火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)探究

陳林

摘 要 隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，對電力的需求也越來越大，火電廠在發(fā)電過程中所產(chǎn)生的污染問題一直以來被人們所關(guān)注。本文從火電廠鍋爐中對脫硫脫硝和煙氣除塵技術(shù)的重要性進(jìn)行闡述，對當(dāng)前鍋爐脫硫脫銷和煙氣除塵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn)進(jìn)行了說明，最后對脫硫脫銷技術(shù)和煙氣除塵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。希望能對相關(guān)行業(yè)起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞 火電廠 脫硫脫硝 煙氣除塵 環(huán)境保護(hù) 能源消耗

中圖分類號：X77 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）10-0029-02

1 前言

當(dāng)前由于我國電力的供應(yīng)主要還是以火力發(fā)電為主，這就使得大量的煤炭資源用于火力發(fā)電。在火力發(fā)電中，由于煤炭的燃燒，產(chǎn)生的粉塵等污染物如果直接排放到大氣中，會給我們生存的環(huán)境造成非常大的傷害。因此，在能源消耗的同時，必須要通過各種技術(shù)手段來降低鍋爐在燃燒時造成的環(huán)境污染問題。

2 火電廠鍋爐加強(qiáng)脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)應(yīng)用的重要性

隨著人們對環(huán)境保護(hù)的重視度不斷加大，火電廠在電力生產(chǎn)制造過程中硫化物等的排放，也引起了人們的極大重視?；痣姀S自身也加大了鍋爐脫硫脫硝和煙氣除塵技術(shù)的應(yīng)用?？v觀全球，能源消耗和環(huán)境破壞所帶來的問題，不僅限制了社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也嚴(yán)重影響到了人類的可持續(xù)發(fā)展。因此，節(jié)能減排是趨勢。減少煤炭燃燒過程中的污染排放，提高煤炭在燃燒過程中的利用率，不僅能達(dá)到降低成本的目的，更重要的是向大氣中排放的污染物減少，有利于人們的身心健康。國家層面和地方政府也在陸續(xù)出臺了一些政策和法規(guī)，火電廠必須要積極承擔(dān)相應(yīng)的社會責(zé)任。加大鍋爐脫硫脫硝和煙氣除塵技術(shù)的研究，充分把握技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并結(jié)合我國目前火電廠的現(xiàn)狀，通過技術(shù)的不斷完善，逐步降低污染物的排放，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

3 火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)的特點(diǎn)和現(xiàn)狀

3.1 技術(shù)特點(diǎn)

當(dāng)前，我國絕大多數(shù)火電廠在實(shí)際電力生產(chǎn)制造過程中都較多地脫硫脫硝和煙氣除塵技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)由于比較簡單，對電廠的規(guī)模要求不大，而且需要投入的資金有限，在應(yīng)用過程中也多數(shù)采用自動化控制，極大減少了人員的勞動力，而且在鍋爐工作時通過自動監(jiān)測酸堿值和溫度，保證的測量數(shù)據(jù)的及時性和準(zhǔn)確性[1];另外，脫硫脫硝和防塵的應(yīng)用，使得煤炭得到了充分的燃燒，在減少了污染物排放的同時，還提高了能源的燃燒效率。從大的層面來說，這有利于不可再生資源的節(jié)約，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。小的方面來說，由于能源的充分利用，減少了電廠的成本支出，提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)電廠健康發(fā)展。

3.2 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著人們對環(huán)境保護(hù)的意識不斷提高，對各種社會活動中產(chǎn)生的各種污染排放物的要求也越來越嚴(yán)格。為了保護(hù)地球環(huán)境，國家層面也制定了很多關(guān)于環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)，這就使得企業(yè)要不斷通過技術(shù)改進(jìn)，以此滿足法律法規(guī)關(guān)于排放的要求。火電廠在鍋爐脫硫脫硝以及煙氣除塵方面也投入了很多的精力，不斷加大新技術(shù)新設(shè)備的研發(fā)力度，逐漸在各火電廠中得到了普遍的應(yīng)用。隨著全球可開采煤炭資源的不斷減少，而由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要，對煤炭的需求量卻是在不斷增加，因此火電廠技術(shù)人員需要在當(dāng)前技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合法律法規(guī)要求和技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，不斷對鍋爐的脫硫和脫硝方式進(jìn)行優(yōu)化和改造，精益求精，進(jìn)一步提高脫硫脫硝和煙氣除塵的科學(xué)性和有效性。

