燃煤電廠脫硫脫硝除塵技術(shù)應(yīng)用研究

張照欣

（許昌龍崗發(fā)電有限公司，河南 許昌 461670）

燃煤電廠使用可燃性燃煤的同時將未經(jīng)處理的有害氣體二氧化硫直接排放到大氣中，使廢氣與大氣中的水、氧氣反應(yīng)后產(chǎn)生了酸雨或者化學(xué)煙霧，加劇了環(huán)境的污染。為了減少燃煤電廠在煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣，防止環(huán)境繼續(xù)污染，燃煤電廠需要根據(jù)燃燒情況進行綜合分析，從而盡可能地從各個方面有效降低對當(dāng)前環(huán)境的影響。隨著工藝的改革，燃煤電廠可以使用環(huán)保煤炭，實現(xiàn)對環(huán)境的有效保護。本文闡述了當(dāng)前燃煤電廠脫硫脫硝除塵的方法。

1 燃煤電廠脫硫技術(shù)的要點

通過對煤炭燃燒進行合理分析，燃煤電廠脫硫可以分為：燃燒前、燃燒過程中和燃燒后三個部分[1]。首先在燃燒前，燃煤電廠可以通過外觀或者化學(xué)反應(yīng)，篩選出含硫較高的原煤，挑選含硫、含硝量較低的原煤來使用，從源頭上解決廢氣問題。第二，在燃燒過程中投入相關(guān)的化學(xué)物品與燃煤進行化學(xué)反應(yīng)，降低硫、硝的含量。第三，在燃燒以后進行相關(guān)的脫硝脫硫，對燃燒后的廢渣廢氣進行合理地處理。廢渣部分在一定的條件下與化學(xué)物品發(fā)生反應(yīng)，減少廢渣中的污染性廢料，比如，將燃燒后的殘渣與大量的海水混合，在一定程度上可以稀釋污染物。并且，海水中的相關(guān)物質(zhì)還可以在與二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后得到固化，實現(xiàn)一定的脫硫效果。然而采用這種方法，會使融合后的產(chǎn)物難以從海水中提取，造成了二次污染，所以一般情況下，不采用這種方法。最后的半干法則是使用石灰漿將殘渣中的SO2進行吸收，通過這種方式可以達到85%左右的去除效果。燃煤電廠也可以通過物理或者化學(xué)甚至當(dāng)前的高科技方法有效去除廢氣中的污染氣體。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，燃煤電廠也從整體上設(shè)計出了相應(yīng)的解決方法，這項技術(shù)叫整體煤氣聯(lián)合循環(huán)技術(shù)[2]。這項技術(shù)可以從整體上來實現(xiàn)脫硫脫硝除塵，目前，國外的使用率較高，國內(nèi)也在逐漸引進該技術(shù)，但是目前相關(guān)技術(shù)還不成熟，而且還需要結(jié)合國內(nèi)的實際情況。

2 燃煤電廠在脫硫脫硝過程中的實際應(yīng)用

在實際應(yīng)用過程中，脫硝技術(shù)和脫硫技術(shù)是同步進行的，而且通過某些特定的方式，可以同時實現(xiàn)脫硝和脫硫，但同時，燃煤電廠也要防止兩者的處理方式相互影響，盡量避免兩者在相互影響后產(chǎn)生新的污染物。根據(jù)脫硝技術(shù)的特性可分為三個階段，分別是脫硝燃燒前、脫硝燃燒中和脫硝燃燒后，所以在處理相關(guān)的廢物時，脫硝技術(shù)的相關(guān)工藝和脫硫技術(shù)的相關(guān)工藝存在相似的地方。

2.1 燃煤燃燒前的脫硝技術(shù)

燃煤在燃燒前的脫硝技術(shù)可以在選煤過程中實現(xiàn)，如果在這個過程中盡可能地阻止相關(guān)氮化物的生成，并通過控制相關(guān)的產(chǎn)生條件：比如可以控制氧氣的濃度、在燃燒的過程中加入一定量的惰性氣體，都可以降低生成氮化物[3]。

2.2 燃煤燃燒后的脫硝技術(shù)

2.2.1 使用脈沖電暈等離子化學(xué)處理方式進行處理

這項技術(shù)是通過使用高壓脈沖中的電暈離子的閃射流來加速煙塵中氣體與相關(guān)的電子發(fā)生碰撞，在相互碰撞過程中，將NOX轉(zhuǎn)化成HNO3，再通過與氨結(jié)合形成NH4NO3，實現(xiàn)脫硝目的。該工藝也能將SO2最終轉(zhuǎn)化成（NH4）2SO4，所以該方法可以同時進行脫硫和脫硝。

2.2.2 高能電子束處理技術(shù)

