火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)研究進(jìn)展

李大龍

摘要：現(xiàn)階段，我國社會各界的環(huán)保意識在不斷增強(qiáng)，火電廠這類排放煙氣量較大的生產(chǎn)企業(yè)將污染處理工作做到位，有效解決火電廠煙氣污染問題，故要加強(qiáng)火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研究強(qiáng)度，增強(qiáng)火電廠煙氣脫硝脫硫能力及運行穩(wěn)定性?；诖耍疚慕榻B了火電廠煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀及技術(shù)難點，同時介紹了幾種火電廠煙氣脫硫脫硝新技術(shù)，為今后火電廠廢氣脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：火電廠;煙氣;脫硫脫硝技術(shù);

引言

我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國與消費國，燃煤產(chǎn)生的SO2和NOx造成的污染嚴(yán)重影響了人類的身體健康和居住環(huán)境.火電行業(yè)作為全國最大的大氣污染物排放源之一，火電廠的SO2、NOx、顆粒物等污染物的排放一直受到國家的重視。

1火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)現(xiàn)狀

1.1石灰石∕石灰—石膏（濕法）脫硫工藝

石灰石∕石灰—石膏（濕法）脫硫工藝采用石灰石、生石灰或消石灰的乳濁液作為吸收劑吸收煙氣中的SO2，脫硫效率一般可達(dá)95%以上。石灰石/石灰-石膏法脫硫技術(shù)主要適用于大容量燃煤電廠鍋爐、高濃度SO2煙氣脫硫。該技術(shù)煙氣系統(tǒng)阻力大，設(shè)備功率高，且占地面積大，升級改造困難，其產(chǎn)生副產(chǎn)品脫硫石膏市場需求越來越小，大部分作為固體廢物堆存處理，容易造成二次污染問題。

1.2SCR脫硝技術(shù)

SCR脫硝技術(shù)根據(jù)催化劑的活性溫度分為中高溫和中低溫SCR脫硝技術(shù)。中高溫脫硝催化劑活性溫度區(qū)間為300～450℃，燃煤電廠鍋爐空預(yù)器前煙溫一般在300～400℃，溫度適合中高溫SCR催化劑反應(yīng)，因此中高溫SCR脫硝技術(shù)是燃煤電廠應(yīng)用最廣泛，技術(shù)最成熟的脫硝技術(shù)。由于燒結(jié)機(jī)出口的煙氣溫度區(qū)間在100～180℃，無法直接采用中高溫SCR脫硝技術(shù)。中低溫SCR脫硝催化劑活性溫度區(qū)間在200℃以下，反應(yīng)溫度與燒結(jié)煙氣溫度匹配。但是，低溫催化劑對工況環(huán)境要求非常嚴(yán)苛，低溫催化劑易受到煙氣中硫氧化物、水、重金屬、粉塵等物質(zhì)的影響，抗毒能力差，需在低硫低塵的位置。因此，中低溫SCR脫硝裝置僅能布置在除塵、脫硫裝置的后部，但無論是半干法脫硫還是濕法脫硫工藝，凈化后的煙氣煙溫均<80℃，燒結(jié)煙氣同樣無法直接采用此技術(shù)。另外，中低溫SCR催化劑的脫硝效率低于中高溫SCR催化劑，但其造價和運行費用遠(yuǎn)高于經(jīng)過充分市場競爭的中高溫SCR催化劑，且目前尚無長期穩(wěn)定運行的成功業(yè)績，因此不建議采用中低溫SCR脫硝技術(shù)。

1.3濕法煙氣脫硫、脫硝技術(shù)

全濕法脫硫技術(shù)主要是在液體堿性溶劑的作用下，加速其與內(nèi)部二氧化硫的化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)毒害物質(zhì)分解處理。在實際應(yīng)用中，該技術(shù)反應(yīng)迅速、效率高、成效顯著，但也存在一定弊端。全濕法脫硫技術(shù)容易造成污水堆積，不有效處置會加大二次污染發(fā)生的概率。該技術(shù)的實際應(yīng)用前，需要做好充足的準(zhǔn)備工作，科學(xué)處置廢水，杜絕廢水排放?？梢詫⑵鋺?yīng)用于生產(chǎn)的二次利用，在保護(hù)環(huán)境的同時實現(xiàn)成本節(jié)約，是一舉兩得的重要舉措。目前，在電廠鍋爐燃燒運行中，通過濕法完成煙氣治理的技術(shù)分為兩類。可以選擇適宜的毒害氣體吸附試劑，也可以應(yīng)用石灰石或石膏等材質(zhì)。第一類技術(shù)可以全面吸收煙氣中的硫化物，完成硫元素脫離，目前常用堿性較高的試劑有廢棄的電石渣等，治理效果顯著。第二類技術(shù)按照要求選擇特定的石灰石以及石膏完成煙氣內(nèi)的毒害物質(zhì)吸附處置，廢氣處置率可以超過90%。嚴(yán)格控制鍋爐燃燒中的污染氣體排放，將分離后的雜質(zhì)等再次循環(huán)應(yīng)用，可以維護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的同時，降低能源的使用效率，實現(xiàn)企業(yè)的最大創(chuàng)收。

