大型火电厂脱硫、脱硝、除尘设计探讨

杨加龙

摘 要：大型火电厂在我国经济发展的过程中发挥了重要的作用，但是在火电厂运行的过程中因为燃料含有硫和硝等物质，如果烟气不经过处理就排放到大气中，就会对大气造成一定的污染。所以为了积极响应我国政府节能减排的政策号召，就需要对火电厂烟气进行脱硫、脱硝和除尘处理，以降低对环境的污染。文章对火电厂的脱硫、脱硝和除尘设计进行了分析，对于促进火电厂的可持续发展具有重要的意义。

关键词：火电厂；脱硫；脱硝；除尘

前言

煤炭作为火电厂日常运行的重要燃料，其在燃烧的过程中会释放大量的含硫、含硝物质，并且会产生烟尘，这些物质如果不经过处理就会对大气造成一定的污染，严重影响到空气质量和人们的身体健康。所以对火电厂进行脱硫、脱硝和除尘设计非常重要，消除烟气中的有害物质，让排放的烟气达标是大型火电厂能够安全稳定运行的重要保障。在脱硫、脱硝和除尘设计中，不仅要遵循一定的原则，还需要保证设计的可靠性，能够最大程度的降低烟气中的有害物质含量。

1 火电厂脱硫设计分析

目前在大型火电厂中比较常用的脱硫技术为湿法脱硫，以石灰粉作为脱硫吸收剂，在设计的过程中主要应该注意吸收塔的形式，其对脱硫效果有很大的影响。现阶段主要有四种吸收塔形式，但是每种形式都各有利弊，所以为了达到较好的脱硫效果，可以根据火电厂的实际运行状况，有针对性的选择吸收塔的形式，也可以相互配合使用，以达到最佳脱硫效果。

1.1 液柱塔

液柱塔中没有填料，主要是利用由下向上垂直喷射的液柱进行脱硫处理，烟气经过塔底或者塔顶进入吸收塔中，就会与液体产生强烈的扰动，从而吸收烟气中的二氧化硫。但是在液柱塔中的烟气会产生一定的阻力，从而降低液体吸收二氧化硫的效果，最终影响到脱硫效率。

1.2 填料塔

填料塔主要是利用吸收塔中的填料進行脱硫处理，在吸收塔内装设固体填料，烟气在经过吸收塔时就会与填料层流淌的浆液接触并且发生反应，从而去除烟气中的硫。填料塔的结构比较简单，但是在运行的过程中会出现填料堵塞的现象，增加实际操作的难度，会直接影响到脱硫效果。

1.3 鼓泡塔

鼓泡塔的运行主要是将烟气输送到浆液面以下，在液流与气流相遇时，烟气就会从浆液中鼓泡冒出。这种脱硫效果比较好，并且还能够达到除尘的目的，也具有较好的适应性。但是鼓泡塔的设计结构比较复杂，在运行的过程中还存在较大的阻力，并且设备的占地面积较大，初期投入成本较高。

1.4 喷淋塔

这种形式的吸收塔结构设计比较简单，所以初期成本投入较少，但是在实际运行过程中，进入的烟气不能够均匀的分布，所以脱硫效果一般。

2 火电厂脱硝设计分析

目前在火电厂中比较常见的脱硝技术主要有SNCR烟气脱硝、SCR烟气脱硝，还可以将二者综合利用，这两种脱硝技术能够提高煤炭的燃烧效率，同时还能够提高锅炉内部压力，所以应用范围较广。

2.1 SCR脱硝技术

SCR即为选择性催化还原法，这种脱硝技术比较成熟，脱硝效果较好，能够达到60%到90%。主要是在有氧的条件下，保证一定的温度，在催化剂的作用下，使用NH3将NOX有选择性的还原为氮气和水，从而达到脱硝的目的。

