火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用與節(jié)能環(huán)保

夏明洋

（唐山開灤熱電有限責任公司，河北 唐山 063000）

燃料燃燒是煙氣的主要來源，而煙氣中所含有的煙塵、二氧化硫以及氮氧化物等有害物質是造成大氣污染和酸雨問題的主要因素。以“十五”期間為例，我國投入了967 億元用在二氧化硫與酸雨污染防治。如何有效地去除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，已經(jīng)得到全球研究者的重視。

1 煙氣脫硫脫硝技術的簡述

1.1 干法脫硫

干燥和半干燥煙道氣脫硫系統(tǒng)中的固體堿性吸收劑，通過煙氣穿透堿性吸收劑和煙道氣的方式和煙道氣進行接觸，無論何種環(huán)境下，其中含有的二氧化硫和固體堿性物質都一定會反應生成硫酸鹽和亞硫酸鹽。為了快速發(fā)生反應，固體堿性物質要細小或松散。半干法煙道將水加入到氣體脫硫系統(tǒng)的煙道氣中，使堿性物質顆粒表面形成液膜，再將二氧化硫加入其中，可以使固體堿性物質反應速度提高，此技術中的脫硫和之后的處理都是在干燥環(huán)境中進行，這種方法對設備的腐蝕不是很明顯，沒有存在污水排放現(xiàn)象，并且在排放氣體的過程中沒有顯著的溫度下降，它使煙囪更容易通風和擴散。但是，該方法存在脫硫劑使用效率低、設備龐大等缺陷。

1.2 濕式同時脫硫脫硝技術的分析

濕式同時脫硫脫硝技術在國際上有兩種高效的方法，一種是WSA-SNOx 方法，另一種則是氯酸氧化法。其中WSASNOx 方法的工作原理必須通過一種SCR 反應器，而煙氣中的氮氧化物在受到催化劑的作用立即轉化成了氮氣，催化劑還會使二氧化硫變成三氧化硫。而后冷凝器裝著轉化物在等待凝結，只要混合一定量的水就形成硫酸。這種方法煙氣中二氧化硫及氮氧化物的脫除率能達到90%以上，且效果比較理想。WSA-SNOx 方法與傳統(tǒng)的SCR 脫硝工藝相比較，該方法同時脫硫脫硝的技術不僅比傳統(tǒng)技術的脫硝效率更高，元素硫還可以得到高效的回收，并且該方法處理過程無廢水產(chǎn)生。目前此項工藝已應用于部分商業(yè)運行中，項目有著廣闊的前景。另一種氯酸氧化法，其最重要的工作原理是在煙氣脫硫脫硝過程中通過強氧化劑—氯酸的使用，然后產(chǎn)生氯酸的氧化作用將煙氣中的硫氧與氮氧化物氧化，最后在相同設備作用下來達到同時脫硫脫硝的效果。煙氣的脫硫脫硝效率不斷地提高，并且能夠在脫除煙氣中的有毒金屬元素。而這種方法中主要依靠煙氣中的堿式吸收和氧化吸收。

2 我國煙氣同時脫硫脫硝技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

在我國煙氣治理中，脫硫是重點，其技術主要是選擇濕式石灰石-石膏法，也可以考慮電子束照射法和海水脫硫法等，其可以達到超過90%的脫硫效率。目前，脫硝還處于發(fā)展階段，主要是利用SCR 催化還原法。最近幾年，國家對于氨氧化物的排放也制定了相應的措施與政策，構建了脫硝示范工程，并且對于脫硫脫硝技術的重視度也在不斷提升。活性炭（焦） 也是主要的脫硫脫硝技術發(fā)展方向，本工藝的優(yōu)點在于：第一，能達到98%的脫硫率，并且在100～200℃的低溫下也可以達到80%的脫硝率；第二，經(jīng)過處理之后，煙氣排放無需進行熱處理；第三，不會使用水，因此沒有二次污染；第四，吸附劑來源廣泛，也不會有中毒的問題出現(xiàn)，只需要將消耗的部分補充即可；第五，對于廢氣之中包含HCl、HF、汞等污染物都可以進行深度處理；第六，帶有除塵的功能，其出口的排塵濃度要低于10mg/m3；第七，實現(xiàn)高純硫磺、液態(tài)SO2、濃硫酸等副產(chǎn)品的回收；第八，建設費用較低，并且運轉過程更經(jīng)濟，占地面積偏小。

使用本工藝的主要缺點在于：第一，活性炭的價格較高，在實際的再生、吸附之中也存在較大損耗；其揮發(fā)分較低，不利于脫硝的處理，但可以用活性焦替代活性炭，實現(xiàn)對成本的控制。第二，吸附法脫硫必定會有再生頻繁、脫硫速率較慢、脫硫容量低等問題，阻礙其推廣應用。第三，噴射氨可以提高活性炭的實際黏附力，導致吸收塔之中的氣流出現(xiàn)不均勻分布，同時因為存在氨，會導致管道被腐蝕與堵塞，也容易出現(xiàn)二次污染。第四，由于解吸塔和吸收塔需要長距離傳輸，會損壞活性炭。經(jīng)過發(fā)展，這一技術能夠達到90%的脫硫脫硝率，最近幾年，也有相關研究人員將微波技術與活性炭吸附相互結合，利用微波誘導催化還原脫硫脫硝技術。

3 煙氣脫硫脫硝技術與節(jié)能環(huán)保的探究

不斷深入的工業(yè)化進程，加速了生態(tài)環(huán)境的惡化，工業(yè)污染所帶來的環(huán)境污染矛盾也日益突出，而這些問題也成為我國經(jīng)濟發(fā)展的絆腳石。隨著社會的宣傳以及政策法規(guī)的頒布，人們開始重視環(huán)境保護?；痣姀S如何實現(xiàn)最有效的煙氣處理，已然成為技術發(fā)展中的難題。全世界范圍內對煙氣脫硫脫硝技術展開了空前未有的研究，而我國近年來更是加大了各方面的投入，進而加速煙氣脫硫脫硝技術研發(fā)方面的進度。重要的是如何降低脫硫脫硝技術成本并能提高資源的利用率，以實現(xiàn)資源利用的可持續(xù)發(fā)展，這已成為目前脫硫脫硝技術研究的主要方向。當前，在火電廠使用煙氣脫硫脫硝技術過程中，充分彰顯節(jié)能環(huán)保的主題。

4 結語

總而言之，隨著煙氣排放問題的不斷加劇，環(huán)保法律也變得越來越嚴格。所以現(xiàn)階段應該考慮一些低成本、穩(wěn)定運行、高效率的技術，這是技術發(fā)展的主要趨勢。但是脫硫脫硝技術具有良好的靈活性和經(jīng)濟性，加上國外的研究還不夠完善，所以我國還需要加大這一塊的研究。