我國的火電廠目前普遍采用石灰石和石膏并加濕進(jìn)行脫硫的技術(shù)工藝。這種技術(shù)工藝根據(jù)吸收塔的存在形式不同，所產(chǎn)生的效果會有所區(qū)別。目前各大火電廠中采用的吸收塔主要有噴淋塔、填料塔和液柱塔等多種式樣，其中液柱塔的使用效果最為明顯。

4 火電廠鍋爐脫硫脫硝技術(shù)

火電廠中鍋爐的脫硫脫硝技術(shù)主要有下述四點(diǎn)。

4.1 干法脫硫脫硝技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)的使用，幾乎不會給電站帶來副作用，因此屬于比較重要的技術(shù)。它的要點(diǎn)是必須要在干燥的環(huán)境中進(jìn)行操作。通過使用顆粒狀或者是粉末狀的吸收劑將鍋爐廢氣中的硫和硝吸收，達(dá)到清除的目的。而吸收劑通過化學(xué)反應(yīng)則生成了干粉。使用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行脫硫脫硝，它的優(yōu)點(diǎn)是不會產(chǎn)生廢硫或者是水，電站的鍋爐一直處于干燥狀態(tài)，這樣就避免了電站鍋爐內(nèi)的設(shè)備發(fā)生腐蝕。不僅起到了保護(hù)設(shè)備、降低電廠運(yùn)行成本的目的，而且還避免了空氣的二次污染。目前干法脫硫脫硝技術(shù)有脫硫和脫氮兩種。脫硫使用的是荷電干式噴射法[2]，它通過快速路過加料區(qū)的方法，減少了反應(yīng)時間，不僅提高生成效率，而且還提高了脫硫脫硝的成功率;脫氮法是等離子法。它主要是使用高能電子對鍋爐中的硫酸銨和硝酸銨進(jìn)行分解，生成對環(huán)境無污染的物體。干法脫硫脫硝技術(shù)最大的缺點(diǎn)就是成本偏高，這會對火電廠的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生不利影響。

4.2 半干法脫硫脫硝技術(shù)

它是在氣固液體中，對煙氣的蒸發(fā)反應(yīng)觀察，和除塵器共同進(jìn)行脫硝脫硫的一種技術(shù)方法，與干法脫硫脫硝技術(shù)有些類似。目前各火電廠中應(yīng)用的主要有以下兩種形式：（1）爐膛內(nèi)鈣的加入和加濕活化，通過活化反應(yīng)，清除鍋爐廢氣里面的硫和硝;（2）通過吸收劑直接進(jìn)行脫硫脫硝。

4.3 濕法脫硫脫硝技術(shù)

該技術(shù)是目前火電廠鍋爐中脫硫脫硝應(yīng)用最廣泛的一種方法。不僅應(yīng)用成熟，而且還有脫硫脫硝效率高、無污染物產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前，在各火電廠應(yīng)用中的濕法脫硫脫硝技術(shù)主要有以下兩種：（1）通過使用吸收劑，全方位無死角將鍋爐中二氧化硫進(jìn)行吸收?？紤]到和二氧化硫進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后生成的物質(zhì)不能對環(huán)境造成二次污染，使用的吸收劑是高堿性物質(zhì)。在一定的溫度和環(huán)境下，生成了費(fèi)電石渣。相對于將硫化物的氣體通過化學(xué)反應(yīng)生成硫化物的固體，從而實(shí)現(xiàn)脫硫目的;（2）使用石灰石+石膏濕法，它的優(yōu)點(diǎn)是提高脫硫脫硝的效率。一般來說可以達(dá)到91%以上。而且脫硫后形成的物質(zhì)不僅不會對環(huán)境造成二次污染，還可以重復(fù)進(jìn)行利用，對于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)成本具有一定的好處。因此，這種方法被廣泛用在當(dāng)前各火電廠的脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用中。

4.4 臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)

這種方法是通過將對氮氧化物進(jìn)行氧化，再送到洗滌塔內(nèi)進(jìn)行洗滌，使生成的氧化物融入到水中，從而達(dá)到脫硫脫硝的目的。這種技術(shù)應(yīng)用一般都會將洗滌的裝置安裝在鍋爐的尾部，燃燒過程中產(chǎn)生的硫化物和氮化物通過管道被輸送至洗滌裝置處。這種裝置對于脫硫效果非常好，幾乎能實(shí)現(xiàn)100%。但是對于脫硝的效果要稍微差一點(diǎn)，大約在85%。不過由于氧化物融入到水中，生成的污染物如果處理不當(dāng)，容易造成二次污染。

