燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝的技术研究

杨鑫

摘要：燃煤电厂所排放的烟气中，包含着多种有毒的成分，直接排放会对大气造成严重伤害，因此在对大气污染的治理中，燃煤电厂对烟气排放的有效处理十分重要。对脱硫脱硝技术科学应用，可对烟气中的有害物质有效治理，同时还能将其转化为其他化学原料，促进自身生产效益提高的同时，为治理大气污染添砖加瓦。本文对燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝的技术进行分析研究。

关键词：燃煤电厂；烟气治理策略；脱硫脱硝技术

1、燃煤电厂烟气的特点及危害

锅炉燃烧过程中产生的烟气含有多种污染物，例如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、飞灰，以及少量的氯化物、氟化物等等。锅炉燃烧温度通常在1200℃以上，其污染物主要是无机物。燃煤电厂烟气中气态污染物浓度一般较低，其浓度明显低于化工厂烟气、有色金属冶炼的气态污染物。由于污染物浓度很低，在气态物质回收和利用方面会投入较高的成本，而且工作难度大，回收利用的经济效益往往受到影响。燃煤电厂锅炉烟气有一定的温度和湿度。由于烟气量大，烟温一般高出环境空气较多，且用高烟囱排放，因而烟气抬升高度大，扩散范围广，随风传输形成连续的烟流，距离可达几百甚至几千公里。烟气中SO2与NOx的转化与沉降是一个缓慢的过程，因此可传输较远的距离。

煤炭燃烧后产生的烟气中的有害微小颗粒，进入到大气后，造成大气质量下降，导致工农业生产的严重损失同时，还会对社会人群带来呼吸道疾病的隐患、困扰。在煤炭燃烧排放烟气中的二氧化碳、二氧化硫等物质会与大气中所含的水蒸气结合，致使雨水的pH值降低，继而形成酸雨。另外，燃煤电厂排放烟气中的微小颗粒，是促进空气中雾霾形成的重要原因。酸雨会导致地下水变质、土壤编制，影响农业的发展雾霾中包含20多种会的有毒、有害物质，对人体的健康危害极大，进入人体支气管，会导致肺部炎症，呼吸道、脑血管等多种病症。

2、燃煤电厂烟气治理策略

首先，开发绿色新型能源，提高环境效益。要想彻底解决燃煤电厂排放的烟气污染问题，必须积极开发一种新型无污染的绿色能源，当然，新型能源的寻找、开发过程是非常缓慢的，需要在实践过程中不断的探索、实验，在寻找、开发新能源的过程中我们应积极节约能源，减小能源耗损，提高能源的利用率，同时采取措施严格控制污染源的烟气排放量，防止污染的进一步恶化，使环境保护与经济建设相协调，提高环境效益和经济效益。

其次，推广除尘设备。增设除尘设备，是燃煤电厂较多采用的，对燃烧废弃物或是燃气的处理方法，通过除尘的原理，可分为机械式除尘设备，静电吸尘设备、布袋除尘设备等，目前应用最为广泛的就是利用电除雾器进行废弃处理。

最后，改进除尘技术。要想治理燃煤电厂烟气问题，最根本的方法是采用科学技术治理烟气，有效去除烟气中所含有的有害物质。因此，燃煤电廠应充分认识到排放烟气的危害，加大科学技术投入，关注治理烟气新技术，不断改进并完善落后的治理技术，采用洁净煤技术以及废气治理技术，利用科学技术手段解决电厂烟气污染问题，真正做到能源可持续全面利用与治理环境污染问题相结合。

3、燃煤电厂烟气脱硫脱硝的技术

3.1脱硫技术

燃煤电厂内部生产环节之重，脱硫的作用点技术分别在燃煤燃烧前、燃煤燃烧中以及燃烧后三点。燃烧前采用物理性的脱硫方法，让煤粉首先通过磁力筛选，利用矿物质的磁性减少燃煤原料中所含的硫元素。燃烧阶段，将硅酸盐加入到燃烧中的燃煤煤炭中，通过化学反应将硫元素固化，进而进行脱硫处理。脱硫的过程为燃煤中含硫化合物在高温下与固硫剂（碳酸、硅酸类化合物）产生化学反应，进而形成化学性质较稳定的硫酸盐，不会变成烟气飘向大气，而是随残渣一起排出。在燃烧之后，该阶段脱硫技术是为确保二氧化硫不会进入大气循环的措施，使碱性物质与含硫氧化合物产生反映形成亚硫酸盐、硫酸盐，存留在溶液之中。

