燃煤电厂脱硫脱硝技术研究

李兴龙

摘  要：文章以提升燃煤电厂的整体社会效能为出发点，首先阐述燃煤电厂产生的废气对环境造成的危害，然后剖析当前脱硫脱硝技术的原理，最后对于脱硫脱硝技术的未来发展进行一定的展望，以期为国内的电力行业提供有用的参考。

关键词：燃煤电厂;废气;脱硫脱硝

Abstract： In order to improve the overall social efficiency of coal-fired power plants， this paper first expounds the harm to the environment caused by the waste gas produced by coal-fired power plants， and then analyzes the principle of current desulphurization and denitrification technology. Finally， the future development of desulfurization and denitrification technology is prospected， in order to provide a useful reference for the domestic power industry.

引言

工業的发展不但推动了国内的社会经济发展，而且为工业的生产与创造带来许多好处。由于电力行业中的燃煤电厂会产生大量的有害气体，这些有害气体不但会危害人们的呼吸系统，而且可能严重影响社会的正常运行。除此以外，还有有毒物质的气体排放在很大程度上违背了国家近年来倡导的绿色发展理念。对于国内长远的经济发展来说，也是一种损失。对此，相关部门必须要加大对燃煤电厂的治理力度，尽可能用科学合理的治理技术来降低它对环境带来的危害。

1 燃煤电厂废气的基本组成与危害性分析

所谓燃煤电厂，通常是指以社会输送电能为职责，借助煤炭来推动汽轮机转动的发电厂。作为燃煤电厂的主要组成部分，煤炭是自然资源中较为珍贵的不可再生资源，其中包含许多氧、碳、硫、氮等元素，正是由于该元素的存在才会导致在燃烧之后向环境中排放一些烟尘。值得一提的是，煤炭的烟尘中通常含有氮氧化物、硫氧化物以及一氧化碳等有害气体，这些气体会给我们日常生活带来许多不便。当这些有害气体与环境中已经存在的固态颗粒一起流通到大气中以后，就会导致整个大气的质量下降，进而形成雾霾等极端天气。

随着近年来国内雾霾天气发生频率的日益提高，使得大众对于该类天气的了解越来越深，雾霾会无视粘膜以及纤毛的保护作用，会较为直接地作用于我们的呼吸系统，使人们更容易暴露在呼吸疾病的危害下。更为可怕的是，这些有害气体也可能导致酸雨天气，酸雨不但会给工业生产以及农业生产造成巨大损失，还会对城市建筑产生一定的腐蚀，从而对人们的正常生活产生负面影响。

2 脱硫脱硝技术的原理分析

烟气的脱硫脱硝技术往往是化工企业较为重视的净化技术，尤其是对于一些工业产物中包含硫氧化物以及氮氧化物的企业来说非常重要。考虑到上述两类气体是当前全球空气污染的始作俑者，故监管部门必须要督促企业使用脱硫脱硝技术。近年来，国内相关部门举办了多次脱硫脱硝技术研讨会，会议就适用性较高的几种技术展开讨论，当前应用比较广泛的脱硫脱硝技术有：电子束氨法、脉冲电晕法以及活性炭纤维法。

相关部门对于某地区的燃煤电厂进行调查发现，燃煤电厂内部的脱硝装置主要由氨供应系统与反应器组成，该反应器通常位于省煤器与空气预热器之间。值得一提的是，催化剂层数往往是沿用二加一模式。对于常用的脱硝还原剂来说，该类装置一般是选用液氨。与此同时，氨供应系统通常会设置在单锅炉的单侧空场，其产生的大部分氨气会使用氨气管道来进行有效输送。

脱硝工艺的基本原理是气态氨通过空气来进行相关稀释，然后被注入省煤器的烟道中，与特定温度下的烟气进行多次混合。常用的脱硝系统有SCR系统，技术人员应当在其正式启动之前进行相关检查与准备，具体检查事项有如下几个方面：对长期停用的氨蒸发器，每次启动前必须用氮气吹扫更换氨管道;氨蒸发装置运行正常脱硝CEMS计量仪表已校验，工作正常;氨泄漏检测仪已校验，工作正常;反应区流量计已校验，读数准确;反应器内烟气温度大于310℃且小于400℃。然后进行SCR系统的启动操作：将声波吹灰器置于自动模式，启动氨蒸发器，注入液氨，打开稀释风机，检查蒸发器温度，打开氨缓冲罐出口手动阀，调节压力并打开SCR氨注入入口切断阀，调整气氨流量并实时监控氨水喷射。混合后的物质将会输送至SCR反应器中的催化剂层。在催化剂的充分作用下，烟气中所含的氮氧化物以及氨会产生相关的化学还原反应，从而生成氮气与水，最终将烟气中所含的氮氧化物进行有效脱除。

