劉鵬

摘 要：隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)于日常生活水平和工作環(huán)境的要求開始逐漸提升，并且對(duì)于各種能源能量的利用和可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求，火電廠作為區(qū)域電力的主要供應(yīng)場(chǎng)所，只有選擇正確的生產(chǎn)模式，才會(huì)不被人民和社會(huì)淘汰，才會(huì)有后續(xù)持續(xù)健康的發(fā)展。但是，化石燃料（例如煤）作為十分重要的一種能源，在實(shí)際生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生較多的廢物廢氣，其中很多都會(huì)對(duì)人類健康和自然環(huán)境造成危害。在這些廢物廢氣中，硝化物和硫化物對(duì)人類健康和自然環(huán)境的影響最大，因此要盡量降低這些危害物的含量，從而降低它們對(duì)人們乃至地球環(huán)境的影響。所以，做好脫硫脫硝工作在火電廠的工業(yè)生產(chǎn)中就顯得尤為重要和關(guān)鍵。不可否認(rèn)，現(xiàn)代社會(huì)的環(huán)境污染程度相對(duì)以前較高，這是社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中不得不面對(duì)的一個(gè)至關(guān)重要的問題，但是，隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，要盡量降低環(huán)境的污染和破壞程度。這就要求人們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)的過程中對(duì)一些污染源進(jìn)行治理。例如電廠的煙氣煙霧就是非常常見的污染源。為減少和消除其中有害物質(zhì)的危害，脫硫脫硝的處理技術(shù)逐漸受到高度重視和頻繁采用，不僅如此，在實(shí)際工程中也證明得到了大量的應(yīng)用和可喜的效果。所以說，電廠的煙氣脫硝脫硫處理具有很多現(xiàn)實(shí)作用和意義，并且與“社會(huì)可持續(xù)發(fā)展”的理念保持著高度的一致性。在此，該文也將對(duì)脫硝脫硫的技術(shù)進(jìn)行一定的探討和研究。

關(guān)鍵詞：火電廠 脫硝技術(shù) 脫硫脫硝 煙氣

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）05（b）-0027-03

1 火電廠脫硝脫硫的原因

首先，什么是火電廠？火電廠又為什么要進(jìn)行脫硝脫硫？

火電廠是火力發(fā)電廠的簡稱，它是利用各種可燃物（比如煤）等作為燃料生產(chǎn)產(chǎn)生電能的工廠，它經(jīng)過各種物理、化學(xué)、生物反應(yīng)將可燃物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人們生活中必不可少的電能。

眾所周知，現(xiàn)代社會(huì)電力發(fā)展的主要力量還是火力發(fā)展，在當(dāng)今“建設(shè)和諧社會(huì)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)”“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”“走可持續(xù)發(fā)展道路”的共同認(rèn)知下，在提高火電技術(shù)的方向上要著重考慮電力對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)不可再生能源的影響。不僅要提高火電技術(shù)，而且更要著重考量電力對(duì)環(huán)境的影響，以及對(duì)不可再生能源的影響。在中國，縱然已有一部分核電機(jī)組在生產(chǎn)電能，但是占領(lǐng)電力市場(chǎng)的絕對(duì)力量還依舊是傳統(tǒng)的火電技術(shù)。雖然近些年來電力發(fā)展滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使得全國上了很多火電廠，但是只有連續(xù)不斷的提高和發(fā)展火電技術(shù)，才能使其適應(yīng)和順應(yīng)建設(shè)和諧社會(huì)的要求。

煤炭是眾多可燃物中的一種，而且還是一種及其重要的能源資源。在當(dāng)今世界上利用煤炭資源生產(chǎn)的電力產(chǎn)量占了電力總產(chǎn)量的一半以上。與此同時(shí)，中國又是一個(gè)燃煤大國，直到2005年我國用于燃煤電廠的煤量超過煤年產(chǎn)量的一半，并且當(dāng)年的全國總發(fā)電量的70%左右是由燃煤產(chǎn)生的發(fā)電量。然而，煤炭燃燒不同程度會(huì)產(chǎn)生不同含量及組分的化學(xué)物質(zhì)，通常來說，煤燃燒排放的煙氣中含有硫氧化物SOX（主要包括：SO2、SO3）和氮氧化物NOx（主要包括：NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5），其中SO2、NO和NO2是大氣污染的中急需解決的首要和關(guān)鍵問題。煤炭的直接燃燒導(dǎo)致接近70%氮氧化物的產(chǎn)生和排放，并且火電廠又是氮氧化物排放的主要和重要來源之一，在這之中NO和NO2又污染大氣的主要成分。硫氧化物跟硝氧化物一樣，也是危害大氣的重要成分，同樣也是主要由火電廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生。

