火力發(fā)電廠煙氣治理及脫硫脫硝一體化技術(shù)的應(yīng)用

周帥

摘要：燃煤電廠高質(zhì)量發(fā)展必須進(jìn)一步提高生產(chǎn)工藝環(huán)保性。本文圍繞火電廠煙氣治理及脫硫脫硝一體化技術(shù)的應(yīng)用議題進(jìn)行了探討，概述了火力發(fā)電廠煙氣特點(diǎn)、危害和治理現(xiàn)狀，闡述了脫硫脫硝一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)脫硫脫硝一體化技術(shù)的分類和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了論述，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：燃煤發(fā)電、超低排放、煙氣治理、脫硫脫硝、技術(shù)應(yīng)用

引言：

環(huán)境污染的問題是制約燃煤發(fā)電企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要問題。如今，我國已經(jīng)進(jìn)入到第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程中，有效解決燃煤電廠污染物排放的問題是推動(dòng)發(fā)電企業(yè)加快走上高質(zhì)量發(fā)展道路的重要工作內(nèi)容。近年來，隨著發(fā)電生產(chǎn)工藝的革新和優(yōu)化，低排放目標(biāo)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。

一、燃煤電廠煙氣危害及治理現(xiàn)狀

燃煤電廠因煤炭原料、工藝條件、運(yùn)行參數(shù)等因素導(dǎo)致生產(chǎn)過程中產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害二氧化硫、氮氧化物、灰塵。如果煙氣處理不到位排放至大氣環(huán)境中造成的直接影響是降低空氣環(huán)境質(zhì)量，這些有害物在生態(tài)鏈中極可能帶來持續(xù)的危害，如典型的酸雨、霧霾等自然環(huán)境災(zāi)害。燃煤電廠在煙氣治理上的傳統(tǒng)方法是單一環(huán)節(jié)的治理方式，但處理成本較高，而且處理效果已經(jīng)不能很好地適應(yīng)更低排放的要求。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)化的煙氣治理方式正在成為越來越多燃煤電廠采取的工藝。

二、煙氣治理及脫硫脫硝一體化技術(shù)優(yōu)勢(shì)

煙氣治理和脫硫脫硝一體化技術(shù)是一種典型的系統(tǒng)化煙氣治理工藝。該技術(shù)具有高效的節(jié)能環(huán)保性，而且也具有很強(qiáng)的適用性。傳統(tǒng)煙氣治理過程中，燃煤電廠采用單一處理系統(tǒng)，投入的成本較高，而且由于各個(gè)處理環(huán)節(jié)之間有更多的獨(dú)立性，因此存在能耗損失的情況，對(duì)于燃煤電廠節(jié)能降耗，降本增效的生產(chǎn)目標(biāo)存在背離。而一體化技術(shù)采用系統(tǒng)化的處理工藝，通過統(tǒng)籌考慮，有效提升資源和能源的循環(huán)利用率，降低成本，而且過程中產(chǎn)生的對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)可以在一體化工藝中得到有效處理，提高了發(fā)電廠煙氣治理的環(huán)保性。一體化技術(shù)是工藝環(huán)節(jié)更緊湊，占用空間比傳統(tǒng)處理工藝占用的空間更小，而且副產(chǎn)物或污染物更容易得到控制，工藝運(yùn)行方便，具有很好的適用性。

三、一體化技術(shù)分類

干式一體化技術(shù)：又具體分為尿素凈化煙氣技術(shù)和高能輻射處理技術(shù)。尿素凈化煙氣技術(shù)可以同時(shí)去除煙氣中的硫氧化物和氮氧化物，二氧化硫的去除效率可達(dá)到100%，氮氧化物的去除效率可達(dá)到95%，是一種處理效果較好的干式一體化技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于吸收液的pH值在5～9之間，因此對(duì)設(shè)備存在一定的腐蝕性，需要做好防腐措施。另外一個(gè)不足之處在于處理量較小。高能輻射處理技術(shù)是高能輻射的原理來處理煙氣。目前較為典型的高能輻射處理技術(shù)是電子束照射法、脈沖電暈等離子體法。電子束照射法是在電子加速器裝置的作用下形成高能等離子環(huán)境，當(dāng)煙氣中的污染物經(jīng)過高能等離子環(huán)境的過程中發(fā)生電離氧化，將煙氣中的硫氧化物和氮氧化物氧化成溶于水的氧化物，在水蒸氣作用下形成硫酸、硝酸，然后再將酸用氨氣吸收，得到硫酸銨、硝酸銨，實(shí)現(xiàn)煙氣凈化。脈沖電暈等離子體法比電子束照射法具有更高的能效，原因在于用高壓脈沖電源替代了電子加速器來產(chǎn)生高能電子。該技術(shù)設(shè)備緊湊簡單，可實(shí)現(xiàn)90%的脫硫效率，脫硝效率為85%，還可以去除煙氣中的氧化汞。但高壓脈沖電源成本較高，處理量較小。

