火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵的技術(shù)研究

彭　濤（保定市紅鵬電力工程有限公司,河北保定071000）

火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵的技術(shù)研究

彭濤
（保定市紅鵬電力工程有限公司,河北保定071000）

現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開煤炭資源的大力支撐，經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展對煤炭資源的利用率增多，由煤炭燃燒產(chǎn)生的大量污染物也在逐年增多，給我國環(huán)境帶來很大的不利影響。對此，深化改革火電廠鍋爐排放設(shè)置，提高煤炭燃燒率迫在眉睫。本文主要從目前脫硫、脫硝技術(shù)和煙氣除塵技術(shù)的發(fā)展說起，并提出火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術(shù)的創(chuàng)新研究。

火電廠；鍋爐；脫硫脫硝；煙氣除塵；技術(shù)

0　引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對煤炭能源的使用量在不斷的加大，每年直接用于燃燒的煤炭量甚至達(dá)到了12噸之余，特別是針對于火電廠企業(yè)來說，煤炭的燃耗量更是在歷年中有增無減，所排放的大量污染物對火電廠當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成了很大的污染，嚴(yán)重的地區(qū)甚至產(chǎn)生了酸雨，對人們生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的不利影響。根據(jù)對中電聯(lián)的數(shù)據(jù)顯示，在2014年，我國火電廠脫硫容量達(dá)到3600萬千瓦，投入的煙氣脫硫機(jī)組容量約7.2億千瓦，全國現(xiàn)役燃煤機(jī)組脫硫基本完成，脫硝、除塵設(shè)備剩余安裝改造空間較大。

1　脫硝技術(shù)的發(fā)展

脫硝技術(shù)主要通過兩個(gè)方式實(shí)現(xiàn)脫硝，一個(gè)是低氮燃燒技術(shù)；另一個(gè)是SCR煙氣脫硝技術(shù)。兩種技術(shù)可以使燃燒更加充分，使火電廠脫硝功能更加充分，提高火電廠爐內(nèi)壓力?，F(xiàn)階段對火電廠爐內(nèi)煙氣脫硝技術(shù)采用三種：SCR煙氣脫硝技術(shù)。將還原劑(如尿素)放入煙氣中，通過化學(xué)反應(yīng)生成N2和水，會產(chǎn)生300℃～400℃溫度，在脫硝效率上也會提升到60%～90%；SNCR煙氣脫硝技術(shù)。該技術(shù)的反應(yīng)器為爐膛，當(dāng)爐膛溫度達(dá)到850℃～1100℃，脫硝還原劑所分解出的NH3與爐內(nèi)產(chǎn)生的NOx產(chǎn)生SNCR化學(xué)反應(yīng)，生成N2，該技術(shù)的脫硝效率不高，大約在20%～50%，同時(shí)所產(chǎn)生的N2O對臭氧會造成不利影響；SNCR/SCR聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)。該脫硝技術(shù)效率在60%～80%，是前兩種技術(shù)的綜合，但由于系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性，其實(shí)際應(yīng)用較少。

2　脫硫技術(shù)的發(fā)展

脫硫技術(shù)采用石灰石-石膏濕法是眾所周知的，但是火電廠脫硫技術(shù)的關(guān)鍵在于吸收塔，吸收塔的型式不同，所產(chǎn)生的效果也會不同，通常吸收塔分為四種：一是填料塔。該類型是利用內(nèi)部固體填料，將漿液由填料層表面流下，與爐內(nèi)煙氣融合反應(yīng)，完成脫硫，但這種方式易出現(xiàn)堵塞，實(shí)際操作少；二是液柱塔。通過煙氣與氣、液融合，充分傳質(zhì)，完成脫硝，雖然在脫硫方面效率很大，但是爐內(nèi)無阻塞，煙氣產(chǎn)生的阻力會造成脫硫損失較多；三是噴淋吸收塔。該技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的脫硫技術(shù)，通常爐內(nèi)的煙氣運(yùn)動形式是自上向下的，噴淋吸收塔是一個(gè)喇叭狀垂直或以一定的角度向下噴射，對吸收煙氣會更加充分。雖然從結(jié)構(gòu)上和造價(jià)上都優(yōu)越于前兩種，但是煙氣分布不均勻；四是鼓泡塔。利用石灰石將煙氣壓置下面，但煙氣與漿液融合后就會產(chǎn)生鼓泡，會起到很好的脫硫效果，效率高，煙氣流量分配均勻，缺點(diǎn)是阻力較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

