低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展对策分析

杭州意能电力技术有限公司 高 峰

煤炭作为世界重要的能源，由于我国是工业大国，在经济迅速发展的大背景下，持续增加对煤炭的需求量，不仅给生态环境造成了严重的影响，甚至还会给人们的生命健康造成威胁。低碳经济下，脱硫脱硝除尘作为作为处理燃煤问题常用的一种工艺技术，可以确保煤电厂正常生产，减轻对生态环境造成的污染，进一步提高煤炭资源的利用率，帮助电厂在激烈的竞争中获取较高的经济利益，对于推动自身的发展也具有极大地促进作用。

1 低碳经济概述

低碳经济主要是在气候发生变化的背景下所产生的。科学数据已经证实，人类的各种活动都会引起全球气候发生变化，这已经是一个不争的事实。面对气候变化对各国经济持续发展所带来的挑战，国际气候制度中明确提出“共同而有区别责任”的原则，联合共同应对气候变化的问题[1]。基于国内政策，很多国家已经在全面开展减排行动，认识到只有扭转传统经济体系对化石能源依赖的程度，才可以真正地实现低碳排放，促进社会经济可持续发展。

能源紧缺导致能源价格一路飙升，受经融危机的影响，很多国家都开始关注和重视低碳经济的作用和也影响。在能源紧缺的背景下，能源储备国则是受益者，而能源欠缺者则是受害者，严重影响国家经济的发展。低碳经济模式下，减少能源的消耗量，科学采用节能产品，国家发展过程中减少对能源的依赖性，严格控制能源国家暴力收入，从而确保社会乃至整个国家经济实现可持续发展的目标[2]。站在一点分析，全面推行与发展低碳经济则是有一条走出金融危机黑暗的一条光明大道。

2 燃煤电厂常见污染分析

2.1 粉尘污染

发电厂发电过程中产生大量的粉尘是不可避免的，粉尘在进入大气后，会对人们的呼吸道造成严重的威胁，危害人们的身体健康。因为很多粉尘中都含有非常多的焦油，人一旦吸入粉尘，粉尘进入呼吸道后，就会诱发支气管炎，甚至还会发生肺癌。

2.2 氮氧化物影响

氮氧化物属于燃煤电厂发电过程中常见的一种产物，受阳光紫外线的照射，会产生不同的化学反应，与大气中所存在碳氢化合物相结合会生产毒气物质[3]。在大气中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度很缓慢，但是在湿度相对大，有颗粒物存在的时候，就会发生催化氧化反应。另外，在太阳光紫外线照射并且有氧化氮存在时，就会发生光化学反应而生成三氧化硫，和硫酸酸雾，人一旦将毒气吸入体内后就会发生肺水肿，对于人和动物的健康而言，都是有一种极大地威胁。

2.3 废水排放影响

冲灰水是燃煤电厂中排放量比较大的，污染物含量最高的废水。针对这一问题，要采用浓浆输灰、灰渣分排等措施，目前刚建的电厂的除灰方式根据情况不同采用不同的方式，最先选用的是干除灰方式，其次是水力除灰，最后采用高浓度水力除灰。废水的排放很大部分是脱硫废水，里面含有悬浮物、过饱和的硫酸盐、亚硫酸盐以及重金属等污染物，其中很多物质都是在环保标准中提出重要处理的污染物，脱硫废水对环境造成了严重的影响，由此可见对于燃煤电厂的废水零排放十分必要。

3 燃煤电厂脱硫脱硝除尘的重要性

3.1 减少能源消耗

燃煤电厂属于高碳能源消耗非常大一种企业，日常生产过程中能源消耗的量非常大，采用脱硫脱硝除尘工艺，可以促使能源消耗量得到有效的境地，可以真正地实现清洁生产，进一步提高企业生产的效率和质量，为社会的可持续发展奠定良好的基础。

3.2 降低生产经营成本

在低碳经济发展的背景下，国家在大力发展绿色经济、低碳经济，燃煤发电作为我国耗能量非常大的产业之一，更要积极响应国家的号召，正确采用先进的脱硫脱硝除尘工艺，出现任何污染的时候都可以起到有效的控制作用，实现对废物产品的回收和再利用，以此来降低生产经营的成本，提高企业的经济效益。

3.3 减少空气污染

燃煤电厂的脱硝技术主要是通过氮氧化物的形成和释放控制工作，目的是为了减少烟气中的氮氧化物含量，有效的减少了空气中光化学烟雾的产生。目前烟道脱硝技术可以减少烟气中的氮氧化物，同时降低了烟气在空气中发生光化学污染的可能性。在进行技术的选择和处理中通过对于整体工作分析使得燃煤气体的有害物质的含量等进行精确的计算，使处理工艺更加符合实际烟气的需求，具有一定的针对性。

3.4 废水排放的防治

化学酸碱废水需要通过专门的工业废水处理系统中和处理，pH 调整达到6-9后，排进入净水污水池，经过处理后进入净水池，用于工业用水。脱硫废水产生于脱硫石膏的脱水和洗涤过程，废水中细小的粉煤灰颗粒含量比较高。因为石膏脱水车间的水呈微酸性，并且含有一些重金属离子和少量固体杂质，该废水应单独建立脱硫废水处理设施，先去除废水中的重金属离子，等处理达标后可作为调湿灰用水或排入煤场喷淋。另外酸碱废液主要来自锅炉给水系统，不同的锅炉给水处理系统排出的酸碱废液量就不同。阴、阳离子处理系统需要排出40%左右的酸碱，移动床排出20%。另外，酸洗锅炉的废酸液一般都排入中和池，经过中和以后再进行排出。