人們的生活質(zhì)量水平與工業(yè)生產(chǎn)水平間有著十分密切的聯(lián)系，對(duì)于能源的進(jìn)行高效開發(fā)及利用，雖然在一定程度上提升了人們的生活水平，但是凡事都不可只看一面，在得到好處的同時(shí)，人們生活工作所處的環(huán)境也遭到了嚴(yán)重的破壞，與此同時(shí)還降低了人們的生活質(zhì)量。由此可見，能源的開發(fā)和利用是把雙刃劍，它具有兩面性，所以在實(shí)際的工作中要學(xué)會(huì)趨利避害。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步，區(qū)域政府有關(guān)部門也對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了高度的認(rèn)知和重視。如今，從我國某些地區(qū)的環(huán)境問題和空氣質(zhì)量問題上就可以得出以下結(jié)論，脫硫脫硝處理對(duì)于火電廠的煙氣排放是極其重要的。人們都知道，酸雨、化學(xué)煙霧、大氣污染產(chǎn)生的主要原因之一是氮氧化物。為了能夠從根本上控制和消除這類污染物的排放，就得從污染源頭著手。因此，怎樣使火電廠在節(jié)能減排的同時(shí)有效經(jīng)濟(jì)的降低氮氧化物的排放是大家現(xiàn)在面臨的主要問題。

2 火電廠脫硝及脫硫脫硝技術(shù)

人們所說的脫硫指的就是：在廢棄煙氣排放的過程中將含有的二氧化硫成分的煙氣進(jìn)行分離和排除，日常中比較常見的脫硫劑比如石灰石、氫氧化鈉、氧化鈣等等主要呈現(xiàn)出堿性。將這些物質(zhì)與煙氣進(jìn)行混合，便發(fā)生了一次化學(xué)反應(yīng)，由于而二氧化硫在與堿性物質(zhì)之后相遇并發(fā)生作用后會(huì)呈現(xiàn)出酸性，故反應(yīng)后得到的鈣基脫硫劑就是需要的產(chǎn)物。當(dāng)然，脫硫劑的選擇要有一定的方式和原則，其中的步驟有很多，凈化、吸收以及催化等等都包含在內(nèi)。在這之中，氧化還原法是最重要和關(guān)鍵的一步。此外，人們所說的脫硝處理就是通過特定的方式方法來減少鍋爐煙氣中的氮氧化物成分含量或者種類。這個(gè)過程中同樣需要用相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)吸收劑來與煙氣結(jié)合，通過反應(yīng)來消除降低煙氣中的氮氧化物成分。對(duì)于現(xiàn)如今的脫硝技術(shù)，主要有兩種方式被予以采用，其中一種是干法脫硝技術(shù)，另一種便是濕法脫硝技術(shù)，相對(duì)來說前者比后者使用的頻率高。

3 煙氣脫硫脫硝技術(shù)使用的現(xiàn)狀

3.1 煙氣脫硫技術(shù)

3.1.1 石灰石-石膏濕法脫硫

這種脫硫方式，過程主要可以由5個(gè)方面組成，包括石灰石漿液、煙氣凈化、吸收和氧化、石膏回收和儲(chǔ)備以及無水的再處理。反應(yīng)過程中依據(jù)科學(xué)的反應(yīng)機(jī)理來依次或同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，最終生成了有效可用的脫硫劑，它是脫硫工作的重要基礎(chǔ)和準(zhǔn)備。為了不斷提升脫硫效率，提高脫硫劑的利用率，可以混合應(yīng)用不同的脫硫工藝。最后一點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)不同煙氣的不同特點(diǎn)，采取與之相符合的脫硫劑和脫硫方式。

3.1.2 磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)

此種技術(shù)和方法的應(yīng)用范圍比較廣泛，應(yīng)用頻率也比較頻繁，現(xiàn)在，它還屬于一種較新型的技術(shù)。實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中，這種方法原理就是吸收二氧化硫，并且用二氧化硫代替一些其他普通的硫酸。這個(gè)工藝雖然看起來十分簡單，但其實(shí)在其回收的過程中具有較大的難度。這種脫硫技術(shù)采用后，一般脫硫率可達(dá)到95%以上，脫硫劑的應(yīng)用比較徹底，脫硫率也頗高，因此，可以對(duì)這種方法進(jìn)行大力的推廣和應(yīng)用?？梢哉f磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)相對(duì)其他方法在某種程度對(duì)于解決環(huán)境污染問題十分有效。

