燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术实践探究

杨军年

国家电投黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司 青海西宁 810000

1 燃煤电厂烟气治理概述

燃煤电厂常见的烟气治理措施包括对烟尘的净化治理、重金属的去除。其中烟尘净化处理有半干脱酸塔去酸净化、干式脱酸塔去酸净化，其中半干脱酸塔设备塔顶雾化喷出的碱性液体和急冷塔中排出的烟气直接接触以后可以去除烟气中大量的盐酸、二氧化硫等酸性成分，脱酸率可达80%及以上。但是经过半干脱酸塔脱酸以后的烟气中还含有小部分酸性气体和二噁英、重金属等，这时可采用氢氧化钙和活性炭与烟气混合，可有效去除烟气中的二噁英、重金属和剩下的酸性气体。清除重金属，是因为在燃煤过程中在高温作用下会使部分重金属以气体状态存在并挥发出去而形成大气污染。可采用焚烧尾气处理系统，使用活性炭来吸附烟气中的重金属。此外，根据重金属遇高温就挥发的特征，可通过降低温度冷凝的方式使重金属变成固体以后再利用除尘设备清除填埋。对于烟气中固体颗粒的去除，则可以采用布袋除尘器还能有效去除挥发性较强、沸点较低的重金属气体。为确保清除效率和效果，应控制烟气的温度在200℃左右，同时选择高温材料制作除尘器布袋以免高温烟气对除尘的效果产生不利影响。常见的是用ePTFE材料为布袋除尘器的材料，不但可以改善烟气颗粒物去除的效果，而且控制污染排放的效率较高，使排出的烟气满足国家标准要求[1]。

2 燃煤电厂烟气除尘技术

针对燃煤电厂烟气的处理，可选择的方案有干式除尘、湿式除尘和电除尘等，其中干式除尘结构简单、处理难度较低且成本不高、处理效率好，但是在实际应用中也容易产生二次污染。湿式除尘方式是比较常用的一种，除尘效率高、取材方便，且除尘装备的抗腐蚀能力和耐磨性都较好。但是需要注意的是一般需要设置灰水处理装置，当循环水使用闭环循环模式时会降低酸碱性值而不得不采取必要的防腐蚀措施。电除尘技术效率较高，能同时处理大量烟气，阻力较小，但处理的效率会受到烟尘静电的影响，且投资大、后期度系统维护要求高，较少被应用在燃煤电厂烟气处理中。

3 燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术

燃煤电厂烟气脱硫技术主要包括燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫，按照脱硫的方式和产物又可以分成湿法脱硫、半干法脱硫和干法脱硫。其中在燃煤电厂烟气脱硫治理中，湿法脱硫是最常用的一种。具体湿法烟气脱硫可细分为以下三种：

3.1 石灰石脱硫

该湿法脱硫方式是在炉内喷钙就能达到脱硫的目的，适合用在大容量的锅炉燃烧中。该技术方法的工作原理是，将石灰石液喷洒到燃煤炉中，使石灰石粉液去洗涤烟气，同时使烟气中的氧化硫和碳酸钙发生一系列化学反应而形成碳酸钙，在经过吸附、固碱分离以后实现脱硫的目的。

3.2 氨液吸收法

该脱硫方法适合用在中小型的锅炉燃烧烟气脱硫处理中，工作原理是将氨水与氨液作为吸收剂，在吸收器中进行烟气的洗涤，同时使二氧化硫与氨产生化学反应而形成硫酸氢氨。氨液吸收脱硫处理法的优势是系统构造简单、占地较小、投资成本较低，但在后期运行中产生的费用较高，且脱硫的效率和效果都一般[2]。

3.3 废碱性溶液吸收法

该方法主要适合用在小型锅炉中，其工作原理是，利用锅炉房中水力冲渣系统的碱性循环废水和其他碱性废液混合在一起作为吸收剂，然后利用麻石湿法除尘器洗涤烟气，使烟气中的二氧化硫和碱性废水产生化学反应，该方法的脱硫效率一般，系统结构简单且投资低、运行费用较低，但是占地较大，管理起来难度较大。

4 燃煤电厂烟气除尘和脱硫脱硝处理改进建议

4.1 烟气除尘改进

想要提高除尘的效率和质量，可采用电除尘加布袋除尘的方式，适当增加除尘器的比集尘面积，使一级除尘吸收烟气中大部分粉尘后，降低后级布袋除尘运行负荷。这样不但可以提高除尘器的使用寿命，而且也提高除尘过程的安全可靠性。在技术改造时应尽量加强对内部结构的设计优化，选择合适的除尘器设备材料，同时对除尘器做好相应的防护措施使除尘设备满足技术要求。

4.2 脱硫脱硝处理改进

鉴于燃煤电厂燃烧时烟气中的含灰量严重超标，加上系统本身亚硫酸氨氧化能力较弱，脱硫效果不理想，可能还会引起烟囱堵塞的问题。为此，需要对原有脱硫系统和方案进行改进优化。首先完善吸收系统工艺流程，其次降低塔入口烟道与脱硫塔新入口连接，再次可将脱硫塔内分成浓缩段和吸收段，然后在不改变脱硫塔内除雾器完将其他内件全部拆除，按照新的技术工艺重新安装。最后要求在每一套脱硫系统内增加一台氧化槽，要求每套脱硫系统内增加一套烟道除雾器[3]。在进行改造时，对于燃煤锅炉引风机送来的烟气，在进入脱硫塔浓缩段以后，再进入吸收段，吸收段中的循环稀液吸收二氧化硫形成亚硫铵溶液，然后再通过二次折流板除雾器将烟气和水雾分离开来，使净烟气通过塔顶的烟囱排放出去。其中，在吸收段利用循环稀液对烟气中二氧化硫进行吸收然后形成了亚硫酸氨溶液以后，流入氧化槽中被氧化槽底部的空气再次氧化形成硫酸氨溶液，部分溶液进入到浓缩段以后可用来洗涤烟气。大部分没有被氧化的亚硫酸氨溶液可补充吸收剂氨后经过循环泵进入吸收塔吸收二氧化硫。在浓缩段，从吸收塔底部出来的硫酸铵溶液经过浓缩泵进入到喷淋层，使烟气温度下降的同时自身也得到了浓缩，并得到了含固体的硫酸氨浆液。含有固体浆液再经过结晶泵进入到硫氨工序，脱水处理后形成固含量更高的硫氨浆液，然后进入离心机中实现固液分离，形成湿硫氨，然后将母液溢流到料液槽中，使湿硫氨经过干燥机干燥以后得到含水量低于1%的硫氨产品，最后将料液槽中的液体经料液泵送回到循环槽中。

5 结语

综上所述，本文对燃煤电厂烟气除尘和脱硫脱硝处理进行了简单概述，结合当前除尘脱硫中存在的问题，提出了相应的改进方案。通过对技术及其设备的改进，脱硫除尘装置结构的优化，可在达到脱硫除尘目的的同时提高对废气废水的利用，既满足了环保的要求又能有效降低处理成本，确保烟气除尘脱硫脱硝处理的经济性、安全性和环保型，同时满足经济和、环境和社会效益的目标。