火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究

石利銀

(山東省臨沂電力學(xué)校，臨沂 273408)

0 引 言

近年來我國社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展，能源需求量也日益增大，以火電廠為代表的能源企業(yè)也得以較快發(fā)展，但火電廠運(yùn)行過程中的煙氣排放在一定程度上影響到空氣環(huán)境質(zhì)量，大氣污染問題始終存在?；痣姀S所排放的煙氣中具有非常多的硫化物、氮化物和粉塵等，這些污染物在空氣中積累，會造成霧霾與酸雨等。所以，對火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行深入研究，對于火電廠運(yùn)行效率提升和生態(tài)環(huán)境保護(hù)都具有非常重要的意義。

1 火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的重要性

對于火電廠煙氣排放來說，由于各種燃料的實(shí)際燃燒程度存在差異性，形成的煙氣成分與具體含量也各不相同?；痣姀S排煙通常包含了SO2以及NOX等，這部分物質(zhì)若不實(shí)施科學(xué)有效處理，將其直接排放到空氣中會導(dǎo)致大氣污染，從而造成霧霾或者酸雨等現(xiàn)象。對于火電廠排煙，國內(nèi)各地都擬定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，針對不同煙氣所實(shí)施的處理措施也存在差異性，在對煙氣進(jìn)行處理的過程中應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際情況來靈活使用凈化技術(shù)。另外火電廠所排放的煙氣還會對人的身體健康產(chǎn)生危害，如果其中的煙氣積累到一定程度，人類呼吸后會出現(xiàn)慢性中毒現(xiàn)象，對神經(jīng)系統(tǒng)以及造血系統(tǒng)也會帶來非常大的損害。目前火電廠在脫硫脫硝時(shí)往往會選擇分離處理的策略，這一技術(shù)即便具有一定的效果，但因?yàn)樵O(shè)備龐大、技術(shù)復(fù)雜且成本相對較高，會在一定程度制約火電廠的發(fā)展[1]。因此我們必須要在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷深入研發(fā)各種現(xiàn)代化設(shè)備，對傳統(tǒng)工藝予以更新和優(yōu)化，確?；痣姀S可以借助現(xiàn)代處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的一體化，在凈化煙氣的同時(shí)也能夠促進(jìn)火電廠的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。

2 火電廠煙氣聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

2.1 聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)中的煙氣凈化技術(shù)

在對火電廠煙氣進(jìn)行凈化時(shí)，借助于脈沖噴射式布袋除塵室把凈化作業(yè)中除塵、脫硝、脫硫等工序聯(lián)系起來。火電廠煙氣中存在較多SO2，應(yīng)當(dāng)在布袋除塵器之內(nèi)添加鈉基脫硫劑與鈣劑，再經(jīng)由布袋外部過濾層脫除SO2，針對煙氣中的NOX需要借助于氨氣實(shí)施消除。先把氨氣直接噴入煙道之內(nèi)，再依靠布袋內(nèi)部的SCR進(jìn)行后續(xù)處理。另外在進(jìn)行除塵作業(yè)的過程，通常是借助于布袋自身的功能來完成。聯(lián)合脫硫脫硝一體化凈化技術(shù)表現(xiàn)出如下優(yōu)勢：首先，正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，煙氣內(nèi)有害物質(zhì)的清除率達(dá)到85%以上；其次，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)三類污染物同時(shí)處理，在很大程度上減少了技術(shù)成本，促進(jìn)了處理效率的提升；最后，借助于這一工藝方法，在脫硝處理前把顆粒物以及SO2清除，從而避免了(NH4)2SO4在催化劑層可能出現(xiàn)的中毒或者堵塞問題。

2.2 聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)中的活性炭技術(shù)

活性炭技術(shù)的基本原理為：首先，在脫硫塔內(nèi)加入活性炭，它能夠有效把煙氣內(nèi)的SO2進(jìn)行吸附，隨后通過催化以及氧化反應(yīng)把SO2轉(zhuǎn)變?yōu)槲綘顟B(tài)的硫酸，同時(shí)和活性炭一同轉(zhuǎn)移到分離塔之內(nèi)；其次，煙氣內(nèi)所包含的SO2吸附完成后，剩下的煙氣直接傳輸?shù)蕉壝撓跛?，此時(shí)利用活性炭對其再次催化，確保煙氣內(nèi)所包含的NH3以及NO2在經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生N2；最后，分離塔中借助于活性炭吸附硫酸，在350 ℃的高溫下實(shí)現(xiàn)熱解與再生，釋放高濃度SO2[2]。活性炭技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用過程中必須要尤其控制好以下幾點(diǎn)：一是如果反應(yīng)溫度在100到200 ℃，SO2脫出率達(dá)90%，NO脫出率達(dá)70%；二是為提升活性炭實(shí)際性能，必須要嚴(yán)格控制其制備流程與質(zhì)量，如原料性質(zhì)以及炭化等特點(diǎn)；三是在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)必須要嚴(yán)格控制液NH3、煙氣流量和滯留時(shí)間等，確保活性炭技術(shù)可以充分發(fā)揮出其實(shí)際價(jià)值。

