淺談火力發(fā)電廠的煙氣脫硫脫硝技術(shù)

王芳芳

北京中大能環(huán)工程技術(shù)有限公司

淺談火力發(fā)電廠的煙氣脫硫脫硝技術(shù)

王芳芳

北京中大能環(huán)工程技術(shù)有限公司

隨著低碳環(huán)保概念的提出，火力發(fā)電廠必須充分應(yīng)用煙氣脫硫脫硝技術(shù)，其是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求?；诖?，本文簡(jiǎn)述了火力發(fā)電廠大氣污染排放，對(duì)火力發(fā)電廠的煙氣脫硫技術(shù)以及脫硝技術(shù)進(jìn)行了論述分析，旨在加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

火力發(fā)電廠；大氣污染；脫硫技術(shù)；脫硝技術(shù)

脫硫脫硝是除去或者是減少燃煤的過程之中的NOx和SOX，如何經(jīng)濟(jì)有效地控制燃煤之中SOX和NOx的排放量是我國甚至是世界節(jié)能減排的領(lǐng)域之中急需要解決的重要問題。合理選擇和應(yīng)用脫硫脫硝技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的目的，還可節(jié)省操作費(fèi)用、降低投資成本并減少廢物產(chǎn)生。以下就火力發(fā)電廠煙氣脫硫技術(shù)以及脫硝技術(shù)進(jìn)行探討。

一、火力發(fā)電廠大氣污染排放的分析

城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)以及工業(yè)化程度的提高，使得各個(gè)領(lǐng)域?qū)﹄娏Y源需求不斷增加，同時(shí)火力發(fā)電廠的大氣污染物排放量也不斷的增加，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境，這與資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的社會(huì)宗旨不相符合。據(jù)相關(guān)研究分析，預(yù)計(jì)到2020年我國要達(dá)到50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。而國內(nèi)電廠尤其是火力發(fā)電廠所需的都是煤炭等原材料，在燃燒和發(fā)電過程中，產(chǎn)生大量的二氧化硫、氮氧化物等大氣污染物，如果不經(jīng)處理，直接排放到大氣中，必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成非常嚴(yán)重的污染和破壞。

二、火力發(fā)電廠煙氣脫硫技術(shù)的分析

火力發(fā)電廠傳統(tǒng)的煙氣脫硫技術(shù)主要有干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫。干法脫硫的原理就是使用吸收劑或者催化劑脫去煙氣中的二氧化硫，這種吸收劑或者催化劑可以是固態(tài)的粉末或者顆粒。一般在干法脫硫技術(shù)中，使用的是活性炭法和氧化物法，這種技術(shù)在含硫量較低的情況下脫硫率相對(duì)于較高，脫硫劑吸附飽和后經(jīng)過解析還可以重復(fù)利用。半干法是介于干法和濕法之間的脫硫方法，主要的半干法脫硫技術(shù)主要有爐內(nèi)噴鈣爐后活化法、噴霧半干法、煙道流化床脫硫法等。

火力發(fā)電廠常用脫硫技術(shù)的分析：(1)活性焦煙氣干法脫硫技術(shù)?；钚越箤偬肯滴絼?，具有活性炭的特性。即活性焦本身既是吸附劑，又是催化劑，同時(shí)還可以用作催化劑載體。煙氣經(jīng)過活性焦吸附塔時(shí)，煙氣中的SO2、NOX、O2、H2O及通入的NH3被吸附在活性焦孔隙中。在活性焦催化作用下，SO2和O2及H2O發(fā)生反應(yīng)，最后以H2SO4形式附著在活性焦孔隙中；NO與O2及NH3反應(yīng)生成N2，NO2與NH3反應(yīng)生成N2，從而達(dá)到脫除燃煤煙氣中SO2和NOX的目的。整個(gè)脫硫工藝過程中不消耗工藝水，是一種高度節(jié)水的脫硫技術(shù)。(2)煙氣循環(huán)硫化床半干法脫硫技術(shù)。此種技術(shù)中所包含的脫硫劑主要是以石灰粉為主，原理是將脫硫塔內(nèi)排放的煙氣與加入的消石灰、循環(huán)灰及工藝水發(fā)生反應(yīng)，從而去除了二氧化硫與三氧化硫。煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)的整個(gè)過程中都無需加熱，也不需要采取任何的防腐措施。從另一方面來看，為了脫硫塔在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)還能保持住其最佳的工作狀態(tài)，還設(shè)置了潔凈煙氣的再循環(huán)系統(tǒng)，從而能夠保證塔內(nèi)煙氣流量的穩(wěn)定性。(3)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。此技術(shù)的主要原理是利用石灰石漿液來吸收煙氣中的二氧化硫，得到脫硫副產(chǎn)品二水石膏。這種技術(shù)有以下特點(diǎn)：成本低、脫硫效率高、技術(shù)最成熟、能夠?yàn)槭袌?chǎng)廣泛利用，其副產(chǎn)物石膏可作為建材使用，正是因?yàn)樗倪@些特點(diǎn)使得它得到了電力系統(tǒng)的青睞。在以前，我國燃煤火力發(fā)電廠在二氧化硫吸收系統(tǒng)入口與出口之間設(shè)置了一套旁路系統(tǒng)，受脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本以及設(shè)備穩(wěn)定性的制約，部分電力企業(yè)將旁路擋板開啟運(yùn)行脫硫系統(tǒng)，為保護(hù)環(huán)境和減少二氧化硫的污染，2012年底開始將取消燃煤火力發(fā)電廠脫硫設(shè)施煙氣旁路擋板設(shè)計(jì)，并爭(zhēng)取在2014年底前全部拆除旁路煙道。即有旁路、帶增壓風(fēng)機(jī)脫硫系統(tǒng)逐漸發(fā)展到合并引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)，并取消旁路煙道脫硫系統(tǒng)。

