燃煤火力发电厂大气污染治理技术探究

李沿英

（山西双良再生能源产业集团有限公司，山西 太原 030032）

电能资源是一种清洁型的能源，在城市建设、国家基础建设中发挥了重要的作用，属于二次能源，来源于火力发电、太阳能发电、风能发电。在火力发电中会产生大量的污染物，其他的发电方式相对具有一定的清洁性的优势，在火力发电中，燃煤火力发电厂要着重对大气污染问题进行防范和治理，明确大气污染物的类型，结合当前的现状提高技术应用水平，防治污染问题的进一步加重。

1 燃煤火力发电厂大气污染问题

在燃煤火力发电厂的生产和运行活动中，会产生水污染物、固体废物和对大气环境造成破坏的污染物，其中大气污染物指的是烟尘、二氧化碳、二氧化硫和氮氧化合物等物质。我国针对大气污染物的排放出台了减排指标的有关政策，其中二氧化硫作为指令性减排指标，最主要的来源就是燃煤火力发电厂，我国二氧化硫排放量一半以上都是出自燃煤火力发电厂的生产活动，增加了酸雨和大气污染的风险。国家要求工业生产中要逐年降低二氧化碳的排放量，在2017 年采取了一系列的政策措施对煤电，降低煤电产能，以改善环境压力，产能总值降低5 000 万W。在大气污染问题的防治中，结合燃煤火力发电厂运行过程中形成的废弃物风险及危害要进行防治，保护大气环境，保证空气质量和生态安全，固体废弃物、粉煤灰等对人体的健康和大气环境均会造成伤害。

特别是粉煤灰和氧化氮、二氧化硫等有害气体相结合，对大气环境造成了直接的破坏，粉煤灰中10 μm以下的飘尘，对人体的健康造成了严重威胁，增加了人们的患病风险[1]。在大气污染物的治理和防治中，针对大气污染物的治理，燃煤火力发电厂近些年来响应国家的号召，在一定程度上抑制了粉尘排放，采取了一系列的技术措施，配备了完善的处理设备，以达到除尘目的，除尘效率较高。控制粉尘排放，对二氧化硫的排放进行防控，配备烟气脱硫设备，但是二氧化硫的排放控制效果不理想，浓度值远超国家的规定标准[2]。燃煤火力发电厂未来还需要进一步加强对“蓝天保卫战”战略决策的响应，实现节能减排的目的，治理大气污染问题。作为大气污染物重点排放单位，燃煤火力发电厂必须要坚决执行大气污染治理的有效措施，贯彻节能减排的计划，对污染物排放加强防治，降低燃煤火力发电厂运行过程中造成的大气污染问题风险，燃煤火力发电厂废弃物处理流程，如图1所示[3]。

图1 燃煤火力发电厂废弃物处理流程

2 燃煤火力发电厂大气污染治理技术要点

2.1 除尘技术

目前在我国的燃煤火力发电厂中利用除尘技术，主要是以湿式静电除尘器、袋式除尘器、移动电极式静电除尘器为主，具体的应用过程中，使用湿式静电除尘器设备，需要在燃煤脱硫设备和烟囱之间的位置进行合理安装，对湿法烟气脱硫技术应用下形成的湿烟气加强处理。借助扩散核电的功能，对湿烟器中存在的细小颗粒物进行收集，部分污染物会在大气中转化成PM2.5污染物，例如氮氧化合物、二氧化硫等此类物质，也可以借助湿式静电除尘器的功能，将其集中起来进行处理，例如有毒重金属Hg、氯化氢、氟化氢、三氧化硫等。使用移动电极式静电除尘器，其运行原理是利用电动机的驱动作用，对上下两根轴进行驱动，末级电场中的阳极板和上下平行两根轴之间形成了机械移动的结构功能，从而会使末节电场中的阳极板进入到线性运动的状态下。

钢制滚刷安装在阳极板底部两侧位置，对阳极板粉尘进行连续清除，保持阳极板的清洁程度，对末级电场中出现的扬尘问题进行了防治，该设备的除尘效率较高，具有良好的性价比，运用到除尘中，是具有明显优势的一项技术手段。袋式除尘器指的就是过滤式除尘器，利用布袋对烟尘中的固体颗粒物进行采集，集中处理固体颗粒物，该设备的工作原理是利用过滤布纤维的功能，对颗粒物进行处理。因为颗粒物在经过过滤布纤维的过程中会产生碰撞，在惯性的作用力下，颗粒物被过滤布纤维所拦截，过滤布的材料密度、透气性、耐腐蚀性，对除尘器的性能具有决定性的作用，要选择具有良好耐热性、耐腐蚀性的袋式除尘器，用于燃煤火力发电厂的除尘管理[4]。

