業(yè)要低，氣態(tài)物質(zhì)再次應(yīng)用存在著較大的難度，需要投入更多的資金和設(shè)施，回收利用率不高[1]。同時(shí)，釋放的煙氣具有一定的溫度和濕度，采取高煙囪排放的辦法，由于電廠發(fā)電會(huì)持續(xù)消耗煤炭，煙氣的排放量和擴(kuò)散的范圍較大，會(huì)隨著風(fēng)傳播更遠(yuǎn)的距離，煙氣中的二氧化氮、二氧化硫轉(zhuǎn)化較慢，會(huì)對(duì)空氣造成很大的污染，附近農(nóng)作物生長(zhǎng)會(huì)受到煙氣粉塵沉降而受到影響，二氧化硫還會(huì)對(duì)金屬制品和建筑物產(chǎn)生腐蝕，人體呼吸一氧化碳會(huì)出現(xiàn)中毒癥狀。

2 治理燃煤電廠煙氣方法

2.1 利用除塵設(shè)備

為了降低煙氣粉塵含量，燃炭電廠多應(yīng)用靜電除塵、旋轉(zhuǎn)式除塵和布袋除塵裝置。靜電除塵不需要投入太多資金，有著較高的除塵效率，使用的最為廣泛，可以把高溫?zé)煔庵械念w粒物質(zhì)帶上電荷，利用高壓靜電場(chǎng)來(lái)吸附粉塵。

2.2 加快技術(shù)改進(jìn)創(chuàng)新

燃煤電廠排放的煙氣會(huì)對(duì)空氣造成很大的污染，需要經(jīng)過(guò)處理后并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后排放到空氣中，需要加強(qiáng)煙氣排放處理技術(shù)的創(chuàng)新，采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)煙氣濃度進(jìn)行采集，如果發(fā)現(xiàn)濃度超標(biāo)需要組織專家進(jìn)行分析。還需要加大煙氣處理技術(shù)的研發(fā)力度，淘汰落后的煙氣處理設(shè)備，研發(fā)并應(yīng)用潔凈煤技術(shù)，利用技術(shù)手段來(lái)處理煙氣污染問(wèn)題，使能源的利用和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展達(dá)到平衡。

2.3 開(kāi)發(fā)綠色新型能源

燃煤電廠煙氣污染物質(zhì)含量大的根源在于煤炭燃燒不充分，會(huì)釋放大量有害氣體和粉塵[2]。如果想徹底解決煙氣污染就應(yīng)該采用綠色能源，根據(jù)我國(guó)綠色能源分布情況，利用太陽(yáng)能、地?zé)崮芎惋L(fēng)能等發(fā)電，可以取得很高的經(jīng)濟(jì)效益，減少不可再生能源的利用，有著很好的環(huán)保效果。

3 煙氣脫硫脫硝技術(shù)

3.1 煙氣分別脫硫脫硝技術(shù)

當(dāng)前，燃煤電廠采用的煙氣分別脫硫脫硝技術(shù)較為廣泛，處理技術(shù)比較成熟可靠。該處理技術(shù)根據(jù)燃燒階段的不同劃分為前、中和后三種類型。

燃燒前脫硫技術(shù)是對(duì)煤炭中的硫質(zhì)成分進(jìn)行脫硫處理，可以能去除掉無(wú)機(jī)硫成分，無(wú)機(jī)硫?yàn)榕c煤炭結(jié)構(gòu)結(jié)合的硫分，以晶粒狀態(tài)摻雜在煤炭當(dāng)中，以黃鐵礦為主要成分[3]。

生物或化學(xué)脫硫法還可以脫除掉煤炭的無(wú)機(jī)硫，由于需要很多資金投入，很多燃煤電廠并沒(méi)有應(yīng)用，同時(shí)煤炭的氣化和液化技術(shù)還需要不斷改進(jìn)，水煤漿技術(shù)是新型的煤炭處理技術(shù)，可以很好地保持煤炭特懷，有著很大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力。

