身邊的“化學(xué)與技術(shù)”

馮長(zhǎng)坪

摘 要： 利用煤、石油和天然氣等一次能源所含能量發(fā)電的方式統(tǒng)稱(chēng)為火力發(fā)電。以煤、石油或天然氣作為燃料的發(fā)電廠統(tǒng)稱(chēng)為火電廠?；鹆Πl(fā)電廠帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益突出，如何保護(hù)環(huán)境、減少污染已不容忽視，在新的環(huán)境下應(yīng)轉(zhuǎn)變?cè)械挠^念，加強(qiáng)對(duì)廢氣物的處理，對(duì)環(huán)境的監(jiān)督管理進(jìn)行完善，以有效降低污染排放，提高環(huán)境質(zhì)量.我們身邊的火發(fā)廠—神華神東電力萬(wàn)州港電責(zé)任有限公司。他們?cè)趶U氣方面的處理措施是怎樣的呢？

關(guān)鍵詞： 火力發(fā)電 廢氣 環(huán)境保護(hù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】 F426.61 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A【文章編號(hào)】 2236-1879（2017）20-0268-01

人類(lèi)在生產(chǎn)和生活中都離不開(kāi)燃料，火力發(fā)電廠生產(chǎn)也主要是利用燃料燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，熱能在煤汽輪機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)變成機(jī)械能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)生產(chǎn)電能?；鹆Πl(fā)電廠所用燃料主要是煤，煤燃燒后從煙筒中排出的粉塵、SO2、NOx、CO、CxHy、CO2等氣體對(duì)大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染和破壞，排放到大氣環(huán)境中70%的粉塵，90%的SO2，70%的NO2、71%CO，43%CxHy和85%的CO2來(lái)自于煤的燃燒。如何處理這些污染物呢？我們身邊的火力發(fā)電廠—神華神東電力萬(wàn)州港電責(zé)任有限公司，他們對(duì)于發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣有哪些？采取什么方法處理達(dá)標(biāo)后再排放的呢？

一、神華火力發(fā)電廠的主要廢氣物

經(jīng)檢測(cè)，神華火力發(fā)電廠的廢氣物主要有二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及烴類(lèi)氣體，這些氣體對(duì)環(huán)境有何影響呢？

神華火力發(fā)電廠的主要燃料是煤，我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)存量中含硫在2%以上的高硫煤占25%左右。燃煤產(chǎn)生的SO2對(duì)大氣的污染十分嚴(yán)重。二氧化硫是一種無(wú)色有刺激性氣的有毒氣體，對(duì)人體健康危害很大，會(huì)引發(fā)各種惡性疾病。同時(shí)，二氧化硫隨著與水降落下來(lái)形成硫酸型酸雨（pH值小于5.6的雨水稱(chēng)為酸雨）。具資料顯示，我國(guó)長(zhǎng)江以南大部分城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)都受到酸雨的侵蝕，有進(jìn)一步向北發(fā)展的趨勢(shì)。

同時(shí)，氮氧化物中的N2O俗稱(chēng)笑氣，是溫室效應(yīng)的源頭氣體之一，它是煤低溫燃燒下生成的一種有害氣體。在大氣中N2O的濃度比CO2小得多，但它吸收紅外線的能力是CO2的100倍以上。N2O還是一種破壞大氣圈中臭氧層的氣體。N2O在同溫層與臭氧反映生成NO，消耗了臭氧。

CO2是一種最主要的溫室效應(yīng)氣體，它主要來(lái)自于化石燃料的燃燒。在我國(guó)主要來(lái)自于煤的燃燒，所以神華火力發(fā)電廠的主要廢氣就是CO2?？刂艭O2的排放量的主要的措施是改變能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新能源，減少化石燃料的使用。另外，神華火力發(fā)電廠采用了先進(jìn)的清潔煤燃燒技術(shù)，減少了CO2排放量。

氣態(tài)烴類(lèi)氣體——烷烴、烯烴和芳香烴等有機(jī)化合物等來(lái)自于煤的燃燒過(guò)程中的產(chǎn)物。這些碳?xì)浠衔锱湃氪髿庵?，?yán)重污染環(huán)境，是強(qiáng)致癌物質(zhì)。

二、神華火力發(fā)電廠對(duì)廢氣物的處理措施

神華火力發(fā)電廠對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的最重要的危害之一就是廢氣污染，近年來(lái)，他們采取了各種措施處理廢氣，減少?gòu)U氣對(duì)環(huán)境的影響。他們采取的措施主要有石膏法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硝以及選擇性催化還原煙氣脫硝等措施。

