探究電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)

文_沈淼 蘇暉 孫芳婷

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1 分析火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)的現(xiàn)實意義

科學(xué)技術(shù)水平的提升，使得各行各業(yè)的發(fā)展對煤炭能源的需求量越來越大。據(jù)統(tǒng)計，平均每天直接用于燃燒的煤炭量高達12t。其中，火電廠對煤炭的燃耗量，在目前節(jié)能減排的發(fā)展背景下，仍呈現(xiàn)出遞增趨勢。這種情況下，火電廠大量排放的污染物就會對周邊的生態(tài)環(huán)境建設(shè)造成嚴(yán)重的影響，甚至?xí)纬伤嵊?。雖然處于運行狀態(tài)的燃煤機組的脫硫設(shè)備安裝基本完成，但是，其脫硝以及除塵設(shè)備的應(yīng)用，仍有很大的提升改造空間。因此，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)該在明確脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的情況下，找出優(yōu)化控制的方法策略，這是實現(xiàn)工業(yè)發(fā)展可持續(xù)目標(biāo)的重要課題內(nèi)容。

2 火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)的技術(shù)特點和現(xiàn)狀

2.1 火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)的意義和技術(shù)特點

原煤中除了有碳元素外還有其他的各種能對大氣環(huán)境產(chǎn)生危害的元素，比如硫元素和氮元素等。這些元素的氧化物對大氣環(huán)境和生態(tài)環(huán)境都能造成巨大的危害。如果直接燃燒原煤不僅降低了碳元素的利用率，還將原煤中有害元素的氧化物釋放到了大氣之中，最終導(dǎo)致酸雨、光化學(xué)煙霧等出現(xiàn)。脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)在火電廠的應(yīng)用使得這種現(xiàn)象得到了改善，不僅大幅度降低了污染物的排放量，還提高了煤炭資源的利用率，在一定程度上降低了電力的成本。

脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)具有許多很好的技術(shù)優(yōu)勢，首先這種技術(shù)工藝并不復(fù)雜不需要很多的人力即可進行操作。其次這種技術(shù)因為極大地節(jié)省了人力成本，所需要的電力成本也并不是太多，所以這種技術(shù)的另一個優(yōu)點便是運行成本非常低。最后這種技術(shù)具有相當(dāng)強的適應(yīng)性，不論是什么型號規(guī)模的電廠鍋爐都能夠非常好地使用這項技術(shù)，而且不會產(chǎn)生二次污染，可以確保發(fā)電過程中產(chǎn)生的污染物的排放量達到最低。

2.2 火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)的現(xiàn)狀

隨著社會的不斷發(fā)展,國家對于環(huán)境的保護也越來越嚴(yán)格，“綠水青山”也成為了當(dāng)代人們的追求。在這種背景之下，治理火電廠在發(fā)電過程中產(chǎn)生的大量的大氣污染物已經(jīng)迫在眉睫，脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)廣泛應(yīng)用于火電廠的發(fā)電過程之中，為降低污染物的排放量做出了巨大的貢獻。可是我國的脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)與國外的先進技術(shù)還存在一定的差距，所以火電廠企業(yè)應(yīng)該結(jié)合自身的實際情況積極對此技術(shù)進行創(chuàng)新和改進，使這項技術(shù)可以更好地為企業(yè)的節(jié)能減排工作做出更大的貢獻，提升企業(yè)在市場中的競爭力。

3 電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)分析

3.1 脫硫脫硝技術(shù)

（1）濕法脫硫脫硝技術(shù)

濕法脫硫脫硝技術(shù)是目前火電廠進行原煤的脫硫脫硝處理中最常采用的技術(shù)。常見的方式主要有兩種。其一是利用吸收劑對發(fā)電過程中產(chǎn)生的各種大氣污染物進行吸收，以此來達到脫硫脫硝的目的。另一種是傳統(tǒng)的石灰石--石膏濕法技術(shù)，這種技術(shù)的脫硫脫硝的效果非常好，甚至達到了90%以上的脫除率。此外通過這種方法得到的副產(chǎn)物也能通過回收進行再次利用，避免了脫硫脫硝后的副產(chǎn)物對環(huán)境進行二次污染或者副產(chǎn)物難處理的問題產(chǎn)生。

（2）干法脫硫脫硝技術(shù)

干法脫硫脫硝技術(shù)的使用必須在干燥的環(huán)境之中，這項技術(shù)通過吸收劑對鍋爐發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢氣中的硫和硝進行吸收和反應(yīng)，以此達到脫硫脫硝的目的。因為在這個過程中不會產(chǎn)生水蒸氣、硫蒸氣等對機器設(shè)備有害的腐蝕氣體，所以采用這種方式可以在一定程度上保護機器設(shè)備。這種技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷地完善，目前出現(xiàn)了許多新的處理方式。比如采用電子束對煙氣進行輻照，或借助高能電子對硫元素和氮元素產(chǎn)生的各種化合物進行分解以此脫硫脫硝的方法。這些新的技術(shù)和方法豐富了干法脫硫脫硝技術(shù)，提高了脫硫脫硝的效率和脫除率，使干法脫硫脫硝技術(shù)可以更好地促進火電廠的發(fā)展。

（3）半干法脫硫脫硝技術(shù)