燃燒中脫硫是指在鍋爐內(nèi)進(jìn)行脫硫處理，利用化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)高溫條件下的煤炭顆粒中加入碳酸鹽類固硫劑，使得硫化物形成固體硫酸鹽，不直接參與煤炭的燃燒，會(huì)隨著爐渣排出。燃燒后脫硫技術(shù)主要有濕法、干法等，煤炭中沒(méi)有脫除干凈的硫分參與燃燒會(huì)形成二氧化硫氣體，后脫硫技術(shù)是避免二氧化硫技術(shù)排放到空氣最后防線。

濕法脫硫有用氫氧化鈉等堿性溶液來(lái)對(duì)二氧化硫氣體進(jìn)行回收，并利用石膏等進(jìn)行輔助處理，可以對(duì)二氧化硫氣體進(jìn)行吸附并轉(zhuǎn)化為其他易于處理的物質(zhì)，該技術(shù)在很多燃煤電廠中得以應(yīng)用。半干法是高溫蒸發(fā)水分中采用堿性粉末與二氧化硫氣體反應(yīng)形成固體狀的粉末，處理設(shè)備簡(jiǎn)單，后期的維護(hù)使用都比較便利，但達(dá)不到濕法脫硫處理效果。

干法脫硫技術(shù)為煤炭中的硫分在高溫高壓或催化作用下，把顆粒狀吸收劑分解成電子態(tài)來(lái)使二氧化硫成分降低，該處理方法反應(yīng)過(guò)程較慢，需要耗費(fèi)較長(zhǎng)間，很多熱電廠已經(jīng)不在應(yīng)用。

脫硝技術(shù)可以降低煙氣中的氮氧化合物質(zhì)，該類物質(zhì)是煤炭在鍋爐中燃燒產(chǎn)生的。脫硫技術(shù)主要依靠催化還原反應(yīng)、粉末吸附等原理實(shí)現(xiàn)。催化還原反應(yīng)把氮元素處理為不會(huì)造成污染的氮氧化合物，再應(yīng)用活性炭等進(jìn)行吸附，采用強(qiáng)堿性的液體進(jìn)行還原反應(yīng)。石膏脫硫催化還原脫硝技術(shù)可以達(dá)到80%脫硝效率，有著很好的脫除處理能力，采用石灰石等作為吸附劑，不需要投入太多的改造資金。

3.2 煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

脫硫脫硝技術(shù)還沒(méi)有工業(yè)應(yīng)用，金屬氧化催化技術(shù)可以在300-450℃條件下把氧化銅置于催化劑中進(jìn)行吸附并催化鍋爐煙氣中的二氧化硫，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁}，還會(huì)以很高的效率對(duì)氮氧化物進(jìn)行催化，轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的氮?dú)猓蓪?shí)現(xiàn)95%脫硫率和90%脫硝率，但該技術(shù)應(yīng)用的催化劑無(wú)法再生。

炭基催化法處理成本不高，形成的處理物質(zhì)可以再次應(yīng)用，還可把煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行脫除，催化劑可以經(jīng)過(guò)水洗處理后再生，可以有效減小能源耗損，還可以對(duì)含硫材料進(jìn)行再次應(yīng)用，有著很好的推廣和使用前景。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，燃煤電廠采用的脫硫脫硝技術(shù)和煙氣治理辦法需要結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，淘汰陳舊的處理設(shè)備，改進(jìn)和優(yōu)化原有處理持測(cè)試儀，嚴(yán)格控制好有害氣體和粉塵的排放，在保證生態(tài)環(huán)境的同時(shí)提高電廠經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海彬.芻議燃煤電廠煙氣治理方法及脫硫脫硝技術(shù)[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016（01）：33-34.

[2]洪巧巧.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝除塵技術(shù)生命周期評(píng)價(jià)[D].杭州：浙江大學(xué)，2015.

[3]周忠亮.煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝運(yùn)行分析和數(shù)值模擬[D].杭州：浙江理工大學(xué)，2019.