2.2 氮氧化物防治技术

在燃煤火力发电厂的运行过程中，防治氮氧化物造成的大气污染问题，可以采取还原法，也被称为干法处理技术，利用选择性非催化还原的方式，不使用催化剂，将还原剂喷入锅炉炉膛，上部烟温850 ℃～1 100 ℃的区域，使氮氧化物还原成氮气和水。利用选择性非催化还原法工艺技术，脱硝效率达到30%～70%，在循环硫化床锅的脱硝处理中，效率可达50%～70%，不会形成液体污染物，固体污染物、二次污染的风险较小，投资成本和运行成本低。使用低温省煤器，可以进行冷凝水和热烟气之间的热交换，利用气机冷凝水与热烟气之间产生的交换作用，将额外的热量供给到气机冷凝水中，对气机冷凝水回路系统低压加热器的抽气量进行了有效的防控，降低了整体的抽气量值。

随着排烟温度的降低，电除尘器中进入的烟气量减少，粉尘降低，低于电阻提高了除尘效率，从而达到了对余热的循环利用，降低了粉尘风险。利用低氮燃烧技术对燃烧过程中的氮氧化合物生成总量进行控制，可以通过对锅炉燃烧时温度峰值进行调整的方法，调控燃烧区域的粉煤量，使燃烧过程中形成的氧气含量有所降低。将一部分二次风管堵塞，从锅炉上部位置注入氧气和部分煤粉，提高锅炉的燃烧效率，从而对锅炉燃烧中心氧气含量进行控制，降低燃煤停留于锅炉高温区域的时间，避免出现高浓度氧气和高温情况同时存在的问题。设立专门的二次燃烧区域，在锅炉中利用阻燃区域燃烧生成的物质，对氮氧化合物进行处理，还原成氮气，在阻燃区域当中，经过燃烧生成的氢气和一氧化碳还原成氮气[5]。

2.3 燃煤脱硫技术

目前在燃煤脱硫技术的实践研究中，适用于燃煤火力发电厂的技术主要指的是燃烧前燃烧室和燃烧后的脱硫技术，利用物理方式、化学方式和生物处理方法净化原料煤。在具体的实践中使用循环硫化床炉内脱硫技术，指的是在硫化床锅炉内加入碳酸钙，受热时碳酸钙会出现分解和二氧化硫之间形成了一定的化学反应，实现脱硫目标，重新将脱硫产物飞灰和氧化钙返回到燃烧室内进行利用。反应过程中，钙和硫的比例达到2∶3 时，脱硫效率较高，超过90%，在循环回合吸收剂中含有氢氧化钙颗粒，该颗粒与烟气中存在的二氧化硫之间形成了混合反应，对此类的酸性物质进行了处理后，生成有害物质随烟气被布袋除尘器所吸收，实现炉内脱硫的目标。

该技术应用的效率高，具有较强的无污染性和清洁性的优势，不仅能够节约电能资源的消耗，降低运行成本，而且有效的防范了二次污染的问题。使用湿法烟气脱硫技术指的就是实施挥发法燃煤脱硫的方式，在燃煤燃烧之后，借助石灰石浆液和二氧化硫之间所形成的化学反应，生成碳酸钙，将氧气注入到浆液中，产生再次反应，最后得到石膏。钙分子和硫分子之间的物质的量的比例达到1∶1 式，脱硫效率高达95%，而且还能够生产石膏纯度水平较高，目前在世界范围内，湿法烟气脱硫技术的应用具有较强的先进性，是一种成熟的技术方式，被广泛的运用到了大气污染的防治中。燃煤火力发电厂利用该方式进行燃煤脱硫的技术处理，可以有效的改进在生产活动中所形成的污染现象、污染风险，防治大气污染问题的进一步蔓延，有效的控制了燃煤火力发电厂在运行过程中可能出现的环境污染、生态破坏风险，空气污染现状，如图2 所示[6]。

图2 空气污染现状

3 结论

当前我国的发展中以保护环境作为基本的国策，向着可持续发展的方向进行产业转型、产业创新，各行各业都要以节能减排降耗为目的。燃煤火力发电厂作为高污染的行业，需要在污染物的排放中，响应国家的政策号召，加强对大气污染问题的防治，利用多种有效的技术，对生产和运行过程中形成的风险进行有效的治理。