施秦峰 袁旭光 舒貝利

摘要：近年來(lái)，我國(guó)的火力發(fā)電容量穩(wěn)步增長(zhǎng)，但火電廠污染物治理卻面臨更高的要求。本文圍繞火電廠煙氣治理和脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行了探討，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：脫硫、脫硝、節(jié)能環(huán)保

1引言

據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)統(tǒng)計(jì)，截止到2019年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘恳呀?jīng)大道20.1億千瓦，其中火電11.9億千瓦，火力發(fā)電仍舊占據(jù)發(fā)電市場(chǎng)一半以上的容量，是我國(guó)電力市場(chǎng)的主力軍。近年來(lái)，環(huán)保政策日益收緊，加強(qiáng)火電廠環(huán)保管理工作十分重要。

2火電廠煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀

目前，我國(guó)火電廠煙氣治理主要有三種方式，分別是靜電除塵法、干式除塵法和濕式除塵法。而脫硫脫硝技術(shù)與上述技術(shù)的應(yīng)用基本上實(shí)現(xiàn)了煙氣排放達(dá)標(biāo)的環(huán)保管控工作目標(biāo)。

3火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用

（1）脫硫技術(shù)

濕法脫硫技術(shù)：該技術(shù)主要的脫硫劑是石灰石、氫氧化鈉、氧化鎂，濕法脫硫技術(shù)中又根據(jù)不同的情況分為多種脫硫方法，如氨法、海水法等。濕法脫硫技術(shù)是一種應(yīng)用十分普遍的技術(shù)，其應(yīng)用的突出優(yōu)勢(shì)是脫硫反應(yīng)較快，系統(tǒng)對(duì)煙氣的處理效率較高。其不足之處在于，濕法工藝環(huán)境對(duì)工藝設(shè)備的腐蝕較為嚴(yán)重，這就導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)的成本增加，需要考慮采用防腐性能更優(yōu)的設(shè)備材質(zhì);另外，二次污染的可能性也較高。

干法脫硫技術(shù)：該技術(shù)是將吸收劑投入二氧化硫發(fā)生器中，通過吸收劑與二氧化硫的充分反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫硫的目的。為了提高干法脫硫效率，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，比如脈沖電暈等離子體技術(shù)、電子束照射技術(shù)等。電子束照射技術(shù)中，通過電子加速器來(lái)產(chǎn)生持續(xù)的電子束，煙氣中的水蒸氣和氧氣被激發(fā)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的大量自由基，在氨氣的作用下，這些自由基能夠與煙氣中的硫氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸銨，從而實(shí)現(xiàn)脫硫的目的。該技術(shù)脫硫效率高，同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物可進(jìn)行再次利用，比如用作化肥原料、工業(yè)生產(chǎn)原料等，可為電廠增加一條經(jīng)濟(jì)來(lái)源。但該技術(shù)對(duì)電子發(fā)射裝置要求較高，同時(shí)需要對(duì)電子輻射進(jìn)行屏蔽，以免對(duì)工作人員造成危害。離子體技術(shù)是上述電子束技術(shù)的升級(jí)版，不同之處在于反應(yīng)系統(tǒng)是利用脈沖高壓來(lái)創(chuàng)建等離子體環(huán)境，繼而產(chǎn)生高能量電子，代替電子加速裝置，在很大程度上避免了電子加速裝置的設(shè)備使用問題。

（2）脫硝技術(shù)

火電廠氮氧化物的控制主要包括燃燒中脫硝技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)，其中燃燒中脫硝技術(shù)是指低氮燃燒技術(shù)（LNB），煙氣脫硝技術(shù)包括SCR、SNCR和SNCR/SCR聯(lián)用技術(shù)等。

LNB低氮燃燒技術(shù)是新時(shí)期國(guó)家對(duì)燃煤電廠煙氣排放處理倡導(dǎo)的首選技術(shù)。在燃煤電廠氮氧化物濃度不符合行業(yè)規(guī)范中的排放指標(biāo)時(shí)，或者排放總量超出行業(yè)規(guī)定的總量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)采取低氮燃燒技術(shù)，并在低氮燃燒技術(shù)中應(yīng)注意遵循因地制宜的原則，實(shí)現(xiàn)工藝技術(shù)成熟且經(jīng)濟(jì)合理的目標(biāo)。

