火電廠煙氣脫硫脫硝技術的應用與節(jié)能環(huán)保探究

施秦峰 袁旭光 舒貝利

摘要：近年來，我國的火力發(fā)電容量穩(wěn)步增長，但火電廠污染物治理卻面臨更高的要求。本文圍繞火電廠煙氣治理和脫硫脫硝技術進行了探討，供相關人士參考。

關鍵詞：脫硫、脫硝、節(jié)能環(huán)保

1引言

據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計，截止到2019年底，我國發(fā)電裝機總容量已經大道20.1億千瓦，其中火電11.9億千瓦，火力發(fā)電仍舊占據(jù)發(fā)電市場一半以上的容量，是我國電力市場的主力軍。近年來，環(huán)保政策日益收緊，加強火電廠環(huán)保管理工作十分重要。

2火電廠煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀

目前，我國火電廠煙氣治理主要有三種方式，分別是靜電除塵法、干式除塵法和濕式除塵法。而脫硫脫硝技術與上述技術的應用基本上實現(xiàn)了煙氣排放達標的環(huán)保管控工作目標。

3火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用

（1）脫硫技術

濕法脫硫技術：該技術主要的脫硫劑是石灰石、氫氧化鈉、氧化鎂，濕法脫硫技術中又根據(jù)不同的情況分為多種脫硫方法，如氨法、海水法等。濕法脫硫技術是一種應用十分普遍的技術，其應用的突出優(yōu)勢是脫硫反應較快，系統(tǒng)對煙氣的處理效率較高。其不足之處在于，濕法工藝環(huán)境對工藝設備的腐蝕較為嚴重，這就導致設備維護的成本增加，需要考慮采用防腐性能更優(yōu)的設備材質;另外，二次污染的可能性也較高。

干法脫硫技術：該技術是將吸收劑投入二氧化硫發(fā)生器中，通過吸收劑與二氧化硫的充分反應實現(xiàn)脫硫的目的。為了提高干法脫硫效率，新的技術不斷涌現(xiàn)，比如脈沖電暈等離子體技術、電子束照射技術等。電子束照射技術中，通過電子加速器來產生持續(xù)的電子束，煙氣中的水蒸氣和氧氣被激發(fā)產生具有強氧化性的大量自由基，在氨氣的作用下，這些自由基能夠與煙氣中的硫氧化物發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸銨，從而實現(xiàn)脫硫的目的。該技術脫硫效率高，同時產生的副產物可進行再次利用，比如用作化肥原料、工業(yè)生產原料等，可為電廠增加一條經濟來源。但該技術對電子發(fā)射裝置要求較高，同時需要對電子輻射進行屏蔽，以免對工作人員造成危害。離子體技術是上述電子束技術的升級版，不同之處在于反應系統(tǒng)是利用脈沖高壓來創(chuàng)建等離子體環(huán)境，繼而產生高能量電子，代替電子加速裝置，在很大程度上避免了電子加速裝置的設備使用問題。

（2）脫硝技術

火電廠氮氧化物的控制主要包括燃燒中脫硝技術和煙氣脫硝技術，其中燃燒中脫硝技術是指低氮燃燒技術（LNB），煙氣脫硝技術包括SCR、SNCR和SNCR/SCR聯(lián)用技術等。

LNB低氮燃燒技術是新時期國家對燃煤電廠煙氣排放處理倡導的首選技術。在燃煤電廠氮氧化物濃度不符合行業(yè)規(guī)范中的排放指標時，或者排放總量超出行業(yè)規(guī)定的總量標準時，應采取低氮燃燒技術，并在低氮燃燒技術中應注意遵循因地制宜的原則，實現(xiàn)工藝技術成熟且經濟合理的目標。

SNCR技術是利用液氨噴入裝置來控制反應條件和反應氛圍，在高溫的條件下（900～1100℃），利用液氨來將煙氣中的氮氧化物還原為對環(huán)境無害的水和氮氣。在實際應用中，該技術對生產工藝的要求較為嚴格，一般適用于一些火電廠老機組改造工藝中。如果機組負荷的變化的適應性較差時，難以實現(xiàn)理想的脫硝效果。因此該技術在煤質變化波動較大的情況下以及機組負荷變動頻繁的情況下，應用的效果不理想。

