燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝技術(shù)

郭永建

中國能源建設(shè)集團山西省電力勘測設(shè)計院有限公司

燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝技術(shù)

郭永建

中國能源建設(shè)集團山西省電力勘測設(shè)計院有限公司

為了滿足新形勢下燃煤電廠的生產(chǎn)需求，電廠在火力發(fā)電機的選擇上，優(yōu)先選用了容量較大的設(shè)備，大幅度提高了電廠生產(chǎn)效率，但同時也帶來了新的問題，燃煤電廠煙氣中排放的 SO2和氮氧化物是造成酸雨和光化學(xué)煙霧的最主要的污染物。隨著我國“十二五”規(guī)劃中對大氣污染物減排目標的提出，煙氣脫硫脫硝技術(shù)要求更高的效率和更低的能耗。本文介紹了國內(nèi)外燃煤電廠常用的煙氣脫硫脫硝技術(shù)，分析了其特點，并對不同的技術(shù)進行了對比。指出煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)是最具應(yīng)用前景的煙氣凈化技術(shù)，并提出了相應(yīng)的建議。

燃煤電廠；煙氣治理；脫硫脫硝

在我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤炭占有重要比重，成為電廠供電的重要原料。在燃煤電廠鍋爐燃燒過程中，會排放大量的煙氣，其中含有二氧化硫、氮氧化合物等有害物質(zhì)，引發(fā)酸雨、光化學(xué)煙霧等一系列環(huán)境問題，并對人體健康造成危害。

1　燃煤電廠煙氣的危害分析

煤炭的大量消耗是燃煤電廠生產(chǎn)活動開展的基礎(chǔ)，煤炭燃燒過程會產(chǎn)生大量煙氣，煙氣中所含有的CO2、CO、SO2等成分，不僅會破壞大氣平衡，而且還會造成不同程度的環(huán)境污染，威脅著人類的身體健康。盡管當前大部分燃煤電廠在生產(chǎn)中都配置了相應(yīng)的煙氣脫硫設(shè)備，但由于技術(shù)不完善、設(shè)備更新速度慢，從而使得煙氣脫硫效果并不理想，無法滿足社會發(fā)展的根本需求。

由此可見，隨著我國燃煤電廠的飛速發(fā)展以及人們環(huán)保意識的不斷提升，正視燃煤電廠煙氣危害，采取針對性的煙氣脫硫技術(shù)解決環(huán)境污染問題至關(guān)重要。

2　治理煙氣的策略及脫硫脫硝技術(shù)

2.1煙氣治理策略分析

在進行煙氣的治理前，要對燃煤電廠有著正確的認識，并且?guī)ьI(lǐng)廠內(nèi)的全體員工認識煙氣的危害，實行有效的煙氣治理策略，對自然生態(tài)環(huán)境進行保護，全面貫徹落實可持續(xù)發(fā)展觀，提升人們的生活環(huán)境質(zhì)量。燃煤電廠要對污染源進行嚴格的控制，在對污染進行治理的同時也要將能源進行合理的運用，提升能源資源的利用效率。燃煤電廠應(yīng)當將除塵設(shè)備引入廠內(nèi)，通過現(xiàn)代儀器對煙氣中的毒害物質(zhì)含量進行降低，經(jīng)費允許的情況下也可以引進國外的設(shè)備，對設(shè)備的工作效率進行提升。除此之外，還要對當前的技術(shù)手段進行改進，從污染源開始著手，結(jié)合本廠的實際具體情況，將先進的科學(xué)技術(shù)融入到當前的技術(shù)手段當中，對生產(chǎn)工藝進行改良，全面提升能源的利用效率和降低污染物的排放量，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2石灰石 - 石膏法脫硫技術(shù)

相較于其他的脫硫方法，此方法具有兩個優(yōu)勢：(1)在這個脫硫反應(yīng)中石灰石作為反應(yīng)物有較為廣泛的來源，并且成本較低；(2)反應(yīng)的副產(chǎn)品為石膏并不會產(chǎn)生情況嚴重的二次環(huán)境污染，并且能夠重復(fù)進行使用。干法脫硫裝置具有工藝簡單、能耗低的優(yōu)點，并且凈化的煙氣并沒有進行重復(fù)加熱，能夠?qū)δ茉从行У剡M行節(jié)約，但是由于其對技術(shù)有著較高的要求，所以操作起來有較大的難度，在實際的具體使用過程中局限性較大?？傮w來說，當前脫硫技術(shù)在我國的發(fā)展情況較為良好，各種各樣的新興技術(shù)手段也不斷被研發(fā)出來，相關(guān)的設(shè)備配置也進行著多元化的發(fā)展，新興技術(shù)手段的問世也促使煙氣脫硫取得的效果得到人們的一致好評。