4 低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺

4.1 单纯脱硫技术

4.1.1 湿法脱硫工艺

湿法脱硫工艺一般都是以石灰石/石灰石膏湿法脱硫技术为主，这种工艺具体操作的流程为：先在含硫的产物中放置适当的石灰石粉（CaCO3），并将其作为一种吸收剂，可以促使脱硫的目标得以有效的实现；其次，需要将适量的水加入到干燥的石灰石粉剂，在水与石灰粉相结合的状态下，石灰粉就会相应的变化，从而转变成一种液态。在液态下，空气中所存在的CO2、H2O 会与CaCO3直接发生化学反应，进而生成一种物质就是Ca(HCO3)2。当Ca(HCO3)2进入燃煤电厂的吸收区域、氧化区域后，会直接与含有酸性条件的H+产生一种非常显著的中和反应，采用科学方式的作用下就会成分中的H+直接去除，取出之后就可以直接获取H2O、CO2及钙离子。钙离子通常情况下都是处于游离状态，会直接与燃煤电厂中存在的氯离子进行有效的结合，进而产生一种氯化钙；剩余其他部分的钙离子则会直接与硫酸氢根离子、阴性的氟离子产生一种有效的结合，化学反应的影响下，会之间产生硫酸氢钙与氟化钙；化学反应在末尾阶段的时候，最后剩下的钙离子则会直接与亚硫酸根离子进行有效的结合，再次产生一种化学反应，生产硫酸钙。硫酸钙与O2结合后，便会产生化学反应，产升的物质为氢离子、钙离子、硫酸根离子，这样就可以有效实现脱硫的目标。

4.1.2 干法脱硫工艺

法脱硫工艺与湿法脱硫工艺相比，更具有环保性，非常符合当前可持续发展的理念。这种技术的实质就是对湿法脱硫工艺进行优化。本文研究选择吸附烟气脱硫法进行分析，重点是对此工艺在燃煤电厂中的应用情况分析，先在燃煤电厂中的炉膛内喷射CaCO3，化学剂在高温环境的影响下，就会发生分解反应，在这种情况下就会形成一种氧化钙。氧化钙在烟气中就会促使SO2受化学反应的影响产生一种CaSO2。采用活性炭做完吸附处理后，可以真正地实现对SO2的合理转换，使其转换成H2SO4、硫酸氨，这样就可以真正地达到脱硫的效。干法脱硫工艺与其他脱硫工艺相比，虽然实现脱硫目标的过程非常复杂，耗费的成本比较高，整体脱硫效率非常低，但是干法脱硫工艺在实际应用过程中的耗能量非常高低，非常符合当前低碳经济发展的趋势，能够更好地契合低碳生产过程中的相关要求，而且在整个脱硫过程中不会涉及到各种污水和污酸的问题，能够确保整个过程的安全性，有效避免各种污染发生的可能性。

4.2 单纯脱硝技术

4.2.1 燃烧法

燃煤在燃烧过程中环境的温度，O2的具体浓度都是影响燃煤电厂生产过程中NOx 最终生产量的主要因素[4-5]。所以燃煤电厂在生产过程中一定要确保O2的浓度及温度均在科学的范围之内，在基础上合理引入燃烧法，以此来有效控制及减少NO的排放量。

4.2.2 催化还原法

催化还原法也被简称为SNCR，属于干法脱销技术最具代表的一种，技术操作原理为：燃煤电厂中添加适量的NH3、CO(NH2)2，产生出NO，这种情况下就可以使NH3在含氧的情况实现与NO的结合，从而生成H2O、N2。另外在有氧状态下，CO(NH2)2可以直接与NO 发生还原反应，生成二氧化碳产物。可见这种脱销技术的使用效果非常显著，而且耗能少，使用成本低，非常符合低碳经济的发展需求，所以在燃煤电厂中，这种脱硝工艺具有显著的应用频率。

4.3 单纯除尘技术

4.3.1 颗粒除尘技术

燃煤电厂采用颗粒除尘技术可以将现场直径为10μm 左右的烟尘颗粒进行滤除，经过与静电除尘技术对比分析发现，这种技术不仅捕获范围的比较大，而且除尘效果也非常显著。这种技术唯一不足就是温度比较更高的环境下使用会呈现严重堵塞的现象，影响最终的除尘效果，而燃煤电厂日常生产过程中的温度非常高，如果使用颗粒除尘技术则会发生堵塞的现象，降低除尘的效率[6]。

4.3.2 陶瓷过滤技术

陶瓷过滤技术的材质为陶瓷，样式共分为两种，分别为纤维带式、蜂房式，应用于燃煤电厂中，可以起到除尘的效果，并且可以实现长久性，有助于更好地对烟尘的排放量进行控制。这种技术之所以得到广泛的优势，原因在于它的材质为陶瓷，陶瓷具有较强的耐高温性，可以很好地适应燃煤电厂的高温环境，不需要对其开展相关维护工作，因此，其陶瓷过滤技术被广泛地应用与推广。

5 结语

综上所述，低碳环保作为当前社会各行各业主要发展的方向，特别是燃煤电厂，低碳经济对社会发展提出了更加严格的挑战，同时也增加了巨大地发展压力。因为燃煤电厂企业要想在激烈的竞争中实现提高自身的地位和实力，需要创新脱硫脱硝除尘工艺，结合自身生产过程中常见的污染类型合理选用脱硫脱硝除尘工艺，减少能源消耗，降低破坏环境的程度，有助于促进电厂的稳固发展。