燃煤电厂烟气脱硫脱硝及治理策略

王善波

摘要：在诸多发电厂中，燃煤发电厂是对大气环境污染最大的，其中最严重的是燃煤锅炉中的烟气，这是中国煤烟型电厂大气环境污染的关键因素。本文介绍了燃煤电厂烟气的危害及特点，然后浅析了烟气治理的办法，最后阐述了烟气脱硫脱硝的技术。

关键词：燃煤电厂；烟气治理；脱硫脱硝技术

Abstract: In many power plants, coal-fired power plants are the largest of atmospheric pollution, the most serious is the coal-fired boiler flue gas, which is China's coal-burning power plant air pollution is a key factor. This article describes the hazards of coal-fired power plant flue gas and Features, and then On the flue gas treatment approaches, and finally elaborated flue gas desulfurization and denitrification technology.Keywords: coal-fired power plants; flue gas treatment; Desulfurization Technology

中图分类号：TK229.6文献标识码：A文章编号：

在燃煤电厂中排出的烟气中，包含烟尘、氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物和重金属等诸多污染物，致使大型火电厂常常是当地最大的工业污染源。在燃煤电厂中，因锅炉燃烧而产生的污染物显著高于其他环节产生的污染物，因此燃煤电厂是治理污染的关键。

一、燃煤电厂烟气的危害及特点

在锅炉燃烧的过程中，会产生烟气，其中包含很多污染物，比如说有氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、粉尘和少量的氟化物、氯化物等。其中污染物的比重和煤炭中存在的矿物质构成有着十分紧密的关系。锅炉燃烧会产生大量的烟气，由于烟气的温度高，污染物的浓度较低，烟气治理更加困难。

燃煤电厂中锅炉烟气含量虽然会由于煤种与锅炉设备的不同存在一定的差异，但是由于其额定的蒸发量比较大，所以排放的烟气含量往往比其他工业窑炉中产生的烟气含量大很多。锅炉燃烧时的温度一般大于1200℃，其中污染物大部分都是无机物。在燃煤电厂的烟气中，污染物是由气态形式存在的，浓度往往较低，它的浓度显著低于工厂中由于有色金属冶炼而产生的气态污染物。因为污染物的浓度相当低，所以在气态污染物回收以及利用方面就会因此投入更高的成本，并且工作的难度也相当大，往往会影响其经济效益。针对数量较少的燃高硫煤电厂，则应当全面分析电厂的社会环境、经济效益的同时，区别对待、因地制宜，合理的选择治理方式。在燃煤电厂的锅炉中，烟气是有一定温度和湿度的。因为烟气含量较大，烟气的温度往往会比环境空气的温度高很多，而且由于是用高烟囱排放的，所以烟气抬升的高度大，扩散的范围广，再加上由于风的作用，传输就会形成连续的烟流，其距离可达到几百乃至几千公里。在烟气沉降与转化过程中，SO2和 NOx 的沉降与转化是一个非常缓慢的过程，所以可以传输比较远的距离。

燃煤电厂的污染物不但数量多而且传输远，是对环境影响最大的。燃煤电厂中的烟尘，不仅仅影响人的健康，而且还给工农业的生产带来了相当大的损失，很多电厂周围的农村，由于电厂排放的烟气沉降，致使农作物大量的减产，电厂往往每年需要支付巨大的赔偿。SO2除了对人的健康有很大危害外，还对建筑物、金属材料、农林业的生产也存在有很大的危害。燃煤电厂烟气中NOx 主要是 NO，排放在大气中之后容易氧化成为NO2。NO2的浓度比较大时就会造成严重的环境污染，危害到人的健康。

二、燃煤电厂烟气治理的策略

燃煤电厂应当主要针对加强技术的改造、推行洁净煤的技术、完善企业的管理作为烟气治理的根本任务，最终达到减少煤耗、降低煤炭燃烧所产生的废气的目的。而且，综合的利用资源技术与开发更高效的烟气治理技术也是相当重要的。例如怎样高效的热电联产、电除尘器都是废气治理的有效措施。

在燃煤电厂中，锅炉废气的治理重点是对各类除尘设备的治理，例如袋式除尘器、旋转式除尘器、电除尘器等等。由于电除尘器除尘的效率特别高，运行成本也比较低，因此，在燃煤电厂中，很多都用电除尘器。煤炭燃烧时，针对产生的SO2，主要的控制技术分为SO2燃烧前的脱硫、SO2燃烧中的脱硫和SO2燃烧后的脱硫。在烟气治理的过程中，燃煤电厂应当按照“预防为主、防治结合与综合治理”的规定，把污染治理、能源节约和综合利用资源高效的结合起来，不但要控制新的污染产生，还要加强对旧污染的治理，采取先进的生产经营管理模式，借鉴先进的科学技术，从而提高投资的整体效益，努力让社会效益、经济效益以及环境效益达到高度的统一。

