关于火力发电厂烟气脱硫技术与脱硝技术的探析

庄思珍

【摘 要】随着低碳环保概念的提出，火力发电厂必须深入落实烟气脱硫脱硝技术，并且是社会发展的必然需求，同时也是实现经济可持续发展的必然要求。目前我国烟气脱硫脱硝技术还处于研究阶段，应用到工业领域中的脱硫脱硝技术还有很大的提升空间。基于此，本文简述了火力发电厂大气污染排放，对火力发电厂烟气脱硫技术以及火力发电厂烟气脱硝技术进行了探讨分析。

【关键词】火力发电厂；大气污染；脱硫技术；脱硝技术

一、火力发电厂大气污染排放分析

随着经济的高速增长和城市化进程的不断加快，各个领域对电力资源的需求也在不断的增加，火力发电厂大气污染物的排放量也在不断的增加，严重影响了环境，这与资源节约型和环境友好型的社会宗旨不相符合。

据统计，到2020年我国都要达到50亿吨标准煤。在此需要特别强调的，国内电厂尤其是火力发电厂所需的都是煤炭等原材料，在燃烧和发电过程中，产生大量的二氧化硫、氮氧化物等大气污染物，如果不经处理，直接排放到大气中，必然会对生态环境造成非常严重的污染和破坏，后果不堪设想。这样的环境，对人类的生产生活也会造成非常不利影响。

二、火力发电厂烟气脱硫技术

1、烟气脱硫技术的概述。传统的烟气脱硫的方法主要有干法脱硫、半干法脱硫和湿法脱硫。干法脱硫的原理就是使用吸收剂或者催化剂脱去烟气中的二氧化硫，这种吸收剂或者催化剂可以是固态的粉末或者颗粒。一般在干法脱硫技术中，使用的是活性炭法和氧化物法，这种技术在含硫量较低的情况下脱硫率相对于较高，脱硫剂吸附饱和后经过解析还可以重复利用。半干法是介于干法和湿法之间的脱硫方法，主要的半干法脱硫技术主要有炉内喷钙炉后活化法、喷雾半干法、烟道流化床脱硫法等。

2、常用的几种脱硫技术。（1）活性焦烟气干法脱硫技术。活性焦属炭系吸附剂，具有活性炭的特性。即活性焦本身既是吸附剂，又是催化剂，同时还可以用作催化剂载体。烟气经过活性焦吸附塔时，烟气中的SO2、NOX、O2、H2O及通入的NH3被吸附在活性焦孔隙中。在活性焦催化作用下，SO2和O2及H2O发生反应，最后以H2SO4形式附着在活性焦孔隙中；NO与O2及NH3反应生成N2，NO2与NH3反应生成N2，从而达到脱除燃煤烟气中SO2和NOX的目的。整个脱硫工艺过程中不消耗工艺水，是一种高度节水的脱硫技术。同时，在除去SO2的基础上还能去除30%的氮氧化物和汞、砷等有害物，脱硫副产物可以制成H2SO4转化成石膏，也可以转化成腐殖酸粗品用来绿化复垦。烟气脱硫用活性焦是一种以煤为原料生产的特殊活性炭产品，除了满足一般活性炭产品吸附性能要求外，还必须满足一些烟气脱硫的特殊要求，这些特殊要求包括硫容、强度、粒度和抗氧化性能（2）烟气循环硫化床半干法脱硫技术。此种技术中所包含的脱硫剂主要是以石灰粉为主，原理是将脱硫塔内排放的烟气与加入的消石灰、循环灰及工艺水发生反应，从而去除了二氧化硫与三氧化硫。烟气循环流化床脱硫技术的整个过程中都无需加热，也不需要采取任何的防腐措施。从另一方面来看，为了脱硫塔在低负荷运行时还能保持住其最佳的工作状态，还设置了洁净烟气的再循环系统，从而能够保证塔内烟气流量的稳定性。（3）石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术。此技术的主要原理是利用石灰石浆液来吸收烟气中的二氧化硫，得到脱硫副产品二水石膏。这种技术有以下特点：成本低、脱硫效率高、技术最成熟、能够为市场广泛利用，其副产物石膏可作为建材使用，正是因为它的这些特点使得它得到了电力系统的青睐。在以前，我国燃煤火力发电厂在二氧化硫吸收系统入口与出口之间设置了一套旁路系统，受脱硫系统运行成本以及设备稳定性的制约，部分电力企业将旁路挡板开启运行脱硫系统，为保护环境和减少二氧化硫的污染，2012年底开始将取消燃煤火力发电厂脱硫设施烟气旁路挡板设计，并争取在2014年底前全部拆除旁路烟道。即有旁路、带增压风机脱硫系统逐渐发展到合并引风机与增压风机，并取消旁路烟道脱硫系统。