SNCR技術(shù)是利用液氨噴入裝置來(lái)控制反應(yīng)條件和反應(yīng)氛圍，在高溫的條件下（900～1100℃），利用液氨來(lái)將煙氣中的氮氧化物還原為對(duì)環(huán)境無(wú)害的水和氮?dú)?。在?shí)際應(yīng)用中，該技術(shù)對(duì)生產(chǎn)工藝的要求較為嚴(yán)格，一般適用于一些火電廠老機(jī)組改造工藝中。如果機(jī)組負(fù)荷的變化的適應(yīng)性較差時(shí)，難以實(shí)現(xiàn)理想的脫硝效果。因此該技術(shù)在煤質(zhì)變化波動(dòng)較大的情況下以及機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)頻繁的情況下，應(yīng)用的效果不理想。

SCR脫硝技術(shù)是利用液氨作為反應(yīng)的還原劑，在中溫條件下（300～420℃），借助催化劑的助力來(lái)加快促進(jìn)煙氣中氮氧化物的脫氮反應(yīng)，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的水和氮?dú)?。該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是脫硝的效率高，可實(shí)現(xiàn)80～90%的脫硝效率，成本合理，具有更高的適應(yīng)性，尤其是在SNCR技術(shù)不適宜的一些機(jī)組負(fù)荷變化波動(dòng)情況較大的場(chǎng)景中也能夠具有良好的適應(yīng)性。

SNCR/SCR技術(shù)是上述兩種技術(shù)的優(yōu)化整合，其中包括SNCR裝置和SCR裝置。通過在SNCR裝置中噴入液氨來(lái)促進(jìn)煙氣中氮氧化物的還原反應(yīng)，然后在SCR裝置中進(jìn)一步借助催化劑來(lái)去除煙氣中剩余的氮氧化物，將其轉(zhuǎn)變?yōu)樗偷獨(dú)?。SNCR/SCR技術(shù)具有單一技術(shù)所達(dá)不到的綜合優(yōu)勢(shì)，如減少催化劑的使用量，脫硝效率更高，工藝緊湊對(duì)空間適應(yīng)性強(qiáng)，占地面積小、系統(tǒng)壓降小、運(yùn)行費(fèi)用少、腐蝕危害小等，該技術(shù)的不足之處是工程造價(jià)比單一的SCR技術(shù)和SNCR技術(shù)高，而且系統(tǒng)的工藝設(shè)備更加復(fù)雜，對(duì)工作人員的技術(shù)水平要求更高。

4煙氣脫硫脫硝技術(shù)與節(jié)能環(huán)保的分析

節(jié)能環(huán)保的理念在煙氣脫硫脫硝中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，比如采用一體化工藝節(jié)約重復(fù)的工序;在脫硫脫硝工藝中避免使用可能引發(fā)二次污染的催化劑或試劑;對(duì)脫硫脫硝中的副產(chǎn)物進(jìn)行回收和資源再利用，這些都能夠在實(shí)現(xiàn)煙氣環(huán)保治理目標(biāo)的基層上提高資源利用率，節(jié)約電能和物料成本。

5煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著大型火電廠生產(chǎn)工藝的提升，脫硫脫硝及煙氣除塵也從獨(dú)立的治理工藝走向系統(tǒng)一體化的治理工藝，發(fā)揮出多項(xiàng)技術(shù)的綜合協(xié)同優(yōu)勢(shì)，在火電廠脫硫脫硝及煙氣除塵工作中表現(xiàn)出更多的優(yōu)勢(shì)。其中典型的代表是煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)。一體化技術(shù)應(yīng)用的原理是利用噴射裝置將煙水混合氣吸入液體環(huán)境中，促使煙氣和液體環(huán)境充分混合，在混合的過程中，煙氣中的可溶性物質(zhì)會(huì)溶解在液體中，煙氣中的顆粒物因水的包覆而加速沉淀到溶液底部，這樣就能夠較好地將煙氣中粉塵顆粒與煙氣中硫氧化物等可溶性有害物的集中去除。該工藝應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)是工藝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，脫硫脫硝效果好。當(dāng)煙氣溶解于弱堿水中時(shí)，有害氣體會(huì)和堿反應(yīng)生產(chǎn)鹽類物質(zhì)，煙氣中的顆粒物被水浸濕，加速沉淀到溶液底部，因此，脫硫脫硝的目標(biāo)能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)。目前，煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)在火電廠環(huán)保工藝中得到越來(lái)越普遍的應(yīng)用。

6結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，火電廠正處于深化改革的關(guān)鍵階段。環(huán)保管理技術(shù)水平的提升對(duì)于火電廠提質(zhì)增效發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著不容忽視的意義。為此，企業(yè)及技術(shù)人員必須結(jié)合火電廠生產(chǎn)工藝實(shí)際狀況，進(jìn)一步加強(qiáng)煙氣治理和脫硫脫硝技術(shù)的研究，采取科學(xué)合理的措施，為企業(yè)早日走上節(jié)能環(huán)保、高質(zhì)高效的發(fā)展道路奠定基礎(chǔ)保障。

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