火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用與節(jié)能環(huán)保分析

葉帆靈

摘要：現(xiàn)階段，我國社會各界的環(huán)保意識在不斷增強，火電廠這類排放煙氣量較大的生產(chǎn)企業(yè)將污染處理工作做到位，有效解決火電廠煙氣污染問題，故要加強火電廠煙氣脫硫脫硝技術的研究強度，增強火電廠煙氣脫硝脫硫能力及運行穩(wěn)定性?；诖?，本文介紹了火電廠煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀及技術難點，同時介紹了幾種火電廠煙氣脫硫脫硝新技術，為今后火電廠廢氣脫硫脫硝技術發(fā)展奠定基礎。

關鍵詞：火電廠;煙氣脫硫脫硝技術;節(jié)能環(huán)保

1 火電廠煙氣脫硫脫硝技術

1.1 氨法脫硫技術

氨法脫硫主要適用于有可靠氨源且氨肥能得到有效利用的燃煤鍋爐。氨法脫硫技術的脫硫效率一般在95%以上，氨的逃逸濃度在3.0mg/m3以下。該技術運行成本高，及運行時電耗、水耗高，脫硫劑氨價格較高，氨市場價格一般在2500元/噸～3000元/噸;且運行時結晶腐蝕及沖刷腐蝕較重，由于氨法脫硫漿液中會有硫酸銨，亞硫酸銨和亞硫酸銨，會滲入防腐層表面的毛細孔內(nèi)造成腐蝕。另其產(chǎn)生析出的硫酸銨飽和晶體隨脫硫漿液在設備內(nèi)部不間斷的連續(xù)循環(huán)，對設備會造成嚴重的沖刷腐蝕，長時間運行后會把系統(tǒng)防腐層沖刷掉，是脫硫系統(tǒng)最嚴重的腐蝕。

1.2海水脫硫技術

海水脫硫技術是在脫硫吸收塔內(nèi)將經(jīng)除塵后的煙氣與海水相向流動充分接觸，煙氣中的二氧化硫被海水洗滌進入到海水中，并與海水中的堿性物質發(fā)生反應從而被去除，凈煙氣經(jīng)加熱后排放。脫硫吸收塔排出的酸性海水進入曝氣池與其他新鮮海水混合，經(jīng)過曝氣處理使其水質恢復，從而達標排放。有相關資料研究表明，該技術脫硫率可達95%以上。通過該項技術能夠有效降低火電廠投入成本，在進行脫硫時不再需要使用其他藥劑，有效避免對環(huán)境造成二次污染。海水脫硫技術的脫硫效果相對較好，但在應用過程中需要確?；痣姀S選址處附近有大量海水。目前海水脫硫技術的發(fā)展已進入成熟階段，以國內(nèi)的某500MW的火電廠來舉例，該火電廠先通過吸收塔將海水吸收到塔頂，然后再將煙氣進行冷卻，接著讓其進入吸收塔底部，通過相應設備使煙氣與海水相互接觸，去除煙氣中的二氧化硫，通過該項技術二氧化硫去除率可達98%。

1.3燃燒爐內(nèi)石灰石脫硫工藝

爐內(nèi)脫硫作為減少二氧化硫排放的有效途徑，特別適合于循環(huán)流化床燃燒。通過向爐內(nèi)添加石灰石，石灰石中的碳酸鈣遇熱先煅燒分解為可與二氧化硫作用的多孔狀氧化鈣，從而顯著降低煙氣中二氧化硫的排放。一般當鈣硫比1.8～2.5，脫硫劑粒徑1mm時，爐內(nèi)脫硫率可達50%～90%。該工藝技術較為簡單，但脫硫效率波動較大，較難長期穩(wěn)定運行，且僅適用于中小機組燃用中、低硫煤的流化床燃燒煙氣脫硫。

1.4低溫SCR脫硝技術

低溫SCR脫硝技術拓寬了傳統(tǒng)火電廠脫硝催化劑溫度使用范圍，通過提高在低溫條件下催化劑反應活性來提高火電廠鍋爐低負荷運行時的NOx去除效果。劉欣、李俊華等采用浸漬法制備了釩鉬基催化劑，催化劑反應活性溫度由于其中催化劑中鉬的摻入而明顯降低，當煙氣空速達到60000h-1的條件下，O2體積分數(shù)為5%，NH3和NO濃度分別為500μL/L，處于200℃～400℃范圍內(nèi)的SCR法NOx去除率可達到90%以上，完全能滿足火電廠低負荷運行時的NOx去除效率要求。郭林等在石河子市某熱電廠進行了中試研究中發(fā)明了低溫NH3-SCR脫硝裝置，該裝置是在脫硫除塵之后采用低溫低塵SCR布置，并采用Fe-Mn-Ce/Al2O3催化劑（浸漬法制備）。

1.5 SNCR/SCR聯(lián)合脫硝法

SCR脫硝法脫硝效率高，但是投資大，運行費用也較高。SNCR法理論上可以去除煙氣中大部份NOx，但存在鍋爐運行工況波動從而導致爐內(nèi)溫度場分布不均勻，使得脫硝效率不穩(wěn)定。故這兩種方法各有優(yōu)缺點。SNCR/SCR聯(lián)合脫硝法先采用SN-CR法去除煙氣中一部份NOx，再利用在爐膛內(nèi)逃逸的氨在省煤器后SCR反應器中與未被反應的NOx進一步反應，去除余下的NOx，從而大大提高脫硝效率。采用SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術，SCR反應器中的NOx負荷較低，因此可以減少SCR催化反應器的尺寸，從而節(jié)約SCR的部份投資。NOx排放量要求較低的地區(qū)可優(yōu)先采用SNCR/SCR聯(lián)合脫硝法。