半干法脫硫脫硝技術(shù)也是目前常用的脫硫脫硝技術(shù)之一，該技術(shù)是在固體、液體、氣體中對煙氣的濕熱蒸發(fā)反應(yīng)來達到脫硫脫硝的目的。這種技術(shù)有兩種方式可以實現(xiàn)脫硫脫硝。第一是在電廠鍋爐內(nèi)部通過增濕和添加活化反應(yīng)劑來和煙氣中的含有硫元素和氮元素的化合物進行反應(yīng)和吸收。第二是將吸收劑進行液霧化處理，使其可以更快更充分地與煙氣反應(yīng)，以此提高硫和硝的脫除率。這種技術(shù)具有遼闊的發(fā)展空間，所以企業(yè)應(yīng)該積極地對其進行改良和完善。

3.2 煙氣除塵技術(shù)

對煤炭燃燒過程產(chǎn)生的各種固體小顆粒和煙塵進行處理的過程就是煙氣除塵技術(shù)的原理。現(xiàn)在火電廠普遍使用的煙氣除塵技術(shù)只有兩種：靜電除塵和袋式除塵。這兩種技術(shù)中靜電除塵的除塵效率更高，本文主要分析靜電除塵技術(shù)。

靜電除塵技術(shù)是將煙塵先通過強電場，使粉塵顆粒帶上電子，使其在通過除塵電板時被通電的電板吸附下來，這樣便可以將粉塵處理干凈。靜電除塵技術(shù)的除塵效率很高，也具有很大的發(fā)展和應(yīng)用前景。

4 各項技術(shù)的未來發(fā)展

4.1 脫硝技術(shù)的發(fā)展

脫硝技術(shù)主要通過兩個方式，一是低氮燃燒技術(shù)；另一個是SCR 煙氣脫硝技術(shù)。兩種技術(shù)均可使燃燒更充分，達到充分脫硝效果。目前，火電廠爐內(nèi)煙氣脫硝技術(shù)常采用以下三種方式，一是把還原劑放進煙氣內(nèi)，利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氮氣與水，溫度會達到350℃左右，脫硝率最高可達90%左右；二是SNCR 煙氣脫硝技術(shù)，該技術(shù)的反應(yīng)器為爐膛，當(dāng)爐膛溫度達到850 ～1100℃，脫硝還原劑所分解出的NH3與爐內(nèi)產(chǎn)生的NOx 發(fā)生SNCR 化學(xué)反應(yīng)，生成N2，該技術(shù)的脫硝效率不高，大約在20%～50%，同時所產(chǎn)生的N2O 對臭氧會造成不利影響；三是SNCR/SCR 聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)，該脫硝技術(shù)效率在60%～80%，是前兩種技術(shù)的綜合，但是由于系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性，實際應(yīng)用較少。

4.2 分析脫硫技術(shù)的發(fā)展

脫硫技術(shù)采用石灰石-石膏濕法是比較普遍的，但是，火電廠脫硫技術(shù)的關(guān)鍵在于吸收塔，吸收塔的型式不同，所產(chǎn)生的效果也會不同。通常吸收塔分為四種：一是填料塔。填料塔利用內(nèi)部固體填料，可以讓漿液從填料層表層流入其中，和爐膛內(nèi)煙氣融合，實現(xiàn)脫硫目的，但是，在應(yīng)用這種方法時，可能產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象；二是液柱塔。通過煙氣與氣、液融合，充分傳質(zhì)，完成脫硝，雖然在脫硫方面效率很大，但是，爐內(nèi)無阻塞，煙氣產(chǎn)生的阻力會造成脫硫損失較多；三是噴淋吸收塔。噴淋吸收塔脫硫技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，通常，爐膛煙氣自上到下運動，外形為喇叭狀，或是利用特定角度可以向下噴射，對煙氣進行充分吸收。雖然從結(jié)構(gòu)上和造價上都優(yōu)越于前兩種，但是煙氣分布不均勻；四是鼓泡塔。利用石灰石將煙氣壓置下面，但煙氣與漿液融合后就會產(chǎn)生鼓泡，起到很好的脫硫效果，效率高，煙氣流量分配均勻，缺點是阻力較大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

4.3 分析除塵技術(shù)的發(fā)展

除塵技術(shù)在運行穩(wěn)定性來看，電除塵效率要較高一些，電除塵技術(shù)的發(fā)展趨勢傾向于采用旋轉(zhuǎn)電極的方式，旋轉(zhuǎn)電極電場中陽極部分采用回轉(zhuǎn)的陽極板和旋轉(zhuǎn)的清灰刷。當(dāng)煙塵達到反電暈厚度時，就會把灰塵徹底清除，不會產(chǎn)生二次煙塵，這種除塵效果好，而且在排放的濃度上也會有所降低。除此之外，對于粉塵排放標(biāo)準(zhǔn)較高的火電廠而言，還可以增設(shè)濕式靜電除塵器，由于煙氣的粉塵顆粒能夠吸附帶電負(fù)離子，就可以通過濕式靜電除塵器將積塵進行吸附，而相比于干式電除塵器而言，濕式電除塵器效率可達70%。

5 結(jié)語

人們和社會對于生態(tài)環(huán)境的要求都越來越高，為了滿足人們的需求以及企業(yè)更好更平穩(wěn)地發(fā)展，火電廠有必要對發(fā)電過程中產(chǎn)生的各種大氣污染物進行治理，電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)的重要性便由此凸顯出來，火電廠應(yīng)該更加重視這項技術(shù)的應(yīng)用，更積極地進行節(jié)能減排工作，提升企業(yè)在市場中的競爭力。