5 火電廠鍋爐煙氣除塵技術(shù)

煤炭在燃燒過程中，由于煤炭的質(zhì)量、燃燒的充分性等因素，會導(dǎo)致燃燒時有各種固體小顆粒狀物體產(chǎn)生。這些小顆粒如果處理不當(dāng)被排放到空氣中，也會給環(huán)境帶來極大的危害。當(dāng)前火電廠中普遍采用的煙氣除塵技術(shù)有袋式除塵和靜電除塵這兩種方法[3]。兩種方法各有千秋，火電廠需要根據(jù)自身實(shí)際情況來選擇適合自己的類型。

5.1 袋式除塵技術(shù)

這種技術(shù)對于火電廠的技術(shù)提出了比較高的要求。比如在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時的參數(shù)、濾袋的質(zhì)量等因素。在技術(shù)實(shí)施過程中，應(yīng)結(jié)合脫硫脫硝系統(tǒng)的實(shí)際情況，不僅能夠充分發(fā)揮其除塵效率，而且還可以延長系統(tǒng)的使用壽命。隨著電廠對袋式除塵技術(shù)的研發(fā)力度不斷加大，系統(tǒng)的功能也越來越完善，使用的濾料達(dá)到的除塵效果也越來越好。該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用時，關(guān)鍵點(diǎn)為要選用合理的濾袋和濾料。這是因?yàn)槊禾咳紵螽a(chǎn)生的粉塵顆粒大小不一，根據(jù)火電廠煤炭的實(shí)際情況來選擇，才能達(dá)到很好的除塵效果。如果選用的濾袋和濾料不合適，不僅達(dá)不到除塵的效果，還會由于這些顆粒被吸入到設(shè)備中，對設(shè)備產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。

5.2 靜電除塵技術(shù)

煤炭燃燒后產(chǎn)生的顆粒物粉塵飄浮在空氣中，通過靜電除塵技術(shù)，能夠快速將顆粒物收集起來。由于技術(shù)簡單，而且投入成本較低，長期以來在我國火電廠中得到了廣泛的應(yīng)用。在該技術(shù)中，先對顆粒物施加電荷，再給除塵器通電，使得煙塵被除塵器的正負(fù)極吸附。雖然這種技術(shù)有著操作簡單、除塵效果好的優(yōu)點(diǎn)，但是系統(tǒng)的電阻會對除塵器的除塵效果容易產(chǎn)生影響，使得鍋爐中的除塵效果無法辦證。我國各火電廠也逐漸意識到了這個問題，在現(xiàn)行技術(shù)基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化，使其具有更精準(zhǔn)的除塵效果。

為了實(shí)現(xiàn)更好的脫硫脫硝和除塵效果，目前有一種除塵一體化技術(shù)[4]，它是先采用干式旋轉(zhuǎn)電極除塵器，在脫硫脫硝工藝完成之后再使用濕式除塵器。通過熱量的增加對回收裝置，實(shí)現(xiàn)高效的除塵。

6 結(jié)語

綜上所述，為了不斷適應(yīng)環(huán)境法律法規(guī)的要求，以及從社會和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展角度來說，火電廠必須要加大對鍋爐燃燒過程中脫硫脫硝技術(shù)的研究，以及對燃燒時顆粒物的充分吸收技術(shù)進(jìn)行探討。煤炭作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，隨著開采的力度不斷加大，最終將會枯竭。如何提高煤炭的燃燒使用率，如果減少煤炭燃燒過程中帶來的環(huán)境污染問題，這些都是火電廠需要考慮的問題。合理選擇脫硫脫硝和煙氣除塵技術(shù)，減少有害物質(zhì)的排放，降低火電廠的生產(chǎn)成本，使得企業(yè)在生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效率兩方面共同發(fā)展，全面促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張志軍.火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)研究[J].能源與化學(xué)，2021，743（09）：125-127.

[2] 陳新順，張歡.火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵的技術(shù)解析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（05）：196.

[3] 沈淼，蘇暉，孫芳婷.探究電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術(shù)[J].科技，2020（04）：42-43.

[4] 蔣錫根，胡海亮.探討火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵的技術(shù)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2017，43（10）：144.