三、火力发电厂烟气脱硝技术

1、烟气脱硝技术的概述。烟气中的氮氧化物排放到大气中会形成光化学烟雾，造成酸雾沉降和颗粒物污染。二氧化氮是一种温室气体，还会破坏臭氧层。所以，实施大型烟气脱硝工程，进一步降低火力发电厂污染物排放，不仅对改善当地环境空气质量、提高人民群众生活质量水平有着重要的社会意义，而且对发电企业也具有长远的经济效益。目前，火力发电厂脱硝技术主要有几种：低NOX燃烧技术；炉膛喷射脱硝技术（SNCR）；烟气脱硝（SCR）等技术。

2、常用的幾种脱硝技术。（1）低NOX燃烧技术。NOX的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量，因此，通过控制燃烧区域的温度和空气量，以达到阻止NOX生成及降低其排放的目的，我们称该技术为低氮燃烧技术。对低NOX燃烧技术的要求是，在降低NOX的同时，使锅炉燃烧稳定，且飞灰含碳量不能超标。目前常用的低NOX燃烧技术主要有低过量空气燃烧法、空气分级燃烧法、燃料分级燃烧法及再循环技术四种。（2）选择性非催化还原脱硝技术。选择性非催化还原脱硝技术又称为SNCR，其主要指的是将NH3及尿素等还原剂喷入到锅炉炉膛折焰角上方位置或者是再热器、过热器等对应的水平烟道位置，进行该反应的温度通常是950℃～1050℃。针对现有的中小型锅炉实施改造能够实现对该项工艺的有效运用，其所涉及的投资费用相对较低些，但是会催生较大逃逸率及较低的脱硝效率。SCR、低氮氧化物燃烧器以及再燃烧技术等等多项技术跟SCNR技术的联用可谓是现今SCNR技术的主要发展方向。经过研究可以知道，SCNR对应的脱硝率处于60%以上时，SCR技术与SCNR技术联用能够起到良好经济运行目的；将SCR技术与在燃烧技术联用则能够获取高达80%的脱硝效率；联用SNCR技术与低氮氧化物燃烧技术，相较于单独运用SCNR技术而言，其效果提升45%之多。（3）选择性催化还原脱硝技术（SCR）。从二十世纪七十年代开始，逐渐开始已经有一些发达的国家开始使用SCR技术使用在燃油和燃气的锅炉中，从八十年代开始，这种技术在燃煤电厂锅炉中已经得到了广泛的应用。具体的来说，SCR技术的工作原理就是，在催化剂的条件之下，用NH3和一氧化碳做还原剂，使其存在于烟气中的氮氧化物可以发生还原反应，生成氮气和水。当反应的温度达到300℃-420℃的时候，那么就能达到良好的脱硝率，高达70%-90%。其中，NH3-SCR的技术效率更高，这项技术已经在世界各地得到了广泛的应用。根据上述脱硝工艺因素分析，如采用选择性非催化烟气喷氨脱硝法（SNCR），投资少，运行费用也低，但此方法反应温度范围狭窄，对炉膛温度要求比较高，对于煤种和负荷变化的适应性很差，运行困难，在全世界范围内采用此方法的也很少。

结束语

社会经济的快速发展促进了工业化建设进程的加快，火力发电厂数量、规模不断增加、增大的同时，也造成了非常严重的生态破坏、大气污染。因此，在当前的形势下，加强对火力发电厂大气污染排放现状、烟气脱硫脱硝技术问题研究，具有非常重大的现实意义。

参考文献：

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