SCR脫硝技術是利用液氨作為反應的還原劑，在中溫條件下（300～420℃），借助催化劑的助力來加快促進煙氣中氮氧化物的脫氮反應，將氮氧化物轉化為對環(huán)境無害的水和氮氣。該技術的應用優(yōu)勢是脫硝的效率高，可實現(xiàn)80～90%的脫硝效率，成本合理，具有更高的適應性，尤其是在SNCR技術不適宜的一些機組負荷變化波動情況較大的場景中也能夠具有良好的適應性。

SNCR/SCR技術是上述兩種技術的優(yōu)化整合，其中包括SNCR裝置和SCR裝置。通過在SNCR裝置中噴入液氨來促進煙氣中氮氧化物的還原反應，然后在SCR裝置中進一步借助催化劑來去除煙氣中剩余的氮氧化物，將其轉變?yōu)樗偷獨?。SNCR/SCR技術具有單一技術所達不到的綜合優(yōu)勢，如減少催化劑的使用量，脫硝效率更高，工藝緊湊對空間適應性強，占地面積小、系統(tǒng)壓降小、運行費用少、腐蝕危害小等，該技術的不足之處是工程造價比單一的SCR技術和SNCR技術高，而且系統(tǒng)的工藝設備更加復雜，對工作人員的技術水平要求更高。

4煙氣脫硫脫硝技術與節(jié)能環(huán)保的分析

節(jié)能環(huán)保的理念在煙氣脫硫脫硝中得到越來越多的應用，比如采用一體化工藝節(jié)約重復的工序;在脫硫脫硝工藝中避免使用可能引發(fā)二次污染的催化劑或試劑;對脫硫脫硝中的副產物進行回收和資源再利用，這些都能夠在實現(xiàn)煙氣環(huán)保治理目標的基層上提高資源利用率，節(jié)約電能和物料成本。

5煙氣脫硫脫硝技術的發(fā)展趨勢

隨著大型火電廠生產工藝的提升，脫硫脫硝及煙氣除塵也從獨立的治理工藝走向系統(tǒng)一體化的治理工藝，發(fā)揮出多項技術的綜合協(xié)同優(yōu)勢，在火電廠脫硫脫硝及煙氣除塵工作中表現(xiàn)出更多的優(yōu)勢。其中典型的代表是煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術。一體化技術應用的原理是利用噴射裝置將煙水混合氣吸入液體環(huán)境中，促使煙氣和液體環(huán)境充分混合，在混合的過程中，煙氣中的可溶性物質會溶解在液體中，煙氣中的顆粒物因水的包覆而加速沉淀到溶液底部，這樣就能夠較好地將煙氣中粉塵顆粒與煙氣中硫氧化物等可溶性有害物的集中去除。該工藝應用的優(yōu)勢是工藝結構簡單，脫硫脫硝效果好。當煙氣溶解于弱堿水中時，有害氣體會和堿反應生產鹽類物質，煙氣中的顆粒物被水浸濕，加速沉淀到溶液底部，因此，脫硫脫硝的目標能夠同時實現(xiàn)。目前，煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術在火電廠環(huán)保工藝中得到越來越普遍的應用。

6結語

現(xiàn)階段，火電廠正處于深化改革的關鍵階段。環(huán)保管理技術水平的提升對于火電廠提質增效發(fā)展目標的實現(xiàn)有著不容忽視的意義。為此，企業(yè)及技術人員必須結合火電廠生產工藝實際狀況，進一步加強煙氣治理和脫硫脫硝技術的研究，采取科學合理的措施，為企業(yè)早日走上節(jié)能環(huán)保、高質高效的發(fā)展道路奠定基礎保障。

參考文獻

[1]淺談電廠煙氣脫硫裝置的技術發(fā)展，翟偉軍，《機電信息》，2019（24）

[2]分析火力發(fā)電廠煙氣治理及脫硫脫硝技術，戴榮川，《電力系統(tǒng)裝備》，2019（5）

[3]火力發(fā)電廠寬負荷脫硝技術研究，高天民，苑廣存，周靖，《神華科技》，2019（3）