火電廠脫銷技術(shù)及脫硫脫硝發(fā)展的研究

鄒廣 黃偉(.山東三維石化工程股份有限公司青島分公司， 山東 青島 6607；.中國(guó)石化青島煉油化工有限責(zé)任公司； 山東 青島 66000）

0 引言

21世紀(jì)以來，工業(yè)的現(xiàn)代化步伐加快，人們的生活水平也不斷提高，對(duì)電力的需求更加迫切，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求，火電廠不得不加快發(fā)展節(jié)奏；然而在電力生產(chǎn)過程中，化石燃料作為其中的重要能源之一，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，大多含有對(duì)自然環(huán)境和人類健康有極大危害的物質(zhì)，因此做好脫硫脫硝工作，在電力生產(chǎn)過程中的重要性不容忽視。

廢氣排放中包含的二氧化硫以及氮氧化物等，是酸雨以及光化學(xué)煙霧的重要組成成分，空氣中這些有害物質(zhì)所占比例的升高，會(huì)直接影響到空氣質(zhì)量和可見度，將會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生不可挽回的破壞，因此大力研發(fā)脫硫脫硝技術(shù)，是火電行業(yè)應(yīng)特別重視的工作項(xiàng)目。

1 火電廠脫硫脫硝技術(shù)

1.1 同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)就是分別設(shè)立兩套裝置設(shè)備，同時(shí)對(duì)廢氣中的二氧化硫和氮氧化物進(jìn)行脫除；這種方法需要較大的空間和完善的脫除設(shè)備，對(duì)操作空間和設(shè)備投入有一定要求；但是作為有效的脫硫脫硝技術(shù)，依舊受到界內(nèi)的廣泛關(guān)注；就目前來看，同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)已經(jīng)逐漸走向成熟，并在實(shí)際生產(chǎn)過程中得到了大規(guī)模使用。

同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)可以簡(jiǎn)單的分為，燃燒過程中的脫硫脫硝技術(shù)和燃燒之后的脫硫脫硝技術(shù)，結(jié)合火電廠自身發(fā)展特點(diǎn)來看，后者的使用范圍會(huì)更廣泛；此外也可以分為干法和濕法兩類，十幾年前的國(guó)際上干式同時(shí)脫硫脫銷技術(shù)的研究占大多數(shù)，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脫硫脫硝技術(shù)的研究方向大多轉(zhuǎn)向濕式法，在此我們重點(diǎn)對(duì)個(gè)別高效的濕式脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行闡述。

首先是過氧化氫氧化吸收技術(shù)，由于煙氣中含有的氮氧化物大部分都是一氧化氮，具有溶解率低的特點(diǎn)，為了最大效率的完成脫銷工作，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要將一氧化氮首先氧化成二氧化氮，兩者相比，二氧化氮更容易被水或者是堿性溶液吸收，在實(shí)際過程中常用的氧化劑有高錳酸鉀、過氧化氫等等，由于過氧化氫的低排放性，收到廣泛的關(guān)注。

其次是絡(luò)合吸收脫硫脫硝技術(shù)，這也是典型的濕式脫硫脫硝技術(shù)，主要原理是，通過添加絡(luò)合吸收溶劑，使其與煙氣中難以溶解的一氧化氮進(jìn)行反應(yīng)，以提高一氧化氮的溶解率，就目前來看，絡(luò)合吸收溶劑主要有兩大類，分別是以含乙二胺四乙酸、安三乙酸為代表的亞鐵絡(luò)合物，和以含基化合物如半胱氨酸為代表的亞鐵絡(luò)合物；其中由于乙二胺四乙酸自身吸收量大、吸收速率快等特點(diǎn)，收到廣泛關(guān)注。

最后是等離子體氨化氮氧化物耦合濕式氨法脫硫脫硝技術(shù)，主要是利用等離子體將一氧化碳氧化成二氧化碳，并提高濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的脫硫效率，實(shí)現(xiàn)二氧化硫和氮氧化物的高效脫除，目前，等離子體氧化方式與堿液吸收相結(jié)合的脫除手段，已經(jīng)取得一定成果。

1.2 聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)

聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)是迄今為止火電行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，由于傳統(tǒng)的脫硫脫硝技術(shù)對(duì)煙氣中二氧化硫的脫除效果明顯，再加上選擇性催化還原技術(shù)即SCR能夠有效脫除煙氣中的氮氧化物，因此兩者結(jié)合共同作用、互不干涉，可以是實(shí)現(xiàn)理想的脫除效果。一般情況下，聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)會(huì)利用高性能的石灰石、石膏煙氣脫硫系統(tǒng)對(duì)二氧化硫進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并采用選擇性催化還原技術(shù)對(duì)氮氧化物進(jìn)行脫除。就目前來看，德國(guó)、日本、瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家的聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)已相對(duì)成熟。該項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于不管煙氣中二氧化硫和氮氧化物的濃度有多高，脫除效率均可達(dá)到百分之九十左右，脫硫脫硝效果十分理想；但是同樣該技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)和不足，比如說該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際操作過程中，可能會(huì)在設(shè)備表面結(jié)垢，這會(huì)在一定程度上局限脫除效率，也會(huì)對(duì)脫除設(shè)備產(chǎn)生腐蝕或者堵塞。

在此我們重點(diǎn)介紹一塔式液相氧化吸收脫硫脫硝技術(shù)，它是建立在WFGD裝置基礎(chǔ)上的，通過適當(dāng)添加其他脫硫脫硝設(shè)備，實(shí)現(xiàn)塔內(nèi)脫硫脫硝，在整體系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，為了確保脫硫和脫銷的獨(dú)立工作，將脫銷液和脫硫液施行分離，確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行。其工作流程主要如下:經(jīng)過除塵后的煙氣由引風(fēng)機(jī)進(jìn)入脫硫脫硝塔中，率先經(jīng)過脫硫脫硝塔的脫硫階段，將煙氣中含有的二氧化硫和殘留的細(xì)塵與脫硫設(shè)備中化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行充分的反應(yīng)，并通過氧化噴淋層后直接送入脫銷段，和由上到下的脫銷化學(xué)液體進(jìn)行反向交融，達(dá)到去除氮氧化物的目的，最后通過霧氣脫水階段，消除霧氣之后排入煙囪，完成脫硫脫硝工作。在整體脫硫脫硝過程中產(chǎn)生的亞硫酸鹽和其他物質(zhì)將被放進(jìn)塔底的循環(huán)罐中，并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行處理。

這種處理技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于一塔式液相氧化吸收脫硫脫硝技術(shù)的投資相對(duì)于WFGD和SCR來說較小，并能大約節(jié)省百分之三十的耗資，而且整套工藝僅需在同一個(gè)塔內(nèi)完成，不僅占地面積小而且還有利于完成技術(shù)完善、改造工作；同時(shí)塔內(nèi)脫硫脫銷主要利用化學(xué)物質(zhì)之間的相互反應(yīng)，脫硫脫硝效果明顯；最后整個(gè)脫硫脫硝環(huán)節(jié)并無廢水以及廢渣的排放，打消對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染的顧慮。

2 未來我國(guó)火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展建議

我國(guó)是第三世界國(guó)家，電力行業(yè)的脫硫脫硝技術(shù)與西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，雖然有一定的差距，但是這并不能否定我國(guó)在改革開放以來，電力行業(yè)在減少排放上做出的巨大努力。

首先，堅(jiān)持“因地制宜”，結(jié)合本地區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)情況，選擇最適合的脫硫脫硝技術(shù)，滿足排放的最低要求。例如對(duì)于老電廠來講，在提高脫除效率工作中，聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)相對(duì)實(shí)用，而對(duì)于新建的電廠來說，要盡可能選擇煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)。

其次，要加大研發(fā)了力度，對(duì)反應(yīng)機(jī)理以及反應(yīng)動(dòng)力等專業(yè)知識(shí)進(jìn)行更深層次的挖掘，并致力于更高單效節(jié)能的技術(shù)研究。除此之外，還要打破實(shí)驗(yàn)室的局限，建立適當(dāng)?shù)闹性囇b置以及示范化工程，促使低消耗、高效率的脫硫脫硝技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

再者，將催化法作為煙氣中污染物吸收、轉(zhuǎn)化的主要手段，一方面可以產(chǎn)生副產(chǎn)品、降低能耗，另一方面還可以實(shí)現(xiàn)催化劑的高效循環(huán)使用。

3 結(jié)語

電能作為一種重要的能量來源，為人們的生活帶來很多方便，為了保護(hù)自然環(huán)境、保護(hù)我們賴以生存的家園，積極響應(yīng)國(guó)家保護(hù)環(huán)境的政策方針，采取多種措施降低廢氣排放量，減少空氣中二氧化硫、氮氧化物的含量，為動(dòng)植物的生存創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境勢(shì)在必行，脫硫脫硝技術(shù)的投入使用，不僅要考慮到操作的可行性、安全性，還要考慮到技術(shù)的脫除效率以及成本控制等等，各地區(qū)的火電廠要根據(jù)自身的實(shí)際情況，選擇最佳的脫除技術(shù)。

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