燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝的技術(shù)研究

楊鑫

摘要：燃煤電廠所排放的煙氣中，包含著多種有毒的成分，直接排放會對大氣造成嚴(yán)重傷害，因此在對大氣污染的治理中，燃煤電廠對煙氣排放的有效處理十分重要。對脫硫脫硝技術(shù)科學(xué)應(yīng)用，可對煙氣中的有害物質(zhì)有效治理，同時還能將其轉(zhuǎn)化為其他化學(xué)原料，促進自身生產(chǎn)效益提高的同時，為治理大氣污染添磚加瓦。本文對燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝的技術(shù)進行分析研究。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；煙氣治理策略；脫硫脫硝技術(shù)

1、燃煤電廠煙氣的特點及危害

鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的煙氣含有多種污染物，例如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、飛灰，以及少量的氯化物、氟化物等等。鍋爐燃燒溫度通常在1200℃以上，其污染物主要是無機物。燃煤電廠煙氣中氣態(tài)污染物濃度一般較低，其濃度明顯低于化工廠煙氣、有色金屬冶煉的氣態(tài)污染物。由于污染物濃度很低，在氣態(tài)物質(zhì)回收和利用方面會投入較高的成本，而且工作難度大，回收利用的經(jīng)濟效益往往受到影響。燃煤電廠鍋爐煙氣有一定的溫度和濕度。由于煙氣量大，煙溫一般高出環(huán)境空氣較多，且用高煙囪排放，因而煙氣抬升高度大，擴散范圍廣，隨風(fēng)傳輸形成連續(xù)的煙流，距離可達幾百甚至幾千公里。煙氣中SO2與NOx的轉(zhuǎn)化與沉降是一個緩慢的過程，因此可傳輸較遠的距離。

煤炭燃燒后產(chǎn)生的煙氣中的有害微小顆粒，進入到大氣后，造成大氣質(zhì)量下降，導(dǎo)致工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重損失同時，還會對社會人群帶來呼吸道疾病的隱患、困擾。在煤炭燃燒排放煙氣中的二氧化碳、二氧化硫等物質(zhì)會與大氣中所含的水蒸氣結(jié)合，致使雨水的pH值降低，繼而形成酸雨。另外，燃煤電廠排放煙氣中的微小顆粒，是促進空氣中霧霾形成的重要原因。酸雨會導(dǎo)致地下水變質(zhì)、土壤編制，影響農(nóng)業(yè)的發(fā)展霧霾中包含20多種會的有毒、有害物質(zhì)，對人體的健康危害極大，進入人體支氣管，會導(dǎo)致肺部炎癥，呼吸道、腦血管等多種病癥。

2、燃煤電廠煙氣治理策略

首先，開發(fā)綠色新型能源，提高環(huán)境效益。要想徹底解決燃煤電廠排放的煙氣污染問題，必須積極開發(fā)一種新型無污染的綠色能源，當(dāng)然，新型能源的尋找、開發(fā)過程是非常緩慢的，需要在實踐過程中不斷的探索、實驗，在尋找、開發(fā)新能源的過程中我們應(yīng)積極節(jié)約能源，減小能源耗損，提高能源的利用率，同時采取措施嚴(yán)格控制污染源的煙氣排放量，防止污染的進一步惡化，使環(huán)境保護與經(jīng)濟建設(shè)相協(xié)調(diào)，提高環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

其次，推廣除塵設(shè)備。增設(shè)除塵設(shè)備，是燃煤電廠較多采用的，對燃燒廢棄物或是燃氣的處理方法，通過除塵的原理，可分為機械式除塵設(shè)備，靜電吸塵設(shè)備、布袋除塵設(shè)備等，目前應(yīng)用最為廣泛的就是利用電除霧器進行廢棄處理。

最后，改進除塵技術(shù)。要想治理燃煤電廠煙氣問題，最根本的方法是采用科學(xué)技術(shù)治理煙氣，有效去除煙氣中所含有的有害物質(zhì)。因此，燃煤電廠應(yīng)充分認(rèn)識到排放煙氣的危害，加大科學(xué)技術(shù)投入，關(guān)注治理煙氣新技術(shù)，不斷改進并完善落后的治理技術(shù)，采用潔凈煤技術(shù)以及廢氣治理技術(shù)，利用科學(xué)技術(shù)手段解決電廠煙氣污染問題，真正做到能源可持續(xù)全面利用與治理環(huán)境污染問題相結(jié)合。

3、燃煤電廠煙氣脫硫脫硝的技術(shù)

3.1脫硫技術(shù)

