火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

彭景莉 趙恒海

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)得到了有效的發(fā)展，同時(shí)也成為當(dāng)下煙氣污染治理的重要措施之一，但是部分技術(shù)由于水平較低，成本消耗過高，導(dǎo)致很多技術(shù)得不到有效的應(yīng)用，所以，要加大對(duì)相關(guān)技術(shù)的探究力度，解決技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，為環(huán)境治理貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣脫硫脫硝；一體化技術(shù)

引言

在火電廠的煙氣脫硫脫硝過程中，煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的應(yīng)用效果十分理想，使得硫氧化物與氮氧化物對(duì)大氣產(chǎn)生的污染有效降低，而且還增強(qiáng)了對(duì)兩者的凈化與治理力度。在此基礎(chǔ)上，充分利用了處理以后所產(chǎn)生的副產(chǎn)品，使得能源可以循環(huán)利用，與我國(guó)的節(jié)能環(huán)保要求相吻合，有效地增強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)效益，降低了環(huán)境污染。為此，煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)值得廣泛推廣與使用。

1脫硫脫硝一體化技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1概述

環(huán)保理念的不斷發(fā)展，受到各個(gè)行業(yè)的廣泛關(guān)注，在環(huán)保理念下，對(duì)火電廠煙氣的排放要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)和脫硝技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的需求，所以必須對(duì)煙氣處理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，針對(duì)這一問題，技術(shù)人員將脫硫技術(shù)和脫硝技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，形成一種新型裝置，這種一體化裝置改變傳統(tǒng)工作模式，優(yōu)化脫硫脫硝技術(shù)。

1.2流程設(shè)計(jì)

火電廠中排放出煙氣以后，會(huì)被旋風(fēng)器進(jìn)行首次清除，并將大型顆粒進(jìn)行回收，之后大部分的除塵和脫硫脫氮工作在自激式除塵器中完成，然后再次經(jīng)過沖擊淋洗塔的除塵脫硫脫氮工作，最后利用汽水分離器將其分開，進(jìn)行最后一次除塵脫硫脫氮工作。

1.3物料衡算

物料衡算是指在遵循質(zhì)量守恒定律的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，并獲得輸入和輸出與物流和金額定量計(jì)算過程，與此同時(shí)還可以獲得設(shè)備和材料的平衡。物料平衡是脫硫脫硝一體化技術(shù)設(shè)計(jì)重要的組成部分，物料衡算工作直接影響著管道的選擇和設(shè)計(jì)。

1.4熱量計(jì)算

熱量計(jì)算是以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的一項(xiàng)計(jì)算工作，通過熱量計(jì)算可以平衡工業(yè)生產(chǎn)中的物料。熱量計(jì)算中需要對(duì)物料進(jìn)行采集，并在物料中提取能量，這種能量在生活中隨處可見比如說(shuō)熱能、動(dòng)能等，在火電廠生產(chǎn)中最常見的就是熱能。

2火電廠煙氣聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

2.1聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)中的煙氣凈化技術(shù)

在應(yīng)用煙氣凈化工藝過程中，利用脈沖噴射式布袋除塵室將除塵、脫硝、脫硫有效的結(jié)合在一起。火電廠的煙氣中含有SO2，首先在布袋除塵器中注入鈉基脫硫劑和鈣劑，再通過布袋外表的過濾層將SO2脫除掉，對(duì)于火電廠煙氣中含有的NOX主要通過氨氣來(lái)進(jìn)行消除，首先將氨氣噴入煙道中，再利用布袋中的SCR來(lái)完成下一步工作。同時(shí)要完成煙氣的除塵工作，在該流程中主要利用布袋自身具有的功能來(lái)實(shí)施。該工藝主要有以下特點(diǎn)：第一，在正常情況下，利用煙氣凈化工藝能夠?qū)煔獾?5%去除；第二，由于該工藝將3種污染物的脫出功能綜合為一體，有效地降低了占地面積和技術(shù)應(yīng)用成本；第三，應(yīng)用煙氣凈化工藝時(shí)，在選擇性催化劑脫硝之前就已經(jīng)將顆粒物和SO2去除，有效地降低了硫酸銨在催化劑層中的中毒、磨損以及堵塞。

2.2聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)中的活性炭技術(shù)