1、石膏法煙氣脫硫。

在燃煤火力發(fā)電廠的鍋爐引風(fēng)機(jī)后部的總煙道中，將需要排放的煙氣引出，通常升壓增壓風(fēng)機(jī)的壓力，使得煙氣經(jīng)過(guò)再熱器，最后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔中廢氣與石灰漿液進(jìn)行充分接觸反應(yīng)后，使得煙氣中的二氧化硫等物質(zhì)被充分的反應(yīng)，最后完成脫硫。在這個(gè)過(guò)程中，利用吸收塔的作用是把含硫氣體與石灰漿液反應(yīng)生成石膏漿液后進(jìn)行濃縮、脫水，最后得到含水量較低的固體石膏，這種固體石膏再次回收綜合利用，真正實(shí)現(xiàn)資源再利用，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展理念。

2、半干法煙氣脫硫技術(shù)。

半干法工藝是利用含有石灰（氧化鈣）的干燥劑或干燥的消石灰（氫氧化鈣）吸收二氧化硫的，這兩種吸收劑都可使用，也可以使用含適當(dāng)堿性的飛灰。

任何干法煙氣脫硫工藝中，關(guān)鍵的控制參數(shù)都是反應(yīng)區(qū)內(nèi)，即反應(yīng)器及其后的除塵器內(nèi)的煙氣溫度。在相對(duì)濕度為40至50時(shí)，消石灰活性增強(qiáng)，能夠非常有效地吸收二氧化硫。煙氣的相對(duì)濕度是利用給煙氣內(nèi)噴水的方法提高的。在傳統(tǒng)的干法煙氣脫硫工藝中，水和石灰是以漿液的狀態(tài)（不論是否循環(huán)）注入煙氣的，但水分布在粉料微粒的表面，水在其中的含量?jī)H占百分之幾。這樣，吸收劑的循環(huán)量比傳統(tǒng)干法煙氣脫硫要高得多。

3、選擇性催化還原法脫硝技術(shù)。

采用選擇性催化還原法脫硝技術(shù)，主要工藝原理如下：脫硝反應(yīng)器布置在省煤器后、空預(yù)器前的空間內(nèi)，滿(mǎn)負(fù)荷設(shè)計(jì)煙氣溫度為370℃，還原劑采用液氨。液氨蒸發(fā)為氨氣后輸送至反應(yīng)器區(qū)，與稀釋空氣混合后稀釋至5%以下，經(jīng)空氣稀釋的氨氣通過(guò)噴氨柵格噴入到反應(yīng)器上游的煙道內(nèi)，與煙氣均勻混合后進(jìn)入到脫硝反應(yīng)器內(nèi)。在反應(yīng)器內(nèi)布置的催化劑的作用下，發(fā)生選擇性催化還原反應(yīng)，生成無(wú)污染的N2和H2O。

煙氣溫度既決定了催化還原反應(yīng)的速度，也決定了催化劑的活性。當(dāng)煙氣溫度在340℃～380℃之間時(shí)，V2O5活性最高及催化劑活性最高，這也是大多數(shù)SCR反應(yīng)器置于省煤器和空預(yù)器之間的原因。當(dāng)煙氣溫度較低，不僅催化劑活性降低，而且噴入的還原劑NH3與SO2反應(yīng)生成硫酸銨，附著在催化劑表面；當(dāng)煙氣溫度較高，噴入的還原劑NH3與O2反應(yīng)生成NOX抵消了脫硝效果。當(dāng)催化劑長(zhǎng)時(shí)間暴露于450℃以上的高溫環(huán)境中可引起催化劑活性位置的燒結(jié)，導(dǎo)致催化劑顆粒增大，表面積減小，而使催化劑活性減低。煙氣溫度主要隨鍋爐負(fù)荷變化而變化，因此應(yīng)盡量保持爐膛負(fù)荷穩(wěn)定，根據(jù)國(guó)家政策的要求，部門(mén)SCR裝置均增裝了省煤器旁路，當(dāng)鍋爐負(fù)荷變化時(shí)，造成SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度變化，這時(shí)可采取煙氣走省煤器旁路的辦法調(diào)節(jié)SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度，達(dá)到全工況脫硝的要求。

采取了以上措施后，神華火力發(fā)電廠的廢氣均達(dá)到了國(guó)家安全排放標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)廢氣物的處理以及對(duì)環(huán)境的監(jiān)督管理進(jìn)行完善，以有效降低污染排放，提高環(huán)境質(zhì)量。

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