2.2 SNCR脱硝技术

是指在没有催化剂参与的情况下，用氨（NH3）或尿素（CO（NH2）2）等还原剂将烟气中的NOX还原为N2和水。炉膛是该技术的主要反应器，炉膛温度要保持在900-1100℃，脱硝效率受锅炉设计、锅炉负荷等因素的影响较大，脱硝效率较低，在30%～60%之间，因此多用于低NOX燃烧器的辅助工程。而且作为还原剂的尿素又会产生一定的N2O，会对臭氧造成一定的破坏。

2.3 SNCR/SCR 联合烟气脱硝技术

鉴于以上两种脱硝技术各有优缺点，因此可以将以上两种脱硝技术联合使用，其脱硝效率能够达到60%-80%。但是在该工艺中，必须对SCR脱硝效率进行控制，不得超过30%。这种技术具有比较复杂的运行系统，实际应用较少。

脱硝技术的主要发展方向就是积极开发，联合使用炉后SCR烟气脱硝技术和低NOX燃烧技术，同时积极研发低温催化剂。

3 火电厂烟气除尘设计

在煤炭燃烧的过程中所产生的颗粒会随着烟气流动，流动时就会附着在设备的内壁或者随着烟气一起排出。如果不进行除尘处理，不仅会污染空气，而且会影响到设备运行的安全性和稳定性，所以需要进行烟气除尘。相对于脱硫和脱硝技术而言，除尘技术更加稳定和成熟，所以除尘效率较高。在火电厂中一般都会选择旋转电极除尘技术，将旋转的清灰刷以及回转的阳极板作为旋转电极的阳极，可大大降低出口的烟尘浓度。这种除尘方式只需要定期进行清理即可，将积累的烟尘清除，从而达到国家规定的烟尘排放标准。

在这种除尘技术的基础上，一些大型火电厂还进行了技术改进，设计了新型的除尘技术，比如湿式静电除尘，其可以有效吸附带电负离子，要比干式电除尘效率高很多。随着技术的不断改进，针对大型火电厂的运行特点，在除尘设计方面还会不断的创新，最大程度的降低烟气中的烟尘含量。

4 火电厂脱硫、脱硝与烟气除尘的一体化设计

脱硫、脱硝和除尘是大型火电厂的必要项目，而这些项目的设计不仅要考虑最终的稳定性和可靠性，同时还要考虑经济性，所以将火电厂的脱硫、脱硝和除尘技术进行一体化设计是今后发展的主要方向，也是大型火电厂能够可持续发展的重要战略。

在脱硫设计中，为了能够有效提高脱硫效率，可以将不同的吸收塔进行结合运用，充分发挥每种吸收塔的优势。比如可以将液柱塔和喷淋塔结合使用，将液柱塔作为前塔，烟气通过液柱塔时能够去除70%左右的二氧化硫，然后再利用喷淋塔进行二次脱硫处理，经过两次脱硫几乎能够去除全部的二氧化硫。脱硫设计还可以和除尘设计相结合，先利用干式旋转电极除尘器进行除尘，经过脱硫处理后再使用湿式电极除尘，由此可以同时提高脱硫和除尘的效率。将煤炭燃烧技术进行改革后，还可以将脱硫与脱硝进行结合设计。大型火电厂脱硫、脱硝和除尘进行一体化设计是未来发展的主要趋势，所以应该在这方面进行创新和设计研发。

5 结束语

煤炭作为火电厂运行的重要燃料，在燃烧过程中所产生的硫、硝以及烟尘等物质会对环境造成很大的污染，所以火电厂需要采取相应的脱硫、脱硝和除尘措施，设计适宜的技术方式。现阶段，根据我国大型火电厂的运行特点，已经设计研发了一系列的脱硫、脱硝和除尘技术，并且都取得了较好的控制效果。随着科学技术的发展，在脱硫、脱硝和除尘方面的设计水平会不断的改进和提升，最大程度的降低烟气中的有害物质含量，为火电厂的长久发展创造有利的条件。

参考文献

[1]谢思源，华伟.浅析火电厂脱硫、脱硝、除尘及烟塔的一体化技术[J].科技展望，2015.

[2]彭涛.火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术研究[J].山东工业技术，2015.

[3]任自华，王敏，邵爱华，等.大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案研究[J].能源与节能，2014.