3 火電廠煙氣同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

3.1 干式同時(shí)脫硫脫硝一體化技術(shù)

此處主要分析高能輻射法，該方法是由PPCT(脈沖電暈等離子體法)與EBA(電子束照射法)組成。其中，EBA是在產(chǎn)生于電子加速器內(nèi)的等離子體的運(yùn)用下，氧化煙氣中的污染物，依托氧化反應(yīng)將SO2、NOX消除，且在水蒸氣的作用下促進(jìn)后續(xù)反應(yīng)，形成的硝酸、硫酸與提前注入的氨之間會有反應(yīng)產(chǎn)生，這樣一來即可順利產(chǎn)生(NH4)2SO4、NH4NO3，且會向外排放干凈的煙氣。而PPCT是采取高壓沖電源發(fā)電取代加速器電子束，有著與EBA整體相同的應(yīng)用原理。當(dāng)前時(shí)代，科學(xué)技術(shù)取得了巨大進(jìn)步，電子束法的應(yīng)用相當(dāng)普及，能夠?qū)崿F(xiàn)90%的整體脫硫效果，盡管脫硝率僅有18%，但是優(yōu)勢卻相當(dāng)顯著，如不會有廢水、廢渣產(chǎn)生于脫硫脫硝中，且不會二次污染環(huán)境，進(jìn)一步加工生成的副產(chǎn)物后，能夠轉(zhuǎn)化為肥料，經(jīng)濟(jì)效益顯著[3]。然而，該方法也存在一個(gè)不可忽視的缺點(diǎn)——昂貴的成本。脫硫脫硝中，會防護(hù)產(chǎn)生的X射線，而工程中可能會有污染的轉(zhuǎn)嫁產(chǎn)生。

3.2 濕法煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

此處主要分析氯酸氧化法，該方法是依托具有強(qiáng)氧化能力的氯酸將煙氣中的NO、SO2等吸收，整個(gè)流程僅需一套設(shè)備即可完成。具體實(shí)施中，通過氧化吸收法與堿式吸收法的運(yùn)用，有利于NO、SO2脫出效果的有效提升，同時(shí)還能脫除煙氣中有毒微量金屬元素，且在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，催化劑失活、中毒等情況并不會出現(xiàn)，具有極強(qiáng)的適應(yīng)性[4]。此外，該技術(shù)在限制煙氣方面，范圍相對偏窄，盡管能夠吸收正常環(huán)境下的氧氣，然而因氯酸吸收劑制取難度較大，加之極易腐蝕反應(yīng)設(shè)備，且反應(yīng)過程中會形成可二次污染環(huán)境的廢酸。

4 火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用

4.1 燃燒前脫硫脫硝

該方法屬于常見脫硫脫硝方法之一，主要由物理法、化學(xué)法和生物法等三種方法組成。而最為常用的便是操作簡單、成本低的物理方法，應(yīng)用相當(dāng)普及。物理法的原理是在化石燃料、硝化物與硫化物本身結(jié)構(gòu)及密度不同特點(diǎn)的運(yùn)用下，通過旋風(fēng)分離器將化石燃料壓碎，經(jīng)處理后會有分層現(xiàn)象產(chǎn)生，鑒于密度有差異的緣故，能夠順利分離硝化物與硫化物和化石燃料。但是，該方法分離結(jié)果的精確性存在不足，脫硝、脫硫僅能實(shí)現(xiàn)80%和40%的效率，與發(fā)達(dá)國家相比差距顯著，我國仍需進(jìn)一步完善該方法的應(yīng)用[5]。

4.2 在燃燒中進(jìn)行脫硫脫硝

在燃燒時(shí)進(jìn)行脫硫主要是利用碳酸鈣等其它物質(zhì)與SO2產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致SO2減少的一種方法，該方法在使用的過程當(dāng)中投入的成本較小，適合一些小型的企業(yè)進(jìn)行使用，但是該方法的效率卻十分的低，沒有使用固硫劑會對機(jī)器產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響，長期以來會導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器的使用壽命大大的縮短，燃燒中的脫硫主要包含兩種方法，一種是爐內(nèi)的方法，一種是型煤固硫，這兩種方法在使用時(shí)的效率很低，帶來的副作用也很大，在電廠使用時(shí)會導(dǎo)致設(shè)備帶來嚴(yán)重的影響，但是目前我國的設(shè)備和發(fā)展不能夠大量的生產(chǎn)型煤，而且目前我國對于這一方面的要求也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他的國家。

5 結(jié)束語

綜上所述，借助于火電廠脫硫脫硝一體化技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)化，能夠有效提升火電廠煙氣脫硫脫硝作業(yè)效率，最大程度降低煙氣中有害物質(zhì)對大氣環(huán)境的污染。在應(yīng)用相關(guān)技術(shù)的過程中必須要加強(qiáng)管理，合理控制，構(gòu)建更加完善系統(tǒng)的管控機(jī)制，確保脫硫脫硝新技術(shù)實(shí)際作用和價(jià)值的發(fā)揮，保證煙氣脫硫脫硝處理工作能夠取得實(shí)效，從而逐漸推動我國大氣污染防控治理工作地不斷發(fā)展。