在实践治理的工作中得到的经验告诉我们，今后应该继续加强技术政策；推行能源节约和有益于保护环境的新能源政策；能源节约不仅仅是降低能源的消耗、经济效益的提高，还是谋求保护环境与经济建设协调长期发展的关键举措。和发达的国家相比，我国的节能潜力非常大。所以，要继续加强各种措施来节约能源。严格控制新的污染、依赖科技的进步，高效控制污染物的排放，完成污染防治和利用资源紧密相结合的目的；挖掘节能潜力，提高现有的设施运作率，发挥设施投资的最大效益；积极筹措各种基金，来治理旧厂的污染。

三、燃煤电厂烟气污染治理技术

1 传统的模式

这几年，国内对烟气的脱硫、脱硝技术需求很大，但可以采用的成熟自主的技术却不是很多，这是因为脱硫、脱硝装置的工艺流程比较复杂、存在诸多介质、影响的因素繁多，技术的开发难度也相当大。采用国际上的新技术开发方式，烟气污染治理新技术的开发则需机理的研究、小试、中试的工业示范，逐个投入应用到整个的开发流程中，全面应用相近的理论和因次分析的方法来实现体系与核心装置的放大。

在技术开发的过程中，首先要通过研究阶段，针对技术的基础问题从反应机理与理论上加以明确，然后采用小试来验证新技术是否可行，完成小试的工艺基础后，选择该工艺在仿真工业条件中进行工艺的研究，并联系相近理论与因次分析，来建立中试的装置，采用中试来验证工业生产，之前的工艺是否可行，确保研发与应用时的工艺要一致。从小试到中试，就是从实验室到大的生产间的过程。中试过程中，不仅可以对小试验证，还可以为将来的大生产搜集数据，所以，在传统技术开发的过程中，由小试到中试才是一个必须通过的关键环节。也常常是在这两个环节中需进行反复的验证，才使得全部的技术开发周期延长、资金投入增大，通常企业与研究机构无力承受这么大的风险。这才导致我国的大气污染治理技术自主开发常常在到达中试阶段之后，就会陷入停滞期，导致技术开发很难继续进行，因而无法获得先进的技术，应用也更加无从谈起。

现如今，国内烟气脱硫、脱硝技术的开发只是集中在引进国外的先进技术，环保公司为了与高校科研院等科研机构相结合，在对引进国外技术消化吸收的同时，进行了部分技术的改良，因为核心技术都是国外企业的技术机密，所以这种技术的改良很难在实质上面提升系统整体的应用水平和技术水平，导致我国技术依然不能摆脱对国外先进技术的依赖。

2 技术开发新模式

环境的污染治理已历经数十年了，在治理技术开发的初级阶段，因为技术的限制，大部分实验是验证技术可行性的基本方法，把试验作为核心，再和相似的理论与因次分析相结合是实验装置放大的唯一途径，而且技术的优化还依赖反复的试验室验证，所以在国外的烟气脱硫与脱硝技术开发和研究过程中，都遵从以试验为中心的，从小试到中试工业示范开发模式，在历经了十多年的发展后，才最终实现了成熟技术在大规模工业中的应用。

在烟气脱硫与脱硝的技术开发研究中，工艺过程的重心在化学的过程研究，而化学过程的实现又是在过程装置中实现的。尽管烟气脱硫与脱硝过程中的化学原理各异，而且反应器的样式也各有各的特点，并都存在着装置大、负荷范围宽、适应性较强、设计精度较高这些特点，他们对过程装置的放大设计来说，都是全新的挑战。

烟气脱硫与脱硝技术在国际上的大量采用，说明即使我国还没有掌握核心的工艺，但是它的技术已相对很成熟，具备了超越传统的开发模式基础。研究应当采用全面的、多尺度的系统级数值仿真和模拟为中心，让实验研究成为校正和开发对烟气脱硫与脱硝反应器与相关的装置的关键技术，对工艺的开发，不但突破了传统的因次分析和相似理论的限制，还解决了脱硫与脱硝多个反应器的设计问题，最终避免了费用高昂的开发过程。

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