宋宗文

（國網(wǎng)能源新疆準(zhǔn)東煤電有限公司，新疆 昌吉州 831800）

引言

當(dāng)前，在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的過程中，人們越來越重視環(huán)境保護，并出臺了相應(yīng)的法律法規(guī)和措施。在煙灰脫硝和脫硫一體化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用中，其自身的運行效率更高，成本更低，性能也更好，得到了關(guān)注和認(rèn)可。所以作者站在可持續(xù)發(fā)展的角度上，針對火力發(fā)電廠鍋爐脫硫除塵及節(jié)能技術(shù)展開研究，其目的也是為了降低對生態(tài)環(huán)境的破壞，尤其是二氧化硫等，同時也能夠彰顯出節(jié)能技術(shù)的作用，進(jìn)而促進(jìn)我國火力發(fā)電廠健康可持續(xù)發(fā)展。

一、火力發(fā)電廠鍋爐脫硫技術(shù)

（一）煙氣脫硫技術(shù)

當(dāng)前，火力發(fā)電廠鍋爐脫硫除塵工作獲得了令人稱贊的成績和效果，能夠提高節(jié)能效果，進(jìn)一步降低不良?xì)怏w對生態(tài)環(huán)境的影響，以及確保人們身體健康。

1.半干法煙氣脫硫脫硝技術(shù)

半干法煙氣脫硫脫硝技術(shù)是目前煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)中的組成部分，該技術(shù)在煙氣中氮氧化物進(jìn)行脫除時，對煙氣溫度要求不高，解決了部分電廠鍋爐改造空間有限，沒有合適的高溫脫硝溫度窗口的難題，可在150℃以下利用外加臭氧、雙氧水、次氯酸鈉等高效氧化劑將低價氮氧化物氧化成高價氮氧化物，在尾部吸收塔中與煙氣中的二氧化硫一起通過堿性粉粒狀或吸收劑加濕循環(huán)流化的形式吸收。同時，該技術(shù)的應(yīng)用不會產(chǎn)生脫硫廢液、尾部拖尾白煙等多余物質(zhì)，能夠有效避免二次污染，也節(jié)省了煙囪防腐、尾部煙氣脫水消白的高額成本。半干法煙氣脫硫脫硝技術(shù)的主要方式為兩種，一是CFD 循環(huán)換流化法，通過使用堿性吸收劑循環(huán)流化來完成高價氮氧化物和二氧化硫的吸收；二是NID 煙道噴射法，這種方法是將過量微細(xì)堿性粉末噴入煙道對高價氮氧化物和二氧化硫進(jìn)行一次吸收。

2.石灰石—石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)

電廠中所產(chǎn)生的廢氣，一般情況下會含有硫的成分，而廢氣中所含有的硫成分不進(jìn)行處理就直接排放會對環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響，硫成分會使得空氣中含有腐蝕性的成分變多，從而導(dǎo)致雨水中混有過多的腐蝕性成分，從而形成了酸雨。酸雨會對人們生活造成影響：一是對人體造成直接影響；二是對建筑物的堅固程度造成影響；三是酸雨降到田地里會導(dǎo)致土壤富有酸性，而酸性的土壤會對莊稼產(chǎn)生影響，很多種谷物都無法在酸性的土壤中生存。石灰石—石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是電廠鍋爐煙氣脫硫的代表性技術(shù)，也是目前主流的處理鍋爐含硫廢氣的方法，其脫硫性能穩(wěn)定，配套產(chǎn)業(yè)豐富，市場占有率達(dá)到80%以上。石灰石－石膏濕法脫硫過程并不復(fù)雜，主要步驟是將石灰石加入適量的水配置成石灰吸收漿液，然后讓煙氣在反應(yīng)塔中通過多層噴淋的吸收漿液，煙氣中的硫成分與吸收漿液發(fā)生吸收反應(yīng)，二氧化硫與石灰漿液反應(yīng)生成亞硫酸鈣，然后通過鼓風(fēng)氧化成氧化亞硫酸鈣形成石膏，最后在脫水機中將石膏分離出來。廢氣中的硫成分在脫硫塔中從氣相轉(zhuǎn)移到水相，再通過脫水機結(jié)晶脫水，將硫成分轉(zhuǎn)移到固相。該技術(shù)相對于其他脫硫工藝來說，系統(tǒng)簡單便捷，吸收劑為石灰石，十分常見且價格低廉，脫硫效果顯著，脫硫率可達(dá)99%以上。在近幾年的電廠鍋爐脫硫系統(tǒng)超凈排放改造過程中，石灰石—石膏濕法脫硫以其性能穩(wěn)定可控、改造升級簡單的特點，得到大部分電廠的重用。