3.1.3 活性炭纖維法煙氣脫硫技術(shù)

這種脫硫方式就是將活性炭當(dāng)作催化劑，回收并且利用煙氣中的二氧化硫，脫硫率也相對(duì)較高，因此，活性炭纖維法煙氣脫硫技術(shù)同樣也得到了技術(shù)人員的極度青睞。與其他脫硫技術(shù)比較而言，它的工藝程度相對(duì)簡單，操作設(shè)備的運(yùn)用效率相對(duì)較高，以及操作方式相對(duì)容易。不僅如此，它還在國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)行列中占有一席之地。

3.2 煙氣脫硝技術(shù)

3.2.1 濕法煙氣脫硝技術(shù)

對(duì)于濕法煙氣脫硝技術(shù)，在脫硝的過程中，要先在反應(yīng)中將氧化氮轉(zhuǎn)化成二氧化氮，然后在后續(xù)正式脫硝過程中加入適量的水或其他的催化物質(zhì)來達(dá)到脫硝的目的。要在脫硝反應(yīng)的局部進(jìn)行這項(xiàng)工作是這種方式的主要區(qū)別點(diǎn)，其中氣相氧化液相吸收法等等是主要應(yīng)用原理。然而從各方面來看，煙氣的脫硝技術(shù)和脫硫技術(shù)相比具有一定的復(fù)雜性和特殊性，這就要求相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)要對(duì)這一技術(shù)加強(qiáng)學(xué)習(xí)、思考和應(yīng)用。

3.2.2 干法煙氣脫硝技術(shù)

在干法煙氣脫硝技術(shù)中，主要原理是應(yīng)用氣態(tài)反應(yīng)劑，在反應(yīng)進(jìn)行時(shí)將煙氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化成氧化氮和水。在實(shí)際應(yīng)用過程中，催化還原法是最主要應(yīng)用到的反應(yīng)原理，其余還有活性炭法和氧化銅法等等?，F(xiàn)在，大多數(shù)的火電廠煙氣脫硝處理環(huán)節(jié)上，干法脫硝技術(shù)還是主要采用的方法。然而即使脫硝的效率在一定的程度上得到了提升，但是成本的選擇和應(yīng)用均較復(fù)雜而且難度也較大。

4 煙氣脫硝脫硫技術(shù)

4.1 聯(lián)合脫硝脫硫技術(shù)

在煙氣脫硝脫硫技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的就是這種技術(shù)。這種方法既可以去除煙氣中的氮氧化物，又能夠去除煙氣中的一氧化硫。它的主要流程和特點(diǎn)是：通過石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)去除SO，通過SCR去除NOx。然而，即使這項(xiàng)技術(shù)最終能夠達(dá)到超過90%的脫硫率和高于80%的脫硝率，但在應(yīng)用過程中，容易使表面形成結(jié)垢，從而阻塞并且腐蝕正在運(yùn)行的設(shè)備，不僅降低了脫硝脫硫的效率，還對(duì)設(shè)備造成了損害，提高了經(jīng)濟(jì)損失。

4.2 同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

這種方法又可細(xì)化為兩大類：燃燒后煙氣中的同時(shí)脫除技術(shù)以及爐內(nèi)燃燒過程的同時(shí)脫除技術(shù)?，F(xiàn)階段，雖然這項(xiàng)技術(shù)得到了極大關(guān)注，但令人遺憾的是并沒有有效的利用這種方法，因?yàn)榇朔ìF(xiàn)只處于研究階段，并沒有得到定論。但令人高興的是，在這項(xiàng)技術(shù)上，筆者獲得了重大成就，其中包括脈沖電暈等離子法以及電子束照射法等等。電子束照射法是利用電子加速器產(chǎn)生的高能等離子體氧化煙氣中的硫氧化物和氮氧化物等氣態(tài)污染物，在非常短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)烈氧化反應(yīng)，從而極大的提高了脫硝脫硫效率。不僅如此，它還能將其產(chǎn)生的氨氣和副產(chǎn)品均轉(zhuǎn)化為化肥，這是它區(qū)別于其他方法的一項(xiàng)極大優(yōu)勢(shì)。脈沖電暈等離子體法則能在同一過程中，同時(shí)脫除SO和NOx，電暈放電產(chǎn)生了高能電子，在實(shí)際實(shí)施進(jìn)程中，這種方法費(fèi)用較低，還能夠擺脫輻射屏的影響，與此同時(shí)，還可能實(shí)現(xiàn)集脫硫脫硝和收集飛灰等功能于一體的效果。