在應(yīng)用活性炭技術(shù)過程中，具體的工作原理如下：第一，在脫硫塔中設(shè)置有活性炭，活性炭會(huì)將通過脫硫塔的煙氣中的SO2吸附掉，再經(jīng)過催化、氧化后將SO2轉(zhuǎn)化為吸附態(tài)的硫酸，并隨著活性炭轉(zhuǎn)送到分離塔中。第二，當(dāng)煙氣中的SO2被吸附掉后，剩余的煙氣會(huì)輸送到二級(jí)脫硝塔中，通過活性炭的進(jìn)一步催化，使煙氣中的NH3和NO2產(chǎn)生反應(yīng)進(jìn)一步生成N2。第三，在分離塔中利用活性炭吸附硫酸，在350℃的環(huán)境下進(jìn)行熱解和再生，從而將高濃度的SO2釋放出來(lái)。在應(yīng)用活性炭技術(shù)實(shí)施脫硫脫氨主要注意以下幾點(diǎn)：第一，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到100～200℃時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)90%的SO2脫出率、70%的NOX脫出率；第二，為了保障活性炭的性能，要注意活性炭的制備流程和質(zhì)量，其中包括原料性質(zhì)、炭化以及活化等特征；第三，要高度關(guān)注活性炭應(yīng)用過程中的液NH3、煙氣流量、入口煙溫以及滯留時(shí)間等，從而保障活性炭技術(shù)發(fā)揮有效的脫硫脫硝效能。

3火電廠煙氣同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

3.1干式同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)分析

以高能輻射法為例，高能輻射法主要分為兩種，一種是PPCT，另外一種是EBA，其中EBA是電子束照射法的縮寫，主要是通過電子加速器產(chǎn)生的高能等離子體對(duì)煙氣中的污染物實(shí)施氧化，通過強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)來(lái)消除NOX和SO2，同時(shí)利用水蒸氣進(jìn)一步的反應(yīng)，最終生成硫酸和硝酸，同時(shí)和提前注入的氨進(jìn)行反應(yīng)，最終獲得硝酸銨和硫酸銨，而干凈的煙氣會(huì)被排放出去。PPCT是脈沖電暈等離子體法的縮寫，該方法通過高壓脈沖電源發(fā)電來(lái)將加速器電子束進(jìn)行替代，整體的應(yīng)用原理和電子束照射法相同。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電子束法已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用，整體的脫硫效果可以達(dá)到90%，脫硝率略低，整體達(dá)到了18%，但是其具有明顯的優(yōu)勢(shì)，例如脫硫脫硝過程中不會(huì)產(chǎn)生廢渣、廢水，同時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染，生成的副產(chǎn)物經(jīng)過進(jìn)一步的加工生成肥料，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是其缺點(diǎn)也非常明顯，消耗的成本比較高，脫硫脫硝過程會(huì)對(duì)產(chǎn)生的X射線進(jìn)行防護(hù)，但是在工程中可能出現(xiàn)污染的轉(zhuǎn)嫁。

3.2濕法煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

3.2.1WSA-SNOx

工藝。在這一工藝中煙氣首先在SCR反應(yīng)器中與催化劑發(fā)生反應(yīng)，氮氧化物被氨還原成氮?dú)猓鬅煔膺M(jìn)入改制器中，將二氧化硫催化成三氧化硫，然后在瀑布膜中冷凝器的作用下，將氣體進(jìn)行凝結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)生硫酸，經(jīng)過濃縮技術(shù)可以形成濃硫酸，這種工藝除了消除氨氣以外不消除其他的化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生廢水廢氣等，脫硝率能夠達(dá)到95%以上，具有巨大優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)是投資費(fèi)用比較高，并且產(chǎn)生的濃硫酸運(yùn)輸和儲(chǔ)藏都存在一定難度。

3.2.2氯酸氧化法

這種方法是在強(qiáng)氧化劑的作用下，吸收煙氣中的二氧化硫和氮氧化合物，采用氧化吸收塔以及堿式吸收塔兩種工藝，對(duì)硫和硝的脫除率非常高。在應(yīng)用這一工藝中，還可以將煙氣中的含有的微量金屬元素去除，具有極強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)用性，這一工藝中的優(yōu)點(diǎn)是在常溫或者吸收劑比較低的情況下仍然能夠?qū)煔膺M(jìn)行氧化吸收。當(dāng)然這種工藝也有缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)是對(duì)氯酸吸收劑難以進(jìn)行把控，會(huì)產(chǎn)生二次污染的廢酸，其缺點(diǎn)的存在在應(yīng)用中受到一定限制。

3.2.3濕式絡(luò)合吸收法

這一方法是在濕法脫硫技術(shù)中加入適量的金屬螯合物，這種物質(zhì)能夠迅速與氮氧化合物發(fā)生反應(yīng)，加快氮氧化物的吸收，同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝功能，但是這一技術(shù)中金屬螯合物的循環(huán)利用比較困難，所以在應(yīng)用中還沒有得到廣泛推廣。

結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前世界上廣泛應(yīng)用的不可再生資源以及火電廠主要應(yīng)用的焦點(diǎn)能源就是煤炭。我國(guó)煤炭的使用量是非常巨大的，因此許多的氮氧化合物以及硫氧化合物在煤炭燃燒過程中產(chǎn)生，從而對(duì)大氣造成污染，所以對(duì)火電廠脫硝技術(shù)與應(yīng)用以及脫硫脫硝一體化的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究是非常有必要的。

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