电厂脱硫脱硝系统的电气与自控设计

李俊霞 范冬琪

摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。电厂为了满足社会发展及人们生活的需求，发电量每年都在不断上涨，而因发电造成的环境污染也日益严重。为了改变这一现状，我国陆续出台有关电厂排放标准的相关政策法规，最大限度对电厂中有害气体的排出进行控制，使电厂污染气体的排放浓度达到国家相关标准，实现经济与环保事业的共同发展。本文就电厂脱硫脱硝系统的电气与自控设计展开探讨。

关键词：电厂;脱硫脱销;电气自控

引言

火电厂是电能生产的主阵地，而电厂在进行一线生产时不可避免的会产生氮氧化物，如果未经处理就进行排放会给生态环境带来严重负担，这也是光污染与酸雨生成的主要诱因。为降低污染风险，保护生态系统，各个国家都开始对此类氮氧化物进行脱硫脱硝处理后再对空排放，减少其进入大气后造成的危害。

1电厂烟气的特点与危害

电厂的主要燃料是煤炭，煤炭是树木化石，是不可再生的资源，其中碳、氧、硫等是构成煤炭的主要元素，这些元素经过燃烧后会产生大量的有害气体，危害人们的身体健康和生活环境。如煤炭燃烧会产生二氧化硫气体，二氧化硫气体排入大气遇水会造成酸雨现象，酸雨具有腐蚀性，会引发人们身体方面的一些疾病，如果酸雨侵蚀农田，就会导致农作物减产。此外，电厂排放的烟气还含有矿物颗粒与杂质，这些颗粒杂质会严重污染空气，危害到人们的日常生活。有害气体的存在不仅污染环境，还影响社会经济的发展。

2脱硫脱硝技术的应用现状

现阶段虽然我国对二氧化硫的治理投入了较大的力度，更是加大了对相关人力物力的投入，但所取得的成效仍不甚明显，其主要原因往往是相关电厂所使用设备的脱硫效率较低，无法达到全面转化，故对环境造成了污染。究其源头，是我国现阶段的脱硫技术不甚成熟，且在相关设备方面也有待完善、革新，并缺乏具有高专业素养的技术人才，相关的技术人员或是由于应用经验缺乏，或是新型技术掌握不牢，或是操作不甚规范，所以应用相关技术时往往无法取得良好成效、使用脱硫脱硝设备时也难以发挥明显作用。而随着现阶段相关脱硫脱硝技术的不断完善、发展，技术人员更需要不断锻炼、强化自身，逐渐加强对脱硫脱硝一体化工艺的掌握。

3脱硫脱硝系统自控设计要点

3.1工况反应控制

近几年，我国《火电厂按地区污染物排放标准》、《煤电节能减排升级与改造行动计划》等文件的推行逐渐改变着电厂生产运行模式。我国在脱硝脱硫工作上也有了更加显著的创新，并在实践工作中取得优异的成绩。在自控系统中融合工况实时控制技术能够改善机组运行情况，提高工况监督管理效率。例如：脱硫脱硝系统中的DCS自控系统能够“在线监测”到机组出口气体浓度，并且在烟气监测仪处于自我维护状态时，可得到相关输出值非NOx真实含量，这时候脱硫脱硝中的自控系统会对应的停止工况参数调节，并把将供氨调节阀门开度按照相关规定严格控制在监测仪表执行自我维护动作之前的状态。等待烟气监测仪表处理完目标任务并进行自我维护后，脱硫脱硝系统中的自动调节功能又会立刻从原有的“关闭调节”状态转变为“开启调节”状态，经过上述的工况处置，脱硫脱硝工作可在最大程度上规避监测仪表运行对自控系统的影响。

3.2金属络合法

这一方法的原理就是将一氧化氮与过渡金属络合物反应而形成金属亚硝酰化合物，从而将一氧化氮溶解于液相中，进入一氧化氮液相和还原剂中反应并生成氨气与氮气，进而有效的将一氧化氮脱除。近些年来，很多关注的一种技术就是络合亚铁湿法脱硫脱硝一体化技术，其不仅能安装在一套装置中，并在低温条件下将二氧化硫与氮氧化物进行高效脱除，而且能将投资与运行成本降低，但是因为吸收剂再生较为困难，导致其难以实施工业化。将亚硫酸钠、硫化钠和尿素加入乙二胺四乙酸螯合溶液中，能有效的完成脱硝的工作，且在添加还原组分时，能利用超声-活性炭来影响整个脱硝的过程，并利用亚硫酸钠和硫化钠对于乙二胺四乙酸螯合进行还原再生。由此可见，不管是超声波还是活性炭，均能使得亚硫酸钠吸收液能有效的再生，而尿素则对络合铁吸收剂的再生和吸收均具有不利的影响。但是乙二胺四乙酸配位试剂的价格昂贵，所以需要采取廉价氮川三乙酸配体试剂来替代乙二胺四乙酸，同时氮川三乙酸配体试剂其在平衡常数上要大于乙二胺四乙酸。利用这一技术进行脱硫脱硝时，吸收液难以完全高效的循环和利用，目前的再生方法的经济性还有待提升，加上其运行条件具有不稳定的特点，使得其要想实现工业化推广和应用还有很长的一段路要走。

