探究電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)

連海燕 賈文軒

青海黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司西寧發(fā)電分公司 青海西寧 811600

目前國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主，大氣污染非常的嚴(yán)重，尤其是酸雨和粉塵危害相對較大。在生態(tài)文明建設(shè)的時代背景下，我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)鍋爐脫硫以及除塵技術(shù)創(chuàng)新與改造，對燃煤煙塵以及二氧化硫等污染物的排放進(jìn)行嚴(yán)格控制。

1 電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢分析

就電廠鍋爐而言，應(yīng)用煙氣除塵技術(shù)與脫硫脫硝技術(shù)的好處通常有下面三個。第一，這兩項技術(shù)的流程都比較簡單，而且方便運(yùn)用，不需要很多的物力財力。我國把這兩項技術(shù)運(yùn)用在電廠中的過程中，因為操作工序便捷，已經(jīng)可以全部自動化操作了。而電廠鍋爐的工作人員只需要負(fù)責(zé)操作溫度與酸堿度等關(guān)鍵參數(shù)的控制工作就可以。第二，煙氣除塵技術(shù)和脫硫脫硝技術(shù)在進(jìn)行應(yīng)用的時候所需成本不多。這是由于在應(yīng)用這兩項技術(shù)的時候其流程比較簡單，不需要太多的資金與人員。所以，極易做到成本控制。最后，這兩種技術(shù)的應(yīng)用區(qū)域較多，可以應(yīng)用在很多種類的電廠鍋爐中，而且在進(jìn)行應(yīng)用的過程中不會對鍋爐裝置造成污染，較為環(huán)保[1]。

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

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(jìn)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(yùn)行成本非常低。最后這種技術(shù)具有相當(dāng)強(qiáng)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(dá)到最低[2]。

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(hù)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(xiàn)?？墒俏覈拿摿蛎撓跫盁煔獬龎m技術(shù)與國外的先進(jìn)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(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，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(xiàn)，提升企業(yè)在市場中的競爭力[3]。

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(jìn)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(jìn)行吸收，以此來達(dá)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(dá)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(jìn)行再次利用，避免了脫硫脫硝后的副產(chǎn)物對環(huán)境進(jìn)行二次污染或者副產(chǎn)物難處理的問題產(chǎn)生[4]。

（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(jìn)行吸收和反應(yīng)，以此達(dá)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(jī)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(hù)機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)火電廠的發(fā)展[5]。

（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(dá)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(jìn)行反應(yīng)和吸收。第二是將吸收劑進(jìn)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(jìn)行改良和完善[6]。

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(jìn)行處理的過程就是煙氣除塵技術(shù)的原理?，F(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(qiáng)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[7]。

3.3 活性炭法

該種方法主要是利用活性炭的活性，將二氧化硫吸附在活性炭的表面，使其與氧氣、水蒸氣等反應(yīng)，形成硫酸被吸附。活性炭脫硫法應(yīng)用過程中，根據(jù)活性炭狀態(tài)差異，可將其分成移動床、流動床以及固定床三種類型的活性炭脫硫方法。對于固定床活性炭法而言，用于每月失活、失活相對較慢的催化劑，或者溫度控制限制反應(yīng)器尺寸的固定場所?；诠潭ù不钚蕴糠ǖ膽?yīng)用進(jìn)行脫硫除塵時，因氣體可以直接經(jīng)床層不需要反混，其轉(zhuǎn)化率可達(dá) 99%。對于流化床活性炭法而言，其脫硫時主要適用于那些顆粒相對較小，而且不容易碎裂、失活較快的催化劑，在一些大設(shè)備中可以大規(guī)模應(yīng)用[8]。

3.4 催化氧化法

對于催化氧化法而言，其主要以氧化鋁為載體，采用氧化鈾以及硫酸鉀或者五氧化二釩等催化劑。該種方法應(yīng)用時需在高溫條件下完成脫硫工序，所以后期處理時投入的費用可能相對較大。然而，該技術(shù)工藝具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，尤其在處理高濃度煙氣時效果非常顯著，比如，日本推出的一種催化氧化法鍋爐煙氣脫硫技術(shù)方法，可以將鍋爐煙氣內(nèi)的二氧化硫明顯減少，可達(dá)90%。對于新的催化氧化法而言，其脫硫技術(shù)工藝應(yīng)用范圍非常廣泛，而且燃煤鍋爐脫硫除塵技術(shù)也適用于硫磺回收時的尾氣脫硫處理。從建設(shè)費用來看，該技術(shù)工藝投入相對較低，而且能夠省去大型循環(huán)泵，具有簡單的吸收塔結(jié)構(gòu)。對于該種脫硫方法而言，因無需吸收劑，所以不會產(chǎn)生廢棄物或者廢水等。對于后期操作以及運(yùn)維管理而言，非常方便，而且工藝器件用量相對較少。此種方法應(yīng)用時，催化劑的市場價格相對比較便宜，而且稀硫酸副產(chǎn)品不僅可以用于中和劑，而且還能夠?qū)ζ錆饪s制成其他諸如濃硫酸、建材石膏等，以便于二次使用。

4 未來脫硝技術(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(dá)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(jìn)煙氣內(nèi)，利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氮氣與水，溫度會達(dá)到350℃左右，脫硝率最高可達(dá)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(dá)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[9]。

5 結(jié)語

綜上所述，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(jìn)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(jìn)行節(jié)能減排工作，提升企業(yè)在市場中的競爭力。