火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)分析

楊超玉

山東神華山大能源環(huán)境有限公司 山東 濟(jì)南 250014

1、前言

嚴(yán)重的霧霾問題從很大程度上可以說是因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)過程帶來的大氣污染導(dǎo)致的，火電廠發(fā)電過程中使用的燃煤中存在大量的硫元素或氮元素，燃燒之后就會(huì)產(chǎn)生大量的SO2和NOx，很多燃煤電廠在運(yùn)行過程中這一問題都會(huì)十分顯著的體現(xiàn)出來，所以就有必要采取措施優(yōu)化工藝，使用一體化的脫硫脫硝技術(shù)，防止環(huán)境污染。

2、技術(shù)概述

2.1 技術(shù)現(xiàn)狀

火力發(fā)電廠在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的有害物質(zhì)，這些物質(zhì)和人們生活過程中產(chǎn)生的各種有害排放物共同給大氣環(huán)境以負(fù)面影響，這樣一來不僅對(duì)人們的生活環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重危害，還會(huì)給人體帶來顯著的負(fù)面影響?？偟膩砜矗痣姀S運(yùn)行過程中排放的主要污染物是硫化物和硝化物，目前燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)分別處理,脫硫脫硝取得了一定的成果。但現(xiàn)有工藝往往裝置龐大、工藝復(fù)雜,不僅投資巨大，而且浪費(fèi)了大量的資源，增加了運(yùn)營(yíng)成本和管理難度，給電力的發(fā)展帶來了很大的壓力。

2.2 技術(shù)設(shè)計(jì)

在社會(huì)各界都越來越重視環(huán)保問題的情況下，傳統(tǒng)的脫硫脫硝工藝已經(jīng)難以滿足日益提高的環(huán)保要求。為了解決這一問題，技術(shù)人員結(jié)合傳統(tǒng)脫硫脫硝技術(shù)，研發(fā)了新的設(shè)備，改變了傳統(tǒng)的工藝過程，優(yōu)化了脫硫脫硝技術(shù)?；鹆Πl(fā)電廠原煙氣首先經(jīng)過旋風(fēng)分離器對(duì)大顆粒粉塵進(jìn)行回收，之后進(jìn)入脫硫脫硝一體化設(shè)備進(jìn)行脫硫、脫硝，從而達(dá)到脫硫脫硝的效果。物料平衡計(jì)算和熱量平衡計(jì)算是脫硫脫硝工藝設(shè)計(jì)的重要組成部分。物料平衡計(jì)算是指根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，定量計(jì)算輸入、輸出和物流的過程，以及各設(shè)備之間物料的平衡。熱量平衡計(jì)算是基于熱力學(xué)第一定律，對(duì)工藝過程中的熱量進(jìn)行平衡。在熱量平衡計(jì)算中，找出工藝過程中需要熱量和產(chǎn)生熱量的環(huán)節(jié)，并對(duì)熱量進(jìn)行充分利用，減少能量消耗，達(dá)到節(jié)能效果。

3、常見脫硫脫硝一體化技術(shù)

3.1 SNRB凈化

SNRB凈化工藝是在傳統(tǒng)脫硫脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合選擇性催化還原技術(shù)，提出的一種新型的高溫?zé)煔鈨艋夹g(shù)，采用高溫布袋除塵器對(duì)SO2、NOx、粉塵進(jìn)行一體化去除。首先通過在省煤器后的煙道內(nèi)噴入堿性物質(zhì)（鈣基或鈉基）脫除煙氣中的SO2；然后在布袋除塵器前噴入NH3，在布袋除塵器的濾袋中懸浮選擇性催化劑，在催化劑的作用下，NH3與NOx發(fā)生反應(yīng)生成N2和H2O，以達(dá)到脫除NOx的目的。該技術(shù)將SO2、NOx、顆粒物三種污染物的脫除都集中在同一個(gè)設(shè)備上，從而降低了裝置造價(jià)，減少了占地面積，降低了運(yùn)行成本。