3.3高级氧化法

高级氧化法正如技术名，其主要是通过氧化反应对一氧化氮进行处理，起到在排放污染气体中对如二氧化硫、氯化氢、氢氟酸等酸性气体进行脱除的作用。虽然该技术应用效果较好，但往往需要碱液洗涤装置作为技术应用的基础，并在应用时使用如氯酸、氯酸钠、高锰酸钾、白磷等高级氧化剂。故在应用高级氧化法时需要对氧化剂消耗量、相关装置的能耗等进行严格控制，以降低技术应用的成本。如应用50%双氧水作为氧化剂的高级氧化法试验，在经过脱硫后所得氮氧化物的氧化率一般在60%左右，以此为基础，可以再加入氧化剂与尿素配合制作的添加剂，能够取得更高的脱硝脱硫效果，经试验证明其脱硫率甚至能达到99%左右。同时还可以利用FLUENT软件对排污管道、烟道等进行模型构建，模拟出内部气体的流动情况，以便于将高级氧化法进行更加科学化、有效化地应用，为该技术相关装置的安裝工作提供技术支持。

3.4氧化铜吸收法

这一方法的吸附剂是氧化铜复合物，就烟气内的二氧化硫与氮氧化物予以吸收。常见的吸附剂主要有二氧化硅和氧化铝。其反应原理是氧化铜通过一定反应温度，通常是在300到500℃之间下，能和烟气内的二氧化硫反应后生产硫酸铜，并将氧化铜和硫酸铜作为其催化剂，再将氨气接入之后，就能选择性的进行催化还原来将氮氧化物进行催化还原处理，而吸收饱和之后的硫酸铜也能还原，并利用所生成的氧化铜与形成的副产物二氧化硫来制酸。

3.5活性炭吸附法

凭借着活性炭较为卓越的吸附性能，该方法不仅应用于对水、气体等的污染净化，甚至应用于医药、化工和食品等领域作精制和脱色之用。而在优秀的吸附性能外，活性炭还属于催化剂的一种，在脱硫脱氧方面拥有着巨大的可发展空间。在将相关的污染气体经过脱硫设备进行处理后则可以开始用活性炭进行吸附，经由活性炭的吸附与催化的处理后，通常会形成一种具备吸附性的硫酸物质，并且在经过一定处理后，活性炭还能循环利用。同时利用活性炭的催化效果，还能与污染气体中的氮氧化合物、氨气等发生化学反应，这一过程也具备着一定的脱硫效果。但在应用该技术时，也要注意在吸附时控制气体流速，防止活性炭被氧化而导致的技术失效问题。此外也要避免在活性炭起到催化作用时产生的酸留存于其表面，防止因此而影响到活性炭的吸附能力，降低技术应用的成效。

4脱硫脱硝技术的发展趋势

目前，我国对脱硫脱硝技术的研究比较关注干法，今后对湿法技术的研究也应该加以重视。我们要结合实际情况进行烟气脱硫脱硝技术的研发，把眼光放长远，让脱硫脱硝技术真正地融入到生产中并对其不断进行完善，从而研发出先进的脱硫脱硝技术，实现环境保护的可持续发展。

结语

综上所述，随着社会经济水平的不断提升，群众对电力能源的消耗量持续上涨，火电厂承担着社会中70%的发电责任，必须要做好脱硝脱硫工作，结合气态污染物的生成原理，使用添加剂或其他化学物将污染元素转化，减少对空污染，实现超净排放，脱硫脱硝系统需要加强自控设计，提高工作效率，稳定行业发展。

参考文献

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[2]张庆文.SDS干法脱硫及SCR中低温脱硝技术在焦炉烟气处理中的应用[J].化工装备技术，2019，40（4）.