5 脫硝脫硫技術(shù)的發(fā)展和展望

工業(yè)時(shí)代的到來必然會(huì)導(dǎo)致能源的需求量上升，從而直接導(dǎo)致能源消耗量急劇增長。一方面來說，能源時(shí)代帶動(dòng)了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，然而，從另一方面來說，它也同樣產(chǎn)生了環(huán)境的污染問題，并且威脅到了人們的身體心理健康。新世紀(jì)的今天，全世界需要共同面臨的問題之一是環(huán)境污染，大家齊心協(xié)力共同奔向的方向也同樣是環(huán)境得到改善。僅從這一層面上講，脫硝脫硫技術(shù)就定會(huì)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，可以說它的前途不可估量，因?yàn)樗粌H順應(yīng)了時(shí)代的潮流，還迎合了人們急需解決環(huán)境污染的問題。所以，它究竟會(huì)朝著什么方向發(fā)展，在哪些方面會(huì)取得重要突破呢？毫無疑問，會(huì)更加深入的進(jìn)行理論研究，因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)是理論。因此，有了日益完善的理論作支撐，煙氣脫硝脫硫?qū)⒃诩夹g(shù)上獲得重要突破。其次，煙氣脫硝脫硫技術(shù)將在設(shè)備上更加完善，在保障安全、節(jié)約成本、增加效益方面也將取得更大的成就。最后，煙氣脫硝脫硫技術(shù)將很快被投入市場(chǎng)，在火電廠發(fā)揮舉足輕重的作用，并持續(xù)展現(xiàn)其低耗、高效和便利的特點(diǎn)。

我國作為發(fā)展中國家之一和發(fā)達(dá)國家相比較，現(xiàn)階段電力行業(yè)中采用的脫硫脫硝技術(shù)的確存在顯著的差距。但是，這并不說明我國沒有在此方面做出貢獻(xiàn)，在今后的發(fā)展中，首先要結(jié)合區(qū)域發(fā)展具體狀況進(jìn)行分析，針對(duì)脫硫脫硝的現(xiàn)狀做出正確合適的選擇，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最低排放的目的。其次，相關(guān)部門要加大對(duì)研發(fā)工作的認(rèn)可和支持，讓相關(guān)人員從實(shí)驗(yàn)室的研究中發(fā)展到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的研究活動(dòng)中，保障其在分析研究問題的基礎(chǔ)之上得出相應(yīng)的實(shí)際解決方案，最終滿足低消耗、高效率的脫硫脫硝工作要求。最后，催化法作為當(dāng)前對(duì)污染物進(jìn)行吸收以及轉(zhuǎn)換所用的一種主要方法之一，除了能夠達(dá)到降低能耗、生產(chǎn)出一定副產(chǎn)品的要求之外，還能夠不斷提升催化劑的利用率。

6 結(jié)語

為了保護(hù)人們賴以生存的環(huán)境，必須極盡全力，通過不懈努力減少SO和NO等氮氧化物和硫化物的產(chǎn)生，并且加強(qiáng)對(duì)煙氣的凈化治理。不僅如此，也應(yīng)加大對(duì)燃燒技術(shù)的研究并且改善改進(jìn)燃燒設(shè)備，使得有害氣體的產(chǎn)生盡量減少。并且就目前形勢(shì)來看，煙氣脫硝脫硫必須實(shí)行。雖然存在一系列阻撓，例如：設(shè)備不完善，在技術(shù)操作不成熟，但是，通過不懈努力終會(huì)取得比現(xiàn)在更好的成績。

現(xiàn)如今，人們的生產(chǎn)和生活離不開均電能的支持，為了響應(yīng)國家資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)的方針，達(dá)到保護(hù)自然環(huán)境要求，可以選擇多種簡單有效的方式來降低廢氣排放量，降低空氣中二氧化硫、氮氧化物的含量，進(jìn)而取得更加顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。相關(guān)部門對(duì)于脫硫脫硝技術(shù)的實(shí)施采用，必須綜合考慮其安全性、可行性，不僅如此，還要結(jié)合其發(fā)展來衡量脫硝脫硫的效率以及成本控制等指標(biāo)，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，從而使我國電力事業(yè)的順利持續(xù)發(fā)展。

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