2 煙氣脫硫脫硝技術與節(jié)能環(huán)保分析

當前，國內(nèi)工業(yè)發(fā)展速度持續(xù)加快，這為經(jīng)濟增長注入了強勁的動力，但是環(huán)境污染也更為嚴重，如果這個問題無法得到解決，就會對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生負面影響。我國對此形成了正確的認知，并出臺了相關的法律法規(guī)，且宣傳力度持續(xù)加大，人們的環(huán)保意識也逐漸形成。從火電廠的角度來說，必須重點關注煙氣處理，對煙氣脫硫脫硝技術加以有效應用。在該形勢下，全球很多國家對煙氣脫硫脫硝技術進行深入研究，我國也是如此，在該方面的投入明顯增加，以保證技術研發(fā)工作的順利展開，效果也較為顯著。從當下脫硫脫硝技術研究的實際情況看，資源得到充分利用，成本大幅降低，可持續(xù)發(fā)展也受到了人民群眾的普遍關注?；痣姀S在實際應用煙氣脫硫脫硝技術時，要切實突顯節(jié)能環(huán)保，在發(fā)電過程中要保證副產(chǎn)品能得到充分利用，如此可以切實消除二次污染，明顯提高資源的實際利用效率，順利實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標。這需要切實做好副產(chǎn)品研究工作，使煙氣脫硫脫硝的整體水平得到明顯的提高，實現(xiàn)煙氣脫硫脫硝目標，進而保證火電廠實現(xiàn)穩(wěn)健發(fā)展。另外，火電廠發(fā)電后要充分利用剩余的各種資源，提升資源利用率，還可以對環(huán)境起到一定的保護作用，使企業(yè)達到國家節(jié)能減排的標準要求，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一，響應國家可持續(xù)發(fā)展的號召。煙氣脫硫脫硝技術對企業(yè)和社會均具有重大深遠的意義，需加強對其的研究，充分發(fā)揮其在節(jié)能減排環(huán)保中的重要作用。

3 煙氣脫硫脫硝技術的發(fā)展趨勢

3.1 脫硝技術的發(fā)展 脫硝技術主要采用兩種方法，一種是低氮燃燒技術;另一種是SCR煙氣脫硝技術。兩種技術都可以使燃燒更加充分，并實現(xiàn)充分的脫硝效果。目前，火力發(fā)電廠的煙氣脫硝技術通常采用以下三種方法：一種是將還原劑放入煙氣中，并利用化學反應生成N2和水，溫度達到350℃左右時，脫硝率可達90%。第二種是SNCR煙氣脫硝技術。這項技術的反應器是一個爐膛。當爐膛溫達到850～1100℃時，脫硝還原劑分解的氨氣與爐內(nèi)產(chǎn)生的氮氧化物進行SNCR化學反應生成氮氣。該技術的脫硝效率不高，只有20%～50%左右，產(chǎn)生的N2O對臭氧有不利影響。第三是SNCR/SCR煙氣脫硝聯(lián)合技術，其效率為60%～80%，是前兩種技術的結合，但是由于該系統(tǒng)太過于復雜，在電場中的實際應用很少。

3.2 分析脫硫技術的發(fā)展

石灰石-石膏濕法通常用在脫硫技術當中。但是，火力發(fā)電廠脫硫技術的關鍵在于吸收塔。不同類型的吸收塔將產(chǎn)生不同的效果。通常，吸收塔有四種類型：一種是填料塔。填料塔使用內(nèi)部固體填料，使?jié){液從填料層的表面流入其中，并與爐內(nèi)的煙氣融合以實現(xiàn)脫硫的目的。但是，應用此方法時，可能會發(fā)生阻塞;第二個是液柱塔。通過煙氣，氣體和液體的熔融，完全傳質和完全脫氮，盡管脫硫效率很高，但爐內(nèi)沒有阻塞，煙氣產(chǎn)生的阻力會引起更多的脫硫損失;第三個是噴霧吸收塔。噴霧吸收塔脫硫技術得到了廣泛的應用。通常，爐子中的煙氣從上到下移動，并且形狀為喇叭狀，或者可以以特定角度向下噴灑以充分吸收煙氣。盡管煙道氣在結構和成本上都優(yōu)于前兩者，但煙道氣分布不均;第四個是鼓泡塔。石灰石用于壓住煙氣，但煙氣和漿液熔融后會產(chǎn)生鼓泡，脫硫效果好，效率高，煙氣流量分布均勻，唯一的缺點是阻力大并且結構更復雜。

總之，為了更好、更穩(wěn)定地滿足人們的需求和企業(yè)的發(fā)展，火電廠有必要對發(fā)電過程中產(chǎn)生的各種空氣污染物進行處理。由此可見煙氣除塵技術的重要性。火力發(fā)電廠應更加重視這項技術的應用，更加積極地開展節(jié)能減排工作，增強企業(yè)在市場上的競爭力。

參考文獻：

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