脉冲电晕放电法的基本工作流程是：脉冲电源会产生部分高压脉冲，进而将反应器电极作为作用点，从而制造出强有力的电场。借助电场的强力作用，使烟气中的部分分子电离出来，进而在强电场的作用下获取动能，最终变成高能电子。值得一提的是，高能电子的功能主要是裂解、电离以及激活其他烟气分子，从而推动相关物质产生。活性粒子以及相关自由基在反应器中，起到催化剂的作用，烟气中富含的一氧化氮以及二氧化硫会被一些自由基与活性粒子转化为二氧化氮与三氧化硫。该类物质在遇到烟气中的水时会形成硝酸与硫酸。脉冲电晕放电技术可以使中和物注入，从而促进生成一些气溶胶，最终被收尘器进行回收。

针对脱硫技术而言，单塔一体化技术的整体效能较为可观，其主要优势在于：对二氧化硫的超净脱除、消除石膏雨、解决场地不足、降低投资和运行费用、施工周期短且操作简单。值得一提的是，旋汇耦合高效脱硫除尘技术是脱硫的理想选择，该技术主要是以多相湍流混合的强传质机理为指导原则，借助气体动力学知识来进行动力传递，并结合预制的旋转水槽耦合装置来形成能够翻转气液的湍流空间：

（1）经过喷淋层处理过的浆液依旧会在湍流装置中以小液滴的状态存在，甚至有些浆液还会被一些烟气包裹，从而会被解离为小气泡的形式，最终实现浆液与烟气的实时接触。

（2）该高速运动环节不但会推动气液相结合，而且气膜与液膜会一直进行更新与变化，可以对浆液表面起到冲洗作用，使石灰石长期保持新鲜，大大提高二氧化硫的去除能力。

3 烟气脱硫脱硝技术的未来发展展望

大众的生活水准随着城市的建设发展而不断提升，使得工业的能源消耗量越来越高。尽管国内不断加强经济建设与生态环境建设的有机融合，但是也会不可避免地产生一些环境问题，这不仅关乎人们的日常生活与工作环境，而且也是未来所有人所要面对的一些问题。因此脱硫脱硝技术一定会被人们重视，燃煤电厂需要在已有的脱硫脱硝基础之上对其进行创新与改进，首先，操作人员需要在理论方面进行进一步提升，因为理论知识是所有时间技术的发展基础，也是重要的前提条件。只有理论知识足够完善，才会使脱硫脱硝技术更上一层楼。

烟气脱硫脱硝技术在进行选择设备时也应该有所改变，但确保在完全安全的前提下进行成本的控制，围绕绿色发展来开展工作。机械除尘通过设备的旋转动作带动烟气旋转，在离心力的作用下，烟气中较大的颗粒被集中到边缘位置，吸收烟气中漂浮的粉尘。虽然这种方法自动化程度低，但成本投资少，可用于小型电厂一次除尘，能够在很大程度上对粉煤灰进行回收利用。与此同时，煤炭的燃烧温度一般会在1200℃以上，一些烟尘会变为带电的粉尘。如果是在高压静电场环境中，由于静电作用，它会被吸附在吸附层上，从而达到烟气处理的效果。与机械除尘相比，该方法可以在很大程度上细化除尘程度。具体而言，其对烟气的除尘效果远超90%，且整个系统包含的设备价格合理。人员经过简单培训即可投入工作，总体投资成本低。

4 结束语

众所周知，所有的事情都有利有弊，工业的快速发展与能源的高效开发固然能够改善大众的生活水平，但同时也会对环境带来一定的危害。因此在促进工业发展的同时，相关单位需要紧抓绿色发展理念，借助科学技术来进行社会进步，为国家建设做出应有的贡献。

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