宋金峰

摘 要：火電廠是我國電力能源的重要來源，在當(dāng)前環(huán)保理念日益深入人心的形勢下，火電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝成為了人們非常重視的一個(gè)問題。有鑒于此，本文對當(dāng)前火電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀以及常見技術(shù)展開了探討，并以具體工程為例對脫硫脫硝工程的改造進(jìn)行了研究，以供相關(guān)人員借鑒。

關(guān)鍵詞：火電廠;鍋爐煙氣;脫硫脫硝技術(shù)

隨著社會不斷的發(fā)展， 我國經(jīng)濟(jì)水平逐漸提升，各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展迅速， 對于煤炭能源的使用率增加， 從而導(dǎo)致我國每年煤炭燃燒量處于一個(gè)持續(xù)增長的狀態(tài)。其中煤炭燃燒量最大的行業(yè)主要指火電廠， 煤炭在燃燒過程中所排放出來的物質(zhì)破壞自然生態(tài)環(huán)境、引發(fā)酸雨， 對人們的日常生活來說造成了很大的影響。要想從根本上解決這一問題， 就應(yīng)該加強(qiáng)對脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用， 火電廠鍋爐排放出來的物質(zhì)進(jìn)行全方面處理， 減少對環(huán)境的污染， 保證火電廠企業(yè)可以健康的發(fā)展下去。

一、火電廠鍋爐煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國已經(jīng)頒布了全新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）以及2015年12月11日國家環(huán)保部、國家發(fā)改委、國家能源局三部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于印發(fā)全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案的通知》， 其中明確規(guī)定了燃煤電廠鍋爐煙氣中大氣污染物排放限值。鍋爐煙氣中大氣污染物中主要包括了氮氧化物、二氧化硫和煙塵等， 因此，燃煤電廠在發(fā)展過程中應(yīng)該加強(qiáng)對這三者排放濃度情況的治理， 只有這樣才能達(dá)到國家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。而脫硫脫硝技術(shù)在火電廠鍋爐煙氣中的應(yīng)用可以有效的減少鍋爐煙氣中的大氣污染物， 同時(shí)也是燃煤電廠在未來發(fā)展的必然趨勢。

我國現(xiàn)有的脫硫脫硝技術(shù)主要以國外的先進(jìn)技術(shù)手段為基礎(chǔ)進(jìn)行， 其在應(yīng)用過程中為了保證燃煤電廠可以健康、可持續(xù)的發(fā)展下去，就應(yīng)該將現(xiàn)有的脫硫脫硝技術(shù)創(chuàng)新、完善， 并以石灰石為基礎(chǔ)進(jìn)行煙氣脫硫。這種脫硫方法成本較低、操作容易、速度較快， 可以在各中脫硫方法中得到廣泛應(yīng)用。另外， 我國脫硫脫硝技術(shù)在燃煤電廠鍋爐煙氣達(dá)標(biāo)排放改造中的應(yīng)用已經(jīng)取得了較好的成績， 這對燃煤電廠發(fā)展與自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作來說提供了很大的幫助。

二、火電廠鍋爐煙氣同時(shí)脫硫脫硝工藝技術(shù)

2.1 爐內(nèi)燃燒同時(shí)脫硝技術(shù)

該技術(shù)在火電廠實(shí)際使用期間可以有效的將鍋爐內(nèi)部的煙氣進(jìn)行質(zhì)量控制， 并通過鍋爐調(diào)節(jié)的形式做好鍋爐內(nèi)部溫度的控制工作， 只有這樣才能保證火電鍋爐在生產(chǎn)過程中減少氮氧化物， 保證鍋爐內(nèi)部尿素進(jìn)行還原， 并將其噴灑到對應(yīng)的鍋爐內(nèi)部， 形成可以直接排放的氮?dú)猓?從而減少有害物質(zhì)的排放， 保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。在對鍋爐內(nèi)燃料有害物質(zhì)處理過程中可以通過SNCR脫硝技術(shù)進(jìn)行操作， 只有這樣才能保證該技術(shù)可以在指定的條件下， 減少鍋爐內(nèi)部的有害煙氣， 保證排放出來的煙氣符合國家要求的大氣污染物排放限值。

2.2 高能輻射化學(xué)法

在對火電廠鍋爐煙氣同時(shí)脫硫脫硝過程中， 可以通過高能輻射化學(xué)方法進(jìn)行操作， 而高能輻射化學(xué)法主要包括了電子束照、脈沖電暈等離子體法這兩部分組成。其中的電子束照法主要指火電廠鍋爐在實(shí)際應(yīng)用期間通過陰極形成的電子束輻射煙氣進(jìn)行操作， 煙氣中的物質(zhì)通過不斷的反應(yīng)結(jié)合產(chǎn)生了硫氧化物反應(yīng)， 并形成了全新的（ NH4）2SO4等物質(zhì)。通過這些反應(yīng)對火電廠鍋爐煙氣的處理可以有效的減少煙氣中的有害成分， 該方法的脫硫脫硝效率可以達(dá)到與80%-90%。

2.3 固相吸附與再生技術(shù)

在對火電廠鍋爐煙氣處理過程中還可以通過固相吸附的再生技術(shù)進(jìn)行操作， 通過選取合適的固相吸收劑， 煙氣在流經(jīng)吸收劑的同時(shí)對煙氣中的SO2和NOx進(jìn)行吸收。這種脫硫脫硝技術(shù)在火電廠鍋爐中的應(yīng)用可以有效的將鍋爐煙氣中的有害物質(zhì)提取出來， 通過污染回收的形式進(jìn)行處理， 減少煙氣中的SO2和NOx等有害物質(zhì)的排放。再通過可再生技術(shù)將吸收有害物質(zhì)的吸收劑進(jìn)行處理， 提取出吸收的有害物質(zhì)， 從而保證有害物質(zhì)可以被合理應(yīng)用， 減少有害物質(zhì)的排放， 保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。