（二）生物脫硫技術(shù)

除了煙氣脫硫技術(shù)被火力發(fā)電廠常常使用之外，生物脫硫技術(shù)也是常使用的一個技術(shù)手段，該技術(shù)我們也可以將其稱為生物催化脫硫技術(shù)，它主要是指一種在常溫常壓下，利用需氧或是厭氧菌將物質(zhì)中的有毒氣體清除掉。生物過濾，生物吸附和生物滴濾組成了生物脫硫，并且這三個系統(tǒng)都是開放式系統(tǒng)，根據(jù)不同環(huán)境，其微生物種群會有所不同。近幾年來，隨著火力發(fā)電廠經(jīng)營規(guī)模的不斷擴大，內(nèi)部經(jīng)營項目種類也在逐漸增多，對于氧化態(tài)的含硫污染物而言，首先需要經(jīng)生物還原生成硫化物或H2S，之后再由生物氧化生成單質(zhì)硫，因此，在實際生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生很多二氧化硫，或者是三氧化硫氣體，在大多數(shù)生物反應(yīng)器中，微生物種類以細(xì)菌為主，真菌是次要的，酵母菌很少。最常見的細(xì)菌是硫桿菌屬的氧化亞鐵硫桿菌，脫氮硫桿菌及排硫桿菌。氧化亞鐵硫桿菌是重要的代表，其生長得最適pH值為2.0～2.2，所以，為了進(jìn)一步提高鍋爐脫硫除塵工作質(zhì)量，我們必須要運用生物脫硫技術(shù)來展開作業(yè)，這樣能夠借助生物技術(shù)提高節(jié)能效果。

（三）新型脫硫技術(shù)

新型脫硫技術(shù)也被火力發(fā)電廠鍋爐脫硫除塵作業(yè)所使用，而此技術(shù)包含很多，比如，氧化脫硫技術(shù)、超聲波氧化脫硫技術(shù)、光等離子脫硫技術(shù)，不同的技術(shù)也發(fā)揮著不同的作用。其中氧化脫硫技術(shù)，它主要是指利用氧化劑將硫化物質(zhì)氧化成亞砜和砜，再使用溶劑提取的方法將亞砜從油品中脫出，進(jìn)一步降低二氧化硫?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境的污染。本身火力發(fā)電廠生產(chǎn)運作過程中就會產(chǎn)生不良?xì)怏w，所以更應(yīng)該運用新型脫硫技術(shù)來去除硫化物質(zhì)。再者，超聲波氧化脫硫技術(shù)，它在銀原料與含有氧化劑和催化劑的水之間的反應(yīng)中混合，由于超聲波的作用小氣泡與破壞產(chǎn)物相關(guān)聯(lián)，并且油性水彼此劇烈混合。參與硫化物的反應(yīng)也是現(xiàn)代社會所孕育出來的新型脫硫技術(shù)，它的脫硫效果更加顯著，能夠給工作人員帶來便利，最重要的是能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約能源、提高經(jīng)濟利潤的目的。

二、煙氣除塵技術(shù)

（一）靜電除塵技術(shù)

靜電除塵技術(shù)在煙氣除塵中是應(yīng)用較為普遍的方式，采用靜電除塵器吸附煙塵中的粉塵顆粒實現(xiàn)對煙氣進(jìn)行除塵。該技術(shù)裝備除塵器大大提高了除塵效率，并可快速地清除煙氣中的粉塵，且在除塵過程中降低了塵屑物質(zhì)的產(chǎn)生。靜電除塵技術(shù)的應(yīng)用會受到溫度的影響，由于鍋爐運行中產(chǎn)生的溫度比較高，采用該技術(shù)可快速準(zhǔn)確地實現(xiàn)除塵工作。

在方案設(shè)計中，應(yīng)用靜電除塵設(shè)備排除高溫對靜電除塵技術(shù)的影響，安全穩(wěn)定地實現(xiàn)了除塵工作，而且在整個除塵過程中對設(shè)備的損耗較低，保證了設(shè)備的正常運行。在實際應(yīng)用過程中，靜電除塵器在長期高負(fù)荷作用下設(shè)備磨損較輕，除塵設(shè)備的使用年限基本可以滿足預(yù)期值。

（二）旋轉(zhuǎn)電極除塵技術(shù)

旋轉(zhuǎn)電極除塵技術(shù)應(yīng)用的方案設(shè)計采用的設(shè)備分為陰陽兩極電場，兩極的電場不同，并在兩極分別安裝旋轉(zhuǎn)除塵設(shè)備。在方案實施過程中，采用旋轉(zhuǎn)除塵設(shè)備對鍋爐內(nèi)累積的灰塵進(jìn)行清除，對灰塵堆積的區(qū)域進(jìn)行清掃，保證鍋爐內(nèi)部的清潔，而且在除塵后保證了鍋爐的工作效率。