三、火力發(fā)電廠煙氣脫硝技術(shù)的分析

火力發(fā)電廠常用脫硝技術(shù)的分析：(1)選擇性催化還原脫硝技術(shù)(SCR)。從二十世紀(jì)七十年代開始，逐漸開始已經(jīng)有一些發(fā)達(dá)的國家開始使用SCR技術(shù)使用在燃油和燃?xì)獾腻仩t中，從八十年代開始，這種技術(shù)在燃煤電廠鍋爐中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。具體的來說，SCR技術(shù)的工作原理就是，在催化劑的條件之下，用NH3和一氧化碳做還原劑，使其存在于煙氣中的氮氧化物可以發(fā)生還原反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?。?dāng)反應(yīng)的溫度達(dá)到300℃-420℃的時(shí)候，那么就能達(dá)到良好的脫硝率，高達(dá)70%-90%。其中，NH3-SCR的技術(shù)效率更高，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)上述脫硝工藝因素分析，如采用選擇性非催化煙氣噴氨脫硝法(SNCR)，投資少，運(yùn)行費(fèi)用也低，但此方法反應(yīng)溫度范圍狹窄，對(duì)爐膛溫度要求比較高，對(duì)于煤種和負(fù)荷變化的適應(yīng)性很差，運(yùn)行困難，在全世界范圍內(nèi)采用此方法的也很少。(2)選擇性非催化還原脫硝技術(shù)。選擇性非催化還原脫硝技術(shù)又稱為SNCR，其主要指的是將NH3及尿素等還原劑噴入到鍋爐爐膛折焰角上方位置或者是再熱器、過熱器等對(duì)應(yīng)的水平煙道位置，進(jìn)行該反應(yīng)的溫度通常是950℃～1050℃。針對(duì)現(xiàn)有的中小型鍋爐實(shí)施改造能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)該項(xiàng)工藝的有效運(yùn)用，其所涉及的投資費(fèi)用相對(duì)較低些，但是會(huì)催生較大逃逸率及較低的脫硝效率。SCR、低氮氧化物燃燒器以及再燃燒技術(shù)等等多項(xiàng)技術(shù)跟SCNR技術(shù)的聯(lián)用可謂是現(xiàn)今SCNR技術(shù)的主要發(fā)展方向。(3)低NOX燃燒技術(shù)。NOX的形成起決定作用的是燃燒區(qū)域的溫度和過量空氣量，因此通過控制燃燒區(qū)域的溫度和空氣量，以達(dá)到阻止NOX生成及降低其排放的目的，稱該技術(shù)為低氮燃燒技術(shù)。對(duì)低NOX燃燒技術(shù)的要求是，在降低NOX的同時(shí)，使鍋爐燃燒穩(wěn)定，且飛灰含碳量不能超標(biāo)。

結(jié)束語

綜上所述，隨著工業(yè)化程度的提高以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得火力發(fā)電廠數(shù)量、規(guī)模不斷增加、增大的同時(shí)，也造成了非常嚴(yán)重的生態(tài)破壞、大氣污染。因此對(duì)火力發(fā)電廠大氣污染排放現(xiàn)狀、煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行分析具有重要意義。

[1]王海艦.火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀及煙氣脫硫脫硝技術(shù)[J].科技風(fēng)，2013(23)

[2]任自華等.大型火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵方案研究[J].能源與節(jié)能，2014(06)

王芳芳，身份證號(hào)：320121198309224749