燃煤电厂脱硫脱硝技术和烟气治理方法探讨

武建勇

摘 要：利用燃煤发电不可避免地会产生有害烟气，如果没有进行有效处理直接排放，会对生态环境造成污染和破坏。本文对燃煤电厂锅炉烟气特点与危害进行分析，对当前所采用的烟气治理方法进行论述和分析，对分别和同时两种不同的脱硫脱硝技术进行研讨，可供相关人员参考。

关键词：燃煤电厂;脱硫脱硝;绿色能源

0 引言

当前，煤炭还是生产电能的主要能源，燃煤电厂排放没经过处理的烟气成分中有氮氧化合物、二氧化硫等物质，电厂附近的空气会受到污染，沉降的粉尘会影响到植物的正常生长，这就要求采取有效的脱硫脱硝技术。

1 燃煤电厂锅炉烟气特点与危害

煤炭燃烧发电会释放出大量的烟气，烟气成分与矿物质在煤炭中的含量有着直接关系，煤炭类型和锅炉设备的热能利用率会对排放烟气中污染物浓度和排放量造成影响。锅炉燃烧温度普遍在800-1200℃，释放的烟气污染物浓度比冶金和化工行业要低，气态物质再次应用存在着较大的难度，需要投入更多的资金和设施，回收利用率不高[1]。同时，释放的烟气具有一定的温度和湿度，采取高烟囱排放的办法，由于电厂发电会持续消耗煤炭，烟气的排放量和扩散的范围较大，会随着风传播更远的距离，烟气中的二氧化氮、二氧化硫转化较慢，会对空气造成很大的污染，附近农作物生长会受到烟气粉尘沉降而受到影响，二氧化硫还会对金属制品和建筑物产生腐蚀，人体呼吸一氧化碳会出现中毒症状。

2 治理燃煤电厂烟气方法

2.1 利用除尘设备

为了降低烟气粉尘含量，燃炭电厂多应用静电除尘、旋转式除尘和布袋除尘装置。静电除尘不需要投入太多资金，有着较高的除尘效率，使用的最为广泛，可以把高温烟气中的颗粒物质带上电荷，利用高压静电场来吸附粉尘。

2.2 加快技术改进创新

燃煤电厂排放的烟气会对空气造成很大的污染，需要经过处理后并达到标准后排放到空气中，需要加强烟气排放处理技术的创新，采用在线监测技术对烟气浓度进行采集，如果发现浓度超标需要组织专家进行分析。还需要加大烟气处理技术的研发力度，淘汰落后的烟气处理设备，研发并应用洁净煤技术，利用技术手段来处理烟气污染问题，使能源的利用和经济可持续发展达到平衡。

2.3 开发绿色新型能源

燃煤电厂烟气污染物质含量大的根源在于煤炭燃烧不充分，会释放大量有害气体和粉尘[2]。如果想彻底解决烟气污染就应该采用绿色能源，根据我国绿色能源分布情况，利用太阳能、地热能和风能等发电，可以取得很高的经济效益，减少不可再生能源的利用，有着很好的环保效果。

3 烟气脱硫脱硝技术

3.1 烟气分别脱硫脱硝技术

当前，燃煤电厂采用的烟气分别脱硫脱硝技术较为广泛，处理技术比较成熟可靠。该处理技術根据燃烧阶段的不同划分为前、中和后三种类型。

燃烧前脱硫技术是对煤炭中的硫质成分进行脱硫处理，可以能去除掉无机硫成分，无机硫为与煤炭结构结合的硫分，以晶粒状态掺杂在煤炭当中，以黄铁矿为主要成分[3]。

生物或化学脱硫法还可以脱除掉煤炭的无机硫，由于需要很多资金投入，很多燃煤电厂并没有应用，同时煤炭的气化和液化技术还需要不断改进，水煤浆技术是新型的煤炭处理技术，可以很好地保持煤炭特怀，有着很大的市场应用潜力。

燃烧中脱硫是指在锅炉内进行脱硫处理，利用化学反应原理对高温条件下的煤炭颗粒中加入碳酸盐类固硫剂，使得硫化物形成固体硫酸盐，不直接参与煤炭的燃烧，会随着炉渣排出。燃烧后脱硫技术主要有湿法、干法等，煤炭中没有脱除干净的硫分参与燃烧会形成二氧化硫气体，后脱硫技术是避免二氧化硫技术排放到空气最后防线。

湿法脱硫有用氢氧化钠等碱性溶液来对二氧化硫气体进行回收，并利用石膏等进行辅助处理，可以对二氧化硫气体进行吸附并转化为其他易于处理的物质，该技术在很多燃煤电厂中得以应用。半干法是高温蒸发水分中采用碱性粉末与二氧化硫气体反应形成固体状的粉末，处理设备简单，后期的维护使用都比较便利，但达不到湿法脱硫处理效果。

干法脱硫技术为煤炭中的硫分在高温高压或催化作用下，把颗粒状吸收剂分解成电子态来使二氧化硫成分降低，该处理方法反应过程较慢，需要耗费较长间，很多热电厂已经不在应用。

脱硝技术可以降低烟气中的氮氧化合物质，该类物质是煤炭在锅炉中燃烧产生的。脱硫技术主要依靠催化还原反应、粉末吸附等原理实现。催化还原反应把氮元素处理为不会造成污染的氮氧化合物，再应用活性炭等进行吸附，采用强碱性的液体进行还原反应。石膏脱硫催化还原脱硝技术可以达到80%脱硝效率，有着很好的脱除处理能力，采用石灰石等作为吸附剂，不需要投入太多的改造资金。

3.2 烟气同时脱硫脱硝技术

脱硫脱硝技术还没有工业应用，金属氧化催化技术可以在300-450℃条件下把氧化铜置于催化剂中进行吸附并催化锅炉烟气中的二氧化硫，使其转变为硫酸盐，还会以很高的效率对氮氧化物进行催化，转变为无害的氮气，可实现95%脱硫率和90%脱硝率，但该技术应用的催化剂无法再生。

炭基催化法处理成本不高，形成的处理物质可以再次应用，还可把烟气中的有害物质进行脱除，催化剂可以经过水洗处理后再生，可以有效减小能源耗损，还可以对含硫材料进行再次应用，有着很好的推广和使用前景。

4 结束语

综上所述，燃煤电厂采用的脱硫脱硝技术和烟气治理办法需要结合企业的实际情况，淘汰陈旧的处理设备，改进和优化原有处理持测试仪，严格控制好有害气体和粉尘的排放，在保证生态环境的同时提高电厂经济效益。

参考文献：

[1]李海彬.刍议燃煤电厂烟气治理方法及脱硫脱硝技术[J].内蒙古煤炭经济，2016（01）：33-34.

[2]洪巧巧.燃煤电厂烟气脱硫脱硝除尘技术生命周期评价[D].杭州：浙江大学，2015.

[3]周忠亮.烟气循环流化床同时脱硫脱硝运行分析和数值模拟[D].杭州：浙江理工大学，2019.