半干式一體化技術(shù)：應(yīng)用較多的是循環(huán)流化床技術(shù)。以石灰溶液作為煙氣中二氧化硫的吸收劑，將二氧化硫轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕}和少部分亞硫酸鈣。煙氣中的氮氧化物是用氨這一還原劑在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)。脫硫效率可達(dá)到97%，脫硝效率為88%。隨著該技術(shù)應(yīng)用普及，技術(shù)成熟度越來越高，在投資和運(yùn)行成本上大大降低。

濕式一體化技術(shù)：包括濕式洗滌脫硝技術(shù)、氯酸氧化技術(shù)。濕式洗滌脫硝技術(shù)中，當(dāng)煙氣經(jīng)過SCR反應(yīng)器后會(huì)在催化劑的作用下發(fā)生組分的化學(xué)變化，氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，二氧化硫被氧化成三氧化硫，煙氣中的氮氧化物和硫氧化物濃度降低，然后形成的硝酸和硫酸再用氨氣吸收得到硝酸銨和硫酸銨。該技術(shù)中廢水產(chǎn)生量少，運(yùn)行維護(hù)要求低，投資成本較高。氯酸氧化技術(shù)是以氯酸作為強(qiáng)氧化劑來氧化吸收煙氣中的氮氧化物和硫氧化物。工藝主要分為堿式吸收和氧化吸收兩個(gè)工段，脫硫脫硝效果較好，還能夠去除煙氣中的重金屬元素。該技術(shù)不需要催化劑，因此技術(shù)簡單，不足之處在于氯酸吸收劑制取難度較大，氯酸接觸設(shè)備容易造成腐蝕。

聯(lián)合一體化技術(shù)：在傳統(tǒng)脫硫技術(shù)和脫硝技術(shù)的基礎(chǔ)上通過催化還原技術(shù)來對(duì)煙氣進(jìn)行處理。如活性炭技術(shù)是在脫硫塔中將煙氣中的二氧化硫進(jìn)行炭吸附，然后在催化劑的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，并形成吸附態(tài)硫酸。活性炭煉銅吸附態(tài)硫酸被送至分離塔。脫硫后的煙氣進(jìn)入到脫硝塔中，在活性炭吸附作用下促使煙氣中的氮氧化物和氨發(fā)生反應(yīng)將氮氧化物轉(zhuǎn)化成氮?dú)?。在分離塔內(nèi)，活性炭發(fā)生再生反應(yīng)，釋放出二氧化硫。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)90%的脫硫效率，脫氮效率為70%?；钚蕴啃阅艿膬?yōu)劣對(duì)脫硫脫硝效果有著至關(guān)重要的影響，因此該技術(shù)對(duì)活性炭的原料、制備條件、性能有著較高的要求。

四、一體化技術(shù)應(yīng)用

傳統(tǒng)的煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)主要是濕式煙氣脫硫技術(shù)和催化還原技術(shù)的結(jié)合，或者是濕式煙氣脫硫技術(shù)和非催化還原技術(shù)的結(jié)合。由于濕式煙氣脫硫技術(shù)大多采用的是鈣法脫硫，雖然脫硫效果較好，但是工程投入成本較高，并且容易產(chǎn)生二次污染。而且無論是催化還原技術(shù)還是非催化還原技術(shù)都容易對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕的問題。因此采用更環(huán)保、更高效的一體化處理技術(shù)成為必然。

五、結(jié)語

綜上所述，燃煤發(fā)電廠通過對(duì)煙氣治理工藝技術(shù)的改造，可以實(shí)現(xiàn)更好地脫硫脫硝效果，實(shí)現(xiàn)超低排放目標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)中，發(fā)電廠在進(jìn)行煙氣脫硫脫硝工藝技術(shù)研究和應(yīng)用的過程中，應(yīng)從工藝條件、工藝設(shè)備、工藝效果、投資運(yùn)維成本等多方面考慮，選擇適宜的一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保高效益的生產(chǎn)目標(biāo)。

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