2.4 濕法同時(shí)處理技術(shù)

濕法同時(shí)處理技術(shù)是鍋爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)中的核心技術(shù)， 在火電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)在應(yīng)用中已經(jīng)取得了較好的成績， 隨著技術(shù)的不斷完善和成熟， 該技術(shù)的脫硫脫硝效率也在不斷的提高， 設(shè)備的可靠性也十分的穩(wěn)定，有效的減少煙氣有害物質(zhì)的排放， 保護(hù)了自然生態(tài)環(huán)境。該技術(shù)在實(shí)際使用期間可以通過NOx降低溶解特性機(jī)理進(jìn)行操作，并將煙氣通過NOx氧化反應(yīng)降低其中的有害成分， 之后再通過NOx氧化反應(yīng)提升煙氣物質(zhì)的溶解程度，只有這樣才能去除其中的有害物質(zhì)， 保證煙氣物質(zhì)的中的脫硫脫硝工作可以順利進(jìn)行下去。

三、鍋爐脫硫脫銷工程改造具體分析

3.1 工程概況

根據(jù)錦州石化熱電公司提供的熱力特性資料和熱電公司實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)，目前單臺鍋爐的NOx最大排放濃度為300mg/Nm3，不滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-2011及遼寧省環(huán)保部門相關(guān)規(guī)定的要求，對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成一定的影響。為確保煙氣中氮氧化物的達(dá)標(biāo)排放，決定對3臺240t/h（1#、2#、3#）鍋爐和1臺220t/h（4#）鍋爐煙氣進(jìn)行脫硝改造，并建設(shè)脫硝公用設(shè)施尿素制備儲存區(qū)，同步進(jìn)行省煤器、空預(yù)器系統(tǒng)改造和1#-3#鍋爐引風(fēng)機(jī)及空壓站改造。本工程改造后目標(biāo)值為：NOx排放濃度≤100mg/Nm3。

3.2 脫銷改造分析

（1）SNCR尿素噴槍

在鍋爐爐膛28米至35米的位置安裝SNCR噴槍，1～3#爐：15支噴槍/爐，4#爐：6支噴槍，SNCR噴槍的作用是在爐膛合適溫度區(qū)噴入還原劑尿素溶液，尿素在爐膛中分解后與煙氣中的N0x反應(yīng)。

（2） SCR反應(yīng)器

SCR反應(yīng)器一般情況下安裝在煙道外部，考慮現(xiàn)場無足夠的空間安裝設(shè)備和外置SCR脫硝反應(yīng)器的費(fèi)用較高等因素，將SCR反應(yīng)器設(shè)計(jì)安裝在了高溫空氣預(yù)熱器與低溫省煤器之間。

這樣在合適溫度區(qū)間的爐膛中噴入還原劑尿素，尿素在爐膛中分解為氨和異氰酸，并與煙氣中的NOx反應(yīng)，未參加反應(yīng)的氨氣逃逸至SCR反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)的催化劑催化下進(jìn)一步與煙氣中的N0x反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)SNCR+SCR混合脫硝。脫硝反應(yīng)器布置在高溫空氣預(yù)熱器與低溫省煤器之間，設(shè)計(jì)了一層蜂窩式催化劑，受現(xiàn)有廠房空間限制，無預(yù)留層。

3.3 脫硫改造分析

石灰石漿液濕法煙氣脫硫系統(tǒng)構(gòu)成主要有：煙氣系統(tǒng)、SO2吸收/氧化系統(tǒng)、石灰石漿液制備、供應(yīng)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)/皮帶機(jī)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、排空系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)。

石灰石漿液濕法脫硫工藝流程：鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入脫硫吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動(dòng)且被向下流動(dòng)的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設(shè)置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2，與此同時(shí)在“強(qiáng)制氧化工藝”的處理下反應(yīng)的副產(chǎn)物被導(dǎo)入的空氣氧化為石膏，并消耗作為吸收劑的石灰石粉。滿足要求的石灰石粉由罐車運(yùn)至石灰石粉倉下，并由車載氣泵將石灰石粉打入粉倉。

在吸收塔中石灰石漿液與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成石膏，這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出，進(jìn)入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏廢水旋流器、漿液分配泵和真空皮帶脫水機(jī)。經(jīng)過真空皮帶機(jī)脫水的石膏落入石膏儲存庫中存儲。經(jīng)過凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除后排入煙囪。同時(shí)按特定程序不時(shí)地用工藝水對除霧器進(jìn)行沖洗。最后潔凈的低溫凈煙氣通過吸收塔上部的通道在無需濕電加熱的情況下進(jìn)入煙囪排向大氣。

四、結(jié)束語

近年來隨著社會不斷的發(fā)展， 在工業(yè)鍋爐使用過程中需要定期對其能效進(jìn)行測試， 并將現(xiàn)有的鍋爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新完善，開展切合本工程實(shí)際的技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的鍋爐煙氣脫硫脫硝達(dá)標(biāo)排放改造。

參考文獻(xiàn)：

[1]任振峰， 王飛. 燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)及展望[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保， 2015（10）：15-15.

[2]雷濤. 基于燃煤工業(yè)鍋爐煙氣濕法脫硫脫硝技術(shù)研究[J]. 化工管理， 2015（17）：144-144.