燃烧后的脱硫技术（简称FGD），主要包含湿法、半干法、干法三种脱硫形式，这是防止二氧化硫排放到大气中的最后一道防线。湿法脱硫方法是指以氢氧化钠、氢氧化钙等强碱性溶液作为二氧化硫的吸收皿，同时以含有大量碳酸钙的石膏等作为辅助，强力吸收烟气中的二氧化硫，这种方法在燃煤电厂中应用最为广泛。半干法脱硫方法是在高温蒸发的水分环境里使碱性粉末反应成固态千粉，设备管理简单，运行维护方便，但效果不如湿法脱硫方法好。干法脱硫方法指的是在高温高压或催化反应作用下，使粉状或颗粒状的固态吸收剂分解成电子，从而减少二氧化硫，这种方法反应慢、耗时多，因此应用较少。

石灰石一石膏法是众多湿法脱硫技术中最为常用的方法，其工作原理是二氧化硫能够和石灰石浆液发生化学反应，因此二氧化硫能够被吸收而达到脱硫的目的，在此反应过程中，石膏是反应的副产品，因此被称为石灰石一石膏法。相较于其他的脱硫方法，此方法具有两个优势：一是在这个脱硫反应中石灰石作为反应物有较为广泛的来源，并且成本较低；二是反应的副产品为石膏并不会产生情况严重的二次环境污染，并且能够重复进行使用。于法脱硫装置具有工艺简单、能耗低的优点，并且净化的烟气并没有进行重复加热，能够对能源有效地进行节约，但是由于其对技术有着较高的要求，所以操作起来有较大的难度，在实际的具体使用过程中局限性较大。总体来说，当前脱硫技术在我国的发展情况较为良好，各种各样的新兴技术手段也不断被研发出来，相关的设备配置也进行着多元化的发展，新兴技术手段的问世也促使烟气脱硫取得的效果得到人们的一致好评。

3.2脱硝技术

脱硝技术指将氮氧化合物在烟气中的含量降低，作用点分部在燃烧中期和后期，燃烧中期通过降低氮氧化合物来实现脱硫，在燃烧后期通过排放来实现。目前，脱硝技术采用催化还原反应辅助粉末吸附方法进行脱硝过程。在该技术中，会使用到多种浓度、种类的化学药品。粉末吸附选择具有吸附性质、和粉末活性炭相似的粉末状固体物质，相比脱硫，溶液内的反映要复杂，同时溶液的浓度、具体成分都有所不同。催化剂反映指利用催化剂加快其反应的速度，使用还原剂还原氮元素，以至于将有毒的氮气化合物转为氮气。此外，目前还出现一种新型脱硝技术——电子束脱硝，指将烟气在800MeV-1MeV电子束下照射，使烟气中所含的二氧化硫、氮氧化合物结合，转化为硝硫铵、硫酸铵等物质，该技术目前在工业领域较多被应用。

4、结语

为了保护环境，提高电厂的经济效益和社会效益，必须对燃煤电厂锅炉排放的烟气进行有效治理和预防。不仅要开发新型绿色能源，还要推广除尘设备、改进除尘技术，采用烟气脱硫脱硝技术，控制并减少烟气中的有害物质，有效促进电厂的可持续健康发展。

参考文献：

[1]低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术[J].蔡铁城，黄志祥.中国战略新兴产业.2018（16）.

[2]燃煤电厂烟气污染物协同脱除方法综述[J].徐芸菲，何宽，檀玉，梁可心.电力科技与环保.2018（03）.

（作者单位：山西平朔煤矸石发电有限责任公司）