在對鍋爐煙塵進(jìn)行清除過程中，該技術(shù)可對區(qū)域內(nèi)具有局限性的部分也可進(jìn)行有效的灰塵清除，并在設(shè)備旋轉(zhuǎn)過程中對粉塵進(jìn)行清理。由于鍋爐運行過程中要保證除塵設(shè)備的高穩(wěn)定性，且除塵設(shè)備要具有最佳的除塵效果，企業(yè)在應(yīng)用旋轉(zhuǎn)電極除塵技術(shù)中，在陽極配備回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)清灰刷，在灰塵累積到一定程度時對其徹底清除，這樣可避免鍋爐機組設(shè)備再次產(chǎn)生灰塵，且在除塵設(shè)備的實際運行過程中，最后排放的粉塵濃度降低到最大程度，真正實現(xiàn)了該項技術(shù)在鍋爐煙氣除塵中的應(yīng)用效果。

三、脫硝工藝的選擇

（一）SCR 工藝

通常來講，催化劑種類的選擇和催化劑室是密不可分的，選擇不同的催化劑可以決定選擇性還原催化法脫硝溫度，這就需要對煙道尾部的催化室位置進(jìn)行確保。這種方法進(jìn)行NOX 的有效脫除率要大于90%，其能夠更好適應(yīng)環(huán)保的發(fā)展。SCR 工藝主要的組成有催化劑及其反應(yīng)器、制備區(qū)、氨存儲、氨噴射等。

（二）SNCR 工藝

爐膛脫硝噴射是在一定的溫度下，將物質(zhì)從爐膛內(nèi)向外進(jìn)行噴射，原還NOX，進(jìn)而降低對NOX 的排放。其噴射物質(zhì)主要包含水、氨、二次燃料等，對于二次燃料以及水的噴射而言，還有一些問題，比如說要將NO 氧化成NO2，對于非選擇性反應(yīng)的實現(xiàn)等方面，都需要運用NCR 工藝對其進(jìn)行不斷的完善。對于噴氨法而言，其能夠降低NOX 排放量，在此過程中不添加催化劑，就會使得NH3在還原為NOX時，需要在950℃～1050℃進(jìn)行完成。

（三）SNCR-SCR 混合法

SNCR-SCR 混合法是可以將SCR 工藝以及SNCR 工藝的優(yōu)勢進(jìn)行互補，在使用的過程中充分地發(fā)揮工藝優(yōu)勢，對工藝的不足進(jìn)行有效地彌補。這種方法的前端工藝SNCR，能夠?qū)﹀仩t墻面的噴射裝置進(jìn)行設(shè)計，進(jìn)而使得尿素與氨的混合液噴進(jìn)爐膛，高溫和煙氣中的NO 對產(chǎn)生還原非催化，進(jìn)而分離NOX。反應(yīng)完成后，未反應(yīng)的氨水送SCR 進(jìn)行工藝處理，繼續(xù)脫硝?；旌鲜絊NCR-SCR 是SNCR 和SCR 優(yōu)點的補充，不僅降低了成本，而且有效地提高了脫硝率。

SCR 雖然脫硝效率高，并且其產(chǎn)物具有穩(wěn)定性，但是其設(shè)備具有較為高的成本，SNCR 具有成本低的特點，但是其運行過程中，對溫度的要求比較高，并且脫銷的效率不高，在排放中不能達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。脫硝工藝和裝置的選擇應(yīng)充分考慮催化劑、脫硝率、氨逸出率、NOX 濃度、煙氣溫度、燃料中所含微量元素及其特性，對鍋爐的燃燒方式進(jìn)行優(yōu)化，確保機組容量符合要求。在進(jìn)行脫硝方式選擇的過程中，應(yīng)優(yōu)先考慮安全性和可靠性，并選擇水電和能源的消耗方案。此外，還應(yīng)綜合分析和考慮脫硝率、還原劑、運行成本等相關(guān)因素，提升脫硝工藝技術(shù)的科學(xué)性以及完善性，顯著提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

表1 脫硝工藝方案條件對比表

結(jié)束語

在今后的發(fā)展中，火電廠還應(yīng)該積極迎合時代發(fā)展，強化對脫硫煙氣除塵技術(shù)的應(yīng)用，并對脫硫除塵系統(tǒng)進(jìn)行考察，保證脫硫除塵系統(tǒng)的最好效能，從而為火電廠的可持續(xù)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。