3　除塵技術(shù)的發(fā)展

除塵技術(shù)在運(yùn)行穩(wěn)定性來看，電除塵效率要較高一些，電除塵技術(shù)的發(fā)展趨勢傾向于采用了旋轉(zhuǎn)電極的方式，，旋轉(zhuǎn)電極電場中陽極部分采用回轉(zhuǎn)的陽極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷。當(dāng)煙塵達(dá)到反電暈厚度時(shí)，就會把灰塵徹底清除，不會產(chǎn)生二次煙塵，這種除塵效果好，而且在排放的濃度上也會有所降低的。除此之外，對于粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)較高的火電廠而言，還可以增設(shè)濕式靜電除塵器，由于煙氣的粉塵顆粒能夠吸附帶電負(fù)離子，就可以通過濕式靜電除塵器將積塵進(jìn)行吸附，而相比于干式電除塵器而言，濕式電除塵器效率可達(dá)70%。

4　脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術(shù)的創(chuàng)新研究

從目前火電廠脫硫脫硝除塵技術(shù)的應(yīng)用上來看，仍存在很多的問題，從經(jīng)濟(jì)角度看，電力廠脫硫脫硝除塵設(shè)備價(jià)格很高，對電力廠的運(yùn)營成本會造成很大的經(jīng)濟(jì)壓力，導(dǎo)致電力廠遲遲并未安裝運(yùn)行，但從一個(gè)脫硫設(shè)備來看，一年的運(yùn)營成本就在上千萬，高昂的脫硫成本與電價(jià)不能同步，同時(shí)老機(jī)組的脫硫改造目前仍存在一定問題，火電廠脫硫脫硝除塵設(shè)備需要大場地，需要合理的電價(jià)進(jìn)行支撐，但目前并不能滿足電力廠的需求，對此，從諸多的問題看出，火電廠脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術(shù)的創(chuàng)新研究勢在必行。

在脫硫技術(shù)上，可以將NOx燃燒技術(shù)與爐后SCR煙氣脫硝技術(shù)相結(jié)合，采用省煤器分段，在鍋爐低負(fù)荷時(shí)，溫度亦能達(dá)到催化劑活化反應(yīng)溫度的區(qū)域增設(shè)脫硝裝置；在脫硝技術(shù)上，推薦使用液柱+噴淋雙塔技術(shù)，前塔采用液柱塔，除去煙氣中70%的SO2，然后進(jìn)入逆流噴淋塔，進(jìn)一步脫除殘余的SO2，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，最高脫硫效率可達(dá)98.5%；在除塵技術(shù)上，采用脫硫前干式旋轉(zhuǎn)電極除塵器，脫硫后濕式除塵器，并且在煙氣系統(tǒng)中增加熱量回收裝置，以提高除塵效率?？傊?，從火電廠的設(shè)施、技術(shù)、成本上考慮，火電廠實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術(shù)可采用SCR脫硝方式，石灰石-石膏濕法脫硫，并在脫硫裝置前布置低溫省煤器，脫硫裝置后再加裝濕式電除塵器，能夠滿足目前最為苛刻的環(huán)保要求。

5　結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求逐步增加，治理火電廠污染也已經(jīng)引起了政府相關(guān)部門的高度重視，一些有關(guān)于對火電廠污染進(jìn)行法律規(guī)范的相關(guān)行政法規(guī)相繼出臺，如《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《火電廠煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備國產(chǎn)化規(guī)劃要點(diǎn)》等，這對我國火電廠提高環(huán)保意識起到了很大法律監(jiān)督作用，同時(shí)火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術(shù)的創(chuàng)新研究仍需要在實(shí)踐中不斷探索和完善，從而提高電力產(chǎn)業(yè)從粗放型企業(yè)向環(huán)保型企業(yè)發(fā)展，促進(jìn)火電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

[1]尹連慶,郭靜娟.石灰石—石膏濕法脫硫系統(tǒng)石灰石品質(zhì)試驗(yàn)研究[J].電力科技與環(huán)保,2011(01).

[2]楊全武,吳賢甫,蔡善詠,李和平.梅鋼燒結(jié)干法、濕法脫硫技術(shù)運(yùn)用實(shí)踐[C].2011年全國燒結(jié)煙氣脫硫技術(shù)交流會文集,2011.

[3]祁君田.煙塵濃度對濕法脫硫吸收塔的影響研究[C].第十四屆中國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集,2011.