2.3W-L 再生脫硫技術(shù)

針對 W- L 再生脫硫技術(shù)在電廠煙氣脫硫中的使用過程來看，其主要包括二氧化硫富氣再處理、熱解再生以及二氧化硫的吸收等幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而這幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)也正是該技術(shù)發(fā)揮其二氧化硫處理效果的反應(yīng)機制所在。對于二氧化硫的富氣再處理操作來說，其具體的處理手段是多種多樣的，處理效果也大不相同，當然對于經(jīng)濟成本的要求也是不同的，因此，對于具體的電廠來說就可以根據(jù)自身的實際狀況來選擇最適合自身經(jīng)濟狀況的一種方式進行操作；而對于熱解再生操作而言，其實也包含著一定量的二氧化硫吸收，并且和最終逆流塔中的二氧化硫吸收共同配合，提升其吸收的效率，使得電廠煙氣脫硫率能夠符合相關(guān)的要求。對于該技術(shù)手段的應(yīng)用來說，其最為主要的就是針對溶液中亞硫酸鈉的含量以及整體溶液的劑量進行嚴格的控制，進而在保障電廠煙氣通過速率和數(shù)量一定的前提下最大化的進行二氧化硫的吸收，一般說來，采用該方式進行二氧化硫的吸收其脫硫率能夠達到 95%以上。

2.4煙氣脫硝技術(shù)

2.4.1SCR

SCR 即選擇性催化還原技術(shù)，是指在催化劑作用下利用NH3的還原性有選擇性地與煙氣中的 NOx (主要是 NO 和 NO2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將 NOx 還原為氮氣，從而減少煙氣中 NO 排放的脫硝技術(shù)。在 SCR 中使用的催化劑主要為 V2O5/Ti O2、V2O5- WO3/Ti O2或V2O5- Mo O3/Ti O2等。根據(jù)催化劑的適宜反應(yīng)溫度，催化劑還可細分為高溫、中溫和低溫催化劑三種。

SCR的脫硝效率最高可達到90%左右，一般情況下不低于60%。SCR的優(yōu)點在于技術(shù)發(fā)展成熟、運行的可靠性較高、且日常維護方便，在對脫硝效率有較高的要求時，相較其他技術(shù)具有更好的經(jīng)濟性；SCR的缺點主要在于一次投資費用高，且由于催化劑價格昂貴、失效催化劑需再處置、還原劑的消耗量大等原因，致使該技術(shù)運行成本較高；除此之外，NH3的使用會帶來安全隱患，對日常的安全管理要求較高。

2.4.2SNCR

SNCR即選擇性非催化還原技術(shù)，其基本原理與SCR基本相同，也是利用NH3的還原性將NOx還原為氮氣，其與SCR的最大區(qū)別在于SNCR不使用催化劑。由于不使用催化劑，因此適宜的還原反應(yīng)溫度區(qū)間范圍很窄，只有800℃～1200℃，當溫度低于800℃時，反應(yīng)速度很慢，還原反應(yīng)難以順利進行，而溫度過高時又會由于NH3發(fā)生熱分解導(dǎo)致脫硝效率下降。因此溫度對SNCR的效率影響較大，溫度控制是SNCR技術(shù)的應(yīng)用難點。SNCR脫硝效率與SCR相比只有SCR的約一半，最高可達到約40%，一般不低于20%，但是SNCR無催化劑反應(yīng)器，占地面積較小，一次投資成本僅為SCR的一半左右。由于不使用催化劑，其運行費用也不到SCR的2/3，其經(jīng)濟性較好。

3　結(jié)語

隨著煙氣排放標準的日趨嚴格，煙氣同時脫硫脫硝已勢在必行。中國雖然對同時脫硫脫硝技術(shù)進行了大量的研究，取得了很大進步，工藝方法也很多，但多數(shù)仍停留在試驗研究階段，已工業(yè)化的方法也有待進一步完善。今后，仍需加大研究力度，開發(fā)出適合中國國情，有效而經(jīng)濟可靠的煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)。

[1]王磊.燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝技術(shù)[J].科技與創(chuàng)新，2014(10).

[2]王喜軍.燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝技術(shù)[J].科技傳播，2013(14).