高能電子束處理技術(shù)理論上具有一定的存在意義，并在實際生產(chǎn)中得到了應(yīng)用，但由于其成本較高，實現(xiàn)目的也需要相應(yīng)的條件，這里只作簡單介紹。該項技術(shù)是將過濾后產(chǎn)生的廢氣進行收集，收集后將溫度控制在65～70 ℃左右，然后按照廢氣的體積質(zhì)量，輸入一定量的氨氣，待氨氣與廢氣融合穩(wěn)定后，在容器內(nèi)進行高能電子束照射。混合氣體在電子束的作用下使煙氣中的氧氣、氮氣和水蒸氣等氣體發(fā)生輻射反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量原子、電子，最終產(chǎn)生活性較低的化學(xué)廢品，這些廢品因為活躍性較低，基本不會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

2.2.3 固體吸附劑的使用

這項技術(shù)是使用固體吸附劑吸附氣體，類似于活性炭吸附，但固體吸附劑吸附的是NOX和SO2。但這項技術(shù)處理廢氣的效率不高，且在處理完成之后，固體吸附劑不容易處理。此外，固體吸附劑處理廢氣不徹底，所以這種工藝需要與其他的處理方式配合使用，才會實現(xiàn)更好的處理效果。

3 燃煤電廠中的除塵技術(shù)

在處理煙塵過程中，我們首先所能想到的高效方法就是優(yōu)先防護，這要求燃煤電廠科學(xué)合理地分配及利用資源，最大限度地減少煙塵對環(huán)境的污染，所以提高周邊生態(tài)環(huán)境質(zhì)量、加強燃煤車間管理可以使附近的生態(tài)資源健康合理地發(fā)展，從而實現(xiàn)低碳環(huán)保經(jīng)濟。

3.1 采用高性能過濾器

高性能過濾器根據(jù)過濾方式的不同，可以分為以下幾種：第一，顆粒過濾器。該過濾器可以有效去除廢氣中的微小塵粒，但是這種過濾裝置需要定期清理，否則容易在高溫環(huán)境下發(fā)生堵塞問題。第二，金屬網(wǎng)過濾器。該過濾器是利用金屬纖維來實現(xiàn)對塵粒的過濾，這種過濾器的缺點是金屬纖維耐高溫性較差，容易發(fā)生變形，從而導(dǎo)致過濾效果變差，所以不適用于高溫除塵。第三，陶瓷過濾器。這種過濾器是利用柔性陶瓷的纖維帶，可以根據(jù)需要隨意改變形狀，并且不受酸堿和高溫的影響，因而，這種過濾器既可以在高溫、酸堿環(huán)境下進行工作，除塵效果也非常理想。以上三種處理方式都屬于高性能過濾，但目前，部分燃煤電廠對陶瓷過濾器的使用率還不高。相關(guān)部門應(yīng)做好產(chǎn)品推廣工作，讓電廠盡可能使用更好、更科學(xué)的過濾裝置來進行相關(guān)廢氣的過濾。

3.2 排放時采用的高效除塵器

在治理燃煤電廠煙氣過程中，一種最高效直接的辦法就是在燃煤電廠燃煤時統(tǒng)一使用除塵設(shè)備。目前常規(guī)的除塵設(shè)備大致包含以下幾種：旋轉(zhuǎn)式除塵設(shè)備、靜電式除塵設(shè)備、機械式除塵設(shè)備、布袋式除塵設(shè)備等。其中，靜電式除塵設(shè)備的工作效率最高，因為其利用靜電吸附的方式可以在高溫高壓環(huán)境中正常工作，一般能夠處理空氣中90%以上的粉塵，同時能夠捕捉到6 μm的粉塵。目前，我國使用的靜電除塵級別為四級左右，在除塵效果方面比傳統(tǒng)方式較好，但是這種方式缺點也相對明顯，如成本較高。機械式除塵器的工作方式是經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)，通過離心力使沉淀分離，進而實現(xiàn)除塵效果。這種除塵方式對硬件的要求比較高，而且除塵效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及靜電除塵方式的效率。但是，這項技術(shù)成本較低，一般燃煤電廠都可以使用，然而，這種機械式除塵器也有相應(yīng)的缺點，即除塵的精度較差，不能精確地對粉塵進行有效處理。

除塵工藝作為脫硫脫硝除塵的最后一個步驟，燃燒廢物狀態(tài)的復(fù)雜性更高，所以在設(shè)計相關(guān)工藝、處理方式方面也更復(fù)雜，需要注重更多細(xì)節(jié)。通過設(shè)計出一整套類似于煙氣凈化工藝的方式來處理廢氣，在廢氣循環(huán)的過程中將污染物進行轉(zhuǎn)化、固化，再經(jīng)過相關(guān)處理來減少此過程的步驟，進而實現(xiàn)高效率除塵，提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)論

就目前形勢而言，發(fā)展低碳經(jīng)濟已經(jīng)是刻不容緩，除了當(dāng)前的各種脫硫脫硝除塵工藝，還需要盡可能使用清潔能源，發(fā)展可持續(xù)再生能源，將低碳經(jīng)濟的戰(zhàn)略進行到底。我國未來的發(fā)展方向雖然是使用清潔能源，但是也不能完全忽略傳統(tǒng)電廠的作用。傳統(tǒng)電廠應(yīng)該通過先進的技術(shù)盡可能地減少污染，從而實現(xiàn)綠色發(fā)展。