火电厂脱销技术及脱硫脱硝发展的研究

邹广 黄伟(.山东三维石化工程股份有限公司青岛分公司， 山东 青岛 6607；.中国石化青岛炼油化工有限责任公司； 山东 青岛 66000）

0 引言

21世纪以来，工业的现代化步伐加快，人们的生活水平也不断提高，对电力的需求更加迫切，为了满足人们日益增长的物质文化需求，火电厂不得不加快发展节奏；然而在电力生产过程中，化石燃料作为其中的重要能源之一，生产过程中产生的废气，大多含有对自然环境和人类健康有极大危害的物质，因此做好脱硫脱硝工作，在电力生产过程中的重要性不容忽视。

废气排放中包含的二氧化硫以及氮氧化物等，是酸雨以及光化学烟雾的重要组成成分，空气中这些有害物质所占比例的升高，会直接影响到空气质量和可见度，将会对自然环境产生不可挽回的破坏，因此大力研发脱硫脱硝技术，是火电行业应特别重视的工作项目。

1 火电厂脱硫脱硝技术

1.1 同时脱硫脱硝技术

同时脱硫脱硝技术就是分别设立两套装置设备，同时对废气中的二氧化硫和氮氧化物进行脱除；这种方法需要较大的空间和完善的脱除设备，对操作空间和设备投入有一定要求；但是作为有效的脱硫脱硝技术，依旧受到界内的广泛关注；就目前来看，同时脱硫脱硝技术已经逐渐走向成熟，并在实际生产过程中得到了大规模使用。

同时脱硫脱硝技术可以简单的分为，燃烧过程中的脱硫脱硝技术和燃烧之后的脱硫脱硝技术，结合火电厂自身发展特点来看，后者的使用范围会更广泛；此外也可以分为干法和湿法两类，十几年前的国际上干式同时脱硫脱销技术的研究占大多数，但是随着科学技术的发展，脱硫脱硝技术的研究方向大多转向湿式法，在此我们重点对个别高效的湿式脱硫脱硝技术进行阐述。

首先是过氧化氢氧化吸收技术，由于烟气中含有的氮氧化物大部分都是一氧化氮，具有溶解率低的特点，为了最大效率的完成脱销工作，在系统设计中，要将一氧化氮首先氧化成二氧化氮，两者相比，二氧化氮更容易被水或者是碱性溶液吸收，在实际过程中常用的氧化剂有高锰酸钾、过氧化氢等等，由于过氧化氢的低排放性，收到广泛的关注。

其次是络合吸收脱硫脱硝技术，这也是典型的湿式脱硫脱硝技术，主要原理是，通过添加络合吸收溶剂，使其与烟气中难以溶解的一氧化氮进行反应，以提高一氧化氮的溶解率，就目前来看，络合吸收溶剂主要有两大类，分别是以含乙二胺四乙酸、安三乙酸为代表的亚铁络合物，和以含基化合物如半胱氨酸为代表的亚铁络合物；其中由于乙二胺四乙酸自身吸收量大、吸收速率快等特点，收到广泛关注。

最后是等离子体氨化氮氧化物耦合湿式氨法脱硫脱硝技术，主要是利用等离子体将一氧化碳氧化成二氧化碳，并提高湿法烟气脱硫系统的脱硫效率，实现二氧化硫和氮氧化物的高效脱除，目前，等离子体氧化方式与碱液吸收相结合的脱除手段，已经取得一定成果。

1.2 联合脱硫脱硝技术

联合脱硫脱硝技术是迄今为止火电行业应用最为广泛的技术，由于传统的脱硫脱硝技术对烟气中二氧化硫的脱除效果明显，再加上选择性催化还原技术即SCR能够有效脱除烟气中的氮氧化物，因此两者结合共同作用、互不干涉，可以是实现理想的脱除效果。一般情况下，联合脱硫脱硝技术会利用高性能的石灰石、石膏烟气脱硫系统对二氧化硫进行转化，并采用选择性催化还原技术对氮氧化物进行脱除。就目前来看，德国、日本、瑞典等发达国家的联合脱硫脱硝技术已相对成熟。该项技术的主要优点在于不管烟气中二氧化硫和氮氧化物的浓度有多高，脱除效率均可达到百分之九十左右，脱硫脱硝效果十分理想；但是同样该技术也存在一些缺点和不足，比如说该项技术在实际操作过程中，可能会在设备表面结垢，这会在一定程度上局限脱除效率，也会对脱除设备产生腐蚀或者堵塞。

在此我们重点介绍一塔式液相氧化吸收脱硫脱硝技术，它是建立在WFGD装置基础上的，通过适当添加其他脱硫脱硝设备，实现塔内脱硫脱硝，在整体系统的运行过程中，为了确保脱硫和脱销的独立工作，将脱销液和脱硫液施行分离，确保其安全稳定运行。其工作流程主要如下:经过除尘后的烟气由引风机进入脱硫脱硝塔中，率先经过脱硫脱硝塔的脱硫阶段，将烟气中含有的二氧化硫和残留的细尘与脱硫设备中化学物质进行充分的反应，并通过氧化喷淋层后直接送入脱销段，和由上到下的脱销化学液体进行反向交融，达到去除氮氧化物的目的，最后通过雾气脱水阶段，消除雾气之后排入烟囱，完成脱硫脱硝工作。在整体脱硫脱硝过程中产生的亚硫酸盐和其他物质将被放进塔底的循环罐中，并根据实际需要进行处理。

这种处理技术的主要优点在于一塔式液相氧化吸收脱硫脱硝技术的投资相对于WFGD和SCR来说较小，并能大约节省百分之三十的耗资，而且整套工艺仅需在同一个塔内完成，不仅占地面积小而且还有利于完成技术完善、改造工作；同时塔内脱硫脱销主要利用化学物质之间的相互反应，脱硫脱硝效果明显；最后整个脱硫脱硝环节并无废水以及废渣的排放，打消对环境产生二次污染的顾虑。

2 未来我国火电厂烟气脱硫脱硝技术的发展建议

我国是第三世界国家，电力行业的脱硫脱硝技术与西方一些发达国家相比，虽然有一定的差距，但是这并不能否定我国在改革开放以来，电力行业在减少排放上做出的巨大努力。

首先，坚持“因地制宜”，结合本地区的实际生产情况，选择最适合的脱硫脱硝技术，满足排放的最低要求。例如对于老电厂来讲，在提高脱除效率工作中，联合脱硫脱硝技术相对实用，而对于新建的电厂来说，要尽可能选择烟气同时脱硫脱硝技术。

其次，要加大研发了力度，对反应机理以及反应动力等专业知识进行更深层次的挖掘，并致力于更高单效节能的技术研究。除此之外，还要打破实验室的局限，建立适当的中试装置以及示范化工程，促使低消耗、高效率的脱硫脱硝技术实现工业化。

再者，将催化法作为烟气中污染物吸收、转化的主要手段，一方面可以产生副产品、降低能耗，另一方面还可以实现催化剂的高效循环使用。

3 结语

电能作为一种重要的能量来源，为人们的生活带来很多方便，为了保护自然环境、保护我们赖以生存的家园，积极响应国家保护环境的政策方针，采取多种措施降低废气排放量，减少空气中二氧化硫、氮氧化物的含量，为动植物的生存创造一个良好的环境势在必行，脱硫脱硝技术的投入使用，不仅要考虑到操作的可行性、安全性，还要考虑到技术的脱除效率以及成本控制等等，各地区的火电厂要根据自身的实际情况，选择最佳的脱除技术。

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