燃煤電廠內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)節(jié)之重，脫硫的作用點技術(shù)分別在燃煤燃燒前、燃煤燃燒中以及燃燒后三點。燃燒前采用物理性的脫硫方法，讓煤粉首先通過磁力篩選，利用礦物質(zhì)的磁性減少燃煤原料中所含的硫元素。燃燒階段，將硅酸鹽加入到燃燒中的燃煤煤炭中，通過化學(xué)反應(yīng)將硫元素固化，進而進行脫硫處理。脫硫的過程為燃煤中含硫化合物在高溫下與固硫劑（碳酸、硅酸類化合物）產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進而形成化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的硫酸鹽，不會變成煙氣飄向大氣，而是隨殘渣一起排出。在燃燒之后，該階段脫硫技術(shù)是為確保二氧化硫不會進入大氣循環(huán)的措施，使堿性物質(zhì)與含硫氧化合物產(chǎn)生反映形成亞硫酸鹽、硫酸鹽，存留在溶液之中。

燃燒后的脫硫技術(shù)（簡稱FGD），主要包含濕法、半干法、干法三種脫硫形式，這是防止二氧化硫排放到大氣中的最后一道防線。濕法脫硫方法是指以氫氧化鈉、氫氧化鈣等強堿性溶液作為二氧化硫的吸收皿，同時以含有大量碳酸鈣的石膏等作為輔助，強力吸收煙氣中的二氧化硫，這種方法在燃煤電廠中應(yīng)用最為廣泛。半干法脫硫方法是在高溫蒸發(fā)的水分環(huán)境里使堿性粉末反應(yīng)成固態(tài)千粉，設(shè)備管理簡單，運行維護方便，但效果不如濕法脫硫方法好。干法脫硫方法指的是在高溫高壓或催化反應(yīng)作用下，使粉狀或顆粒狀的固態(tài)吸收劑分解成電子，從而減少二氧化硫，這種方法反應(yīng)慢、耗時多，因此應(yīng)用較少。

石灰石一石膏法是眾多濕法脫硫技術(shù)中最為常用的方法，其工作原理是二氧化硫能夠和石灰石漿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此二氧化硫能夠被吸收而達到脫硫的目的，在此反應(yīng)過程中，石膏是反應(yīng)的副產(chǎn)品，因此被稱為石灰石一石膏法。相較于其他的脫硫方法，此方法具有兩個優(yōu)勢：一是在這個脫硫反應(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；二是反應(yīng)的副產(chǎn)品為石膏并不會產(chǎn)生情況嚴(yán)重的二次環(huán)境污染，并且能夠重復(fù)進行使用。于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(dāng)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。

3.2脫硝技術(shù)

脫硝技術(shù)指將氮氧化合物在煙氣中的含量降低，作用點分部在燃燒中期和后期，燃燒中期通過降低氮氧化合物來實現(xiàn)脫硫，在燃燒后期通過排放來實現(xiàn)。目前，脫硝技術(shù)采用催化還原反應(yīng)輔助粉末吸附方法進行脫硝過程。在該技術(shù)中，會使用到多種濃度、種類的化學(xué)藥品。粉末吸附選擇具有吸附性質(zhì)、和粉末活性炭相似的粉末狀固體物質(zhì)，相比脫硫，溶液內(nèi)的反映要復(fù)雜，同時溶液的濃度、具體成分都有所不同。催化劑反映指利用催化劑加快其反應(yīng)的速度，使用還原劑還原氮元素，以至于將有毒的氮氣化合物轉(zhuǎn)為氮氣。此外，目前還出現(xiàn)一種新型脫硝技術(shù)——電子束脫硝，指將煙氣在800MeV-1MeV電子束下照射，使煙氣中所含的二氧化硫、氮氧化合物結(jié)合，轉(zhuǎn)化為硝硫銨、硫酸銨等物質(zhì)，該技術(shù)目前在工業(yè)領(lǐng)域較多被應(yīng)用。

4、結(jié)語

為了保護環(huán)境，提高電廠的經(jīng)濟效益和社會效益，必須對燃煤電廠鍋爐排放的煙氣進行有效治理和預(yù)防。不僅要開發(fā)新型綠色能源，還要推廣除塵設(shè)備、改進除塵技術(shù)，采用煙氣脫硫脫硝技術(shù)，控制并減少煙氣中的有害物質(zhì)，有效促進電廠的可持續(xù)健康發(fā)展。

參考文獻：

[1]低碳經(jīng)濟環(huán)境下的燃煤電廠脫硫脫硝除塵技術(shù)[J].蔡鐵城，黃志祥.中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè).2018（16）.

[2]燃煤電廠煙氣污染物協(xié)同脫除方法綜述[J].徐蕓菲，何寬，檀玉，梁可心.電力科技與環(huán)保.2018（03）.

（作者單位：山西平朔煤矸石發(fā)電有限責(zé)任公司）