1.4氨法脫硫工藝

氨法脫硫主要適用于有可靠氨源且氨肥能得到有效利用的燃煤鍋爐。氨法脫硫技術(shù)的脫硫效率一般在95%以上，氨的逃逸濃度在3.0mg/m3以下。該技術(shù)運行成本高，及運行時電耗、水耗高，脫硫劑氨價格較高，氨市場價格一般在2500元/噸～3000元/噸;且運行時結(jié)晶腐蝕及沖刷腐蝕較重，由于氨法脫硫漿液中會有硫酸銨，亞硫酸銨和亞硫酸銨，會滲入防腐層表面的毛細(xì)孔內(nèi)造成腐蝕。另其產(chǎn)生析出的硫酸銨飽和晶體隨脫硫漿液在設(shè)備內(nèi)部不間斷的連續(xù)循環(huán)，對設(shè)備會造成嚴(yán)重的沖刷腐蝕，長時間運行后會把系統(tǒng)防腐層沖刷掉，是脫硫系統(tǒng)最嚴(yán)重的腐蝕。

2新型火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)

2.1活性焦脫硫脫硝

活性焦能吸附煙氣中的SO2，由此達(dá)到脫硫的目的。當(dāng)焦?fàn)t煙氣中不存在氧氣和水蒸氣時，活性焦對SO2的吸附為物理吸附，吸附效率較低;當(dāng)焦?fàn)t煙氣中存在氧氣和水蒸氣時，SO2與O2、水蒸氣在活性焦的催化作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成H2SO4，此時活性焦吸附SO2由物理吸附轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)吸附，較大地提升了活性焦吸附SO2的效率。向活性焦脫硫脫硝系統(tǒng)中加入NH3后，可以選擇性地將煙氣中的NOx還原成N2和H2O，達(dá)到減少NOx排放的目的。同時脫硫過程中反應(yīng)生成的H2SO4也會與堿性的NOx進(jìn)行反應(yīng)，一方面可協(xié)助脫硝，另一方面也減少了活性焦的消耗。

2.2SNRB脫硫脫硝工藝

SNRB工藝是近些年發(fā)展的一種新型脫硫脫硝工藝，該方法分為濕法與干法兩種。濕法工藝是利用濕式布袋除塵器代替高溫陶瓷管。SNRB工藝脫硫主要采用鈉基吸收劑或鈣基吸收劑。顆粒狀脫硫劑從反應(yīng)器前端管道噴入，SO2在脫硫劑表面被轉(zhuǎn)化為亞硫酸鹽和硫酸鹽并附著在脫硫劑表面。反應(yīng)器內(nèi)的高溫陶瓷管中裝有SCR催化劑，煙氣中的NOx與被噴入的氨發(fā)生氧化還原反應(yīng)并被轉(zhuǎn)化為對環(huán)境無害的N2。SNRB工藝將SO2、NOx、顆粒物等污染物的去除集中在1個反應(yīng)器上，占地面積相對較小。但高溫陶瓷管目前造價較高，該工藝投資成本高。在使用該工藝時，燃煤煙氣中的SO3與氨氣反應(yīng)后會生成NH4HSO4，NH4HSO4是一種黏性極強(qiáng)的物質(zhì)，該物質(zhì)在催化劑表面富集會造成催化劑效率急劇下降，同時NH4HSO4對設(shè)備具有一定的腐蝕性，影響設(shè)備安全?？傮w來看，該工藝有較好的前景，但目前大規(guī)模應(yīng)用還比較困難。

2.3SNCR/SCR聯(lián)合脫硝法

SCR脫硝法脫硝效率高，但是投資大，運行費用也較高。SNCR法理論上可以去除煙氣中大部份NOx，但存在鍋爐運行工況波動從而導(dǎo)致爐內(nèi)溫度場分布不均勻，使得脫硝效率不穩(wěn)定。故這兩種方法各有優(yōu)缺點。SNCR/SCR聯(lián)合脫硝法先采用SN?CR法去除煙氣中一部份NOx，再利用在爐膛內(nèi)逃逸的氨在省煤器后SCR反應(yīng)器中與未被反應(yīng)的NOx進(jìn)一步反應(yīng)，去除余下的NOx，從而大大提高脫硝效率。采用SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，SCR反應(yīng)器中的NOx負(fù)荷較低，因此可以減少SCR催化反應(yīng)器的尺寸，從而節(jié)約SCR的部份投資。NOx排放量要求較低的地區(qū)可優(yōu)先采用SNCR/SCR聯(lián)合脫硝法。

結(jié)束語

綜上所述，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，我們應(yīng)深入研究火電廠煙氣脫硫脫硝處理技術(shù)，盡量降低火電廠排出廢氣當(dāng)中二氧化硫和氮氧化合物的含量。我國目前火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)尚未成熟，傳統(tǒng)的火電廠脫硫脫硝工藝目前存在一定的不足，這就需要科研人員應(yīng)該投入更多精力與時間來對煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行不斷地改善與深入研究煙氣處理技術(shù).在確?；痣姀S脫硫脫硝資源循環(huán)利用的基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步提高其脫硫脫硝技術(shù)水平，從而創(chuàng)造更多的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，深入貫徹實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

參考文獻(xiàn)

[1]陳振榮.煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電廠大氣污染中的應(yīng)用分析[J].資源與環(huán)境，2021（4）：142～143.

[2]杜佳.火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用與節(jié)能環(huán)保措施研究[J].綠色環(huán)保建材，2019（12）：50.

[3]任志強(qiáng).海水煙氣脫硫技術(shù)淺析[J].廣西節(jié)能，2019（4）：27～28.