3.2 活性炭法

活性炭是由木質(zhì)、煤質(zhì)和石油焦等含碳的原料經(jīng)熱解、活化加工制備而成的，具有較大的表面積和發(fā)達(dá)的微孔功能材料?；钚蕴棵摿蛎撓跫夹g(shù)主要利用活性炭具有較大的表面積、良好的孔隙結(jié)構(gòu)、豐富的表面基團(tuán)、高效的原位脫氧能力等特點(diǎn)，去除煙氣中的SO2和NOx。原煙氣進(jìn)入活性炭脫硫脫硝一體化裝置，通過裝置中的活性炭床層吸附煙氣中的SO2，在活性炭的吸附過程中，先通過活性炭的催化作用，SO2被氧化為SO3，在水蒸氣的作用下，SO3又形成了硫酸，沉積在活性炭的內(nèi)部孔隙上，從而達(dá)到脫除的SO2目的。在一體化裝置后部噴入NH3，在活性炭的催化作用下NOx與NH3反應(yīng)生成N2和H2O。

3.3 高能輻射法脫硫脫硝

又可以分為電子束照射法和脈沖電暈等離子體法,它們?cè)谑褂孟嗤瑱C(jī)制的不同裝置中發(fā)生反應(yīng)。電子束照射法主要使用粒子加速器來讓煙氣中的SO2和NO進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成的SO3和NO2溶解在水蒸氣當(dāng)中，水蒸氣液化之后得到硫酸和硝酸，硫酸和硝酸在設(shè)備中與氨反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨，凈化后的煙氣排放到大氣中。脈沖電暈法采用高壓脈沖裝置代替粒子加速器。采用高能輻射法脫硫脫硝工藝不會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢渣，也因而避免了固廢對(duì)于環(huán)境產(chǎn)生二次污染。

3.4 濕法脫硫脫硝

氯酸氧化法煙氣脫硫脫硝技術(shù)是采用含有氯酸的強(qiáng)氧化劑將SO2和NO氧化為易溶于水的形態(tài)，以此達(dá)到吸收脫除的效果。氧化過程在氧化塔中進(jìn)行；后續(xù)工藝采用NaOH和Na2S來吸收殘余的酸性氣體，吸收過程在堿式吸收塔中完成。氯酸氧化法脫硫脫硝工藝可實(shí)現(xiàn)在一套設(shè)備中同時(shí)脫硫脫硝，脫除效率可高達(dá)95%以上，并且與催化還原技術(shù)相比沒有催化劑中毒、失活等問題。該工藝適用性強(qiáng)，對(duì)入口煙氣的限制范圍不高，在常溫、吸收劑濃度較低時(shí)也可以進(jìn)行氧化吸收。但存在氯酸氧化劑價(jià)格高，對(duì)設(shè)備腐蝕性強(qiáng)、產(chǎn)生廢酸造成二次污染等問題。

絡(luò)合物吸收工藝是在現(xiàn)有濕法脫硫漿液中加入絡(luò)合吸收劑，絡(luò)合吸收劑與NO迅速發(fā)生反應(yīng)形成亞硝酰絡(luò)合物，從而加快了NO的吸收速率，并加大了其吸收容量。同時(shí)亞硝酰絡(luò)合物可與溶液中吸收SO2形成的SO32-/HSO3-發(fā)生反應(yīng)，形成一系列N-S化合物，并使絡(luò)合吸收劑再生。在同一個(gè)反應(yīng)器中脫除SO2的同時(shí)，吸收NOx，實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫硝的目的。但絡(luò)合吸收劑再生速度慢，絡(luò)合吸收劑循環(huán)利用比較困難，如果能解決絡(luò)合劑的再生問題，該技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用。

4、結(jié)束語

隨著環(huán)境保護(hù)理念的深入，有必要加強(qiáng)對(duì)煙氣中污染物的分析，為脫硫脫硝技術(shù)提供科學(xué)有效的依據(jù)。煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)可以提高火電廠周圍的環(huán)境質(zhì)量，降低運(yùn)行成本。同時(shí)加快煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研究和推廣，提高火電廠的生產(chǎn)和運(yùn)行效率，可以創(chuàng)造更好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。