淺談火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫硝技術(shù)

楊 洋

(哈爾濱鍋爐廠環(huán)保工程技術(shù)有限公司，哈爾濱 150040)

0 引 言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步,電能作為清潔能源在人們生活中的應(yīng)用越來(lái)越普遍,我國(guó)以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，決定了火力發(fā)電的主體地位。因此我國(guó)火電廠的數(shù)量不斷增加,其規(guī)模也不斷增大。但是火電廠在生產(chǎn)的過(guò)程中需要燃燒大量的化石燃料,這會(huì)產(chǎn)生大量的煙氣,由于這些煙氣中含有SO2、NOx等有害酸性氣體,如果將這些煙氣直接排放到空氣中,會(huì)造成大氣污染,甚至如果排放大量的SO2還會(huì)導(dǎo)致酸雨的產(chǎn)生,對(duì)人們的生活和身體產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,因此我們需要對(duì)其進(jìn)行綜合治理，將其污染降到最低。本文主要對(duì)火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫硝的技術(shù)進(jìn)行分析，希望可以對(duì)火電廠大氣污染物煙氣脫硫脫硝的技術(shù)的研究提供一些建議和借鑒。

1 發(fā)展現(xiàn)狀分析

由于火電廠在生產(chǎn)的過(guò)程中需要燃燒大量的煤炭，產(chǎn)生大量煙氣，煙氣中含有SO2及NOx，造成大氣污染，嚴(yán)重的話會(huì)產(chǎn)生酸雨和霧霾，直接威脅到我國(guó)人民健康和耕地安全。為了保護(hù)環(huán)境，火電廠在生產(chǎn)的過(guò)程中需要使用煙氣脫硫技術(shù)。煙氣脫硫技術(shù)使用的過(guò)程中，多數(shù)火電廠主要使用石灰石-石膏法。除此之外，一些火電廠還使用了煙氣循環(huán)流化床法、海水脫硫法、旋轉(zhuǎn)噴霧半干法等。就目前我國(guó)火電廠發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)火電廠的發(fā)展規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)也逐漸受到人們的重視，目前簡(jiǎn)單的脫硫技術(shù)越來(lái)越難以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，我國(guó)在此基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)了更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方法，即脫硫脫硝一體化技術(shù)，更好的降低煙氣對(duì)我國(guó)大氣的污染，達(dá)到人們的環(huán)境保護(hù)的要求。

2 煙氣脫硫技術(shù)

2.1 干法煙氣脫硫技術(shù)

干法脫硫技術(shù)指的是將固態(tài)的催化劑或吸收劑放入存在SO2的反應(yīng)器中，待二者充分反應(yīng)后進(jìn)行干燥而實(shí)現(xiàn)脫硫。我國(guó)火電廠常用的干法脫硫技術(shù)有氧化物法和活性炭法兩種，這種技術(shù)操作方面比較簡(jiǎn)單，對(duì)于含硫量較低的煙氣具有較高的脫硫率，但脫硫率較差、吸收劑利用率低且脫硫后產(chǎn)生的產(chǎn)品不能回收。

2.2 濕法煙氣脫硫技術(shù)

與干法脫硫技術(shù)相比，濕法脫硫技術(shù)的脫硫率較高，可達(dá)到90%以上，該技術(shù)的成本較低，脫硫后的產(chǎn)品可以循環(huán)利用，是當(dāng)前我國(guó)火電廠常用的一種脫硫手段。常用的濕法脫硫工藝有以石灰石作為吸收劑的石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)?，F(xiàn)實(shí)中，依據(jù)吸收塔的結(jié)構(gòu)特征，該技術(shù)又可以進(jìn)一步被細(xì)分為三類。即逆流噴淋塔、順溜填料塔和噴射流泡反應(yīng)器。

2.3 海水煙氣脫硫技術(shù)

SO2是一種酸性氣體，他遇到堿性物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而海水作為一種天然的堿性物質(zhì)，可以對(duì)SO2起到良好的吸收作用。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單、原料豐富且成本低廉，正是基于這些優(yōu)點(diǎn)，世界各國(guó)都加強(qiáng)了對(duì)天然海水脫硫技術(shù)的研究與應(yīng)用，我國(guó)也將其列為應(yīng)該大力推進(jìn)的脫硫技術(shù)之一。該技術(shù)主要由煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、海水供應(yīng)和水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)構(gòu)成。在運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，高效除塵一般會(huì)安裝在SO2吸收塔的頂部，而SO2吸收系統(tǒng)則位于吸收塔底部。現(xiàn)實(shí)中，SO2在頂部會(huì)先被進(jìn)行除塵處理，然后進(jìn)入底部和自下而上的海水相向流過(guò)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)脫硫目的。而吸收了SO2的海水還會(huì)被輸送至相關(guān)的處理設(shè)備，通過(guò)與其他海水混合并通入適量空氣來(lái)達(dá)到脫硫效果。

2.4 半干脫硫技術(shù)

半干脫硫技術(shù)是在干法脫硫和濕法脫硫之間的技術(shù)，與干法脫硫相比，脫硫效率高，但反應(yīng)產(chǎn)物的循環(huán)率低，不能進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行。本文以半干脫硫技術(shù)中被我國(guó)廣泛應(yīng)用的煙氣循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)為例，講述其技術(shù)原理。

煙氣循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)作為一種典型的半干法脫硫技術(shù)，具有較高的脫硫率。該技術(shù)的工藝原理為火電廠的煙氣與消石灰、循環(huán)灰以及工藝水進(jìn)行反應(yīng)，從而去除SO2、SO3等硫化物。這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是空間占用小、脫硫工藝容易實(shí)現(xiàn)。

3 煙氣脫硝技術(shù)

3.1 SCR脫硝技術(shù)

SCR脫硝技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣最為成熟的煙氣脫硝技術(shù)，其脫硝率可以高達(dá)90%。其工藝原理為利用SCR這種選擇性催化劑使NH3或尿素等還原劑與NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生N2和H2O。該技術(shù)操作簡(jiǎn)單、技術(shù)完善的優(yōu)是，但缺點(diǎn)就是催化劑價(jià)格高、還原劑的消耗快、氨具有腐蝕性、氨容易泄露等。

3.2 SNCR脫硝技術(shù)

SNCR脫硝技術(shù)是指在催化劑的作用下，含有NOx的還原劑會(huì)被噴入高溫的爐膛中，迅速被分解成NH3，并進(jìn)一步和煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，生成N2和H2O。這種技術(shù)需要利用爐膛的高溫區(qū)域來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，所以需要對(duì)鍋爐進(jìn)行一定的改造，可用于老鍋爐的改造或是對(duì)脫硝率要求不高的機(jī)組。這種技術(shù)具有成本低、工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但其脫硝率明顯低于SCR技術(shù)，僅有30%左右的脫硝率。

3.3 SNCR-SCR 技術(shù)

聯(lián)合脫硝技術(shù)是SCR技術(shù)和SNCR技術(shù)的聯(lián)合使用，其原理為利用高溫使還原劑與煙氣中的部分NOx發(fā)生還原反應(yīng)，接著將未反應(yīng)的還原劑和NOx投入SCR反應(yīng)器中以進(jìn)行催化反應(yīng)。聯(lián)合脫硝技術(shù)可以發(fā)揮SCR技術(shù)和SNCR技術(shù)這兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，既可以保障脫硝率，又能節(jié)省催化劑等材料成本，是目前我國(guó)火電廠優(yōu)化煙氣脫硫脫硝技術(shù)的主要發(fā)展方向。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)煙氣脫硫脫硝技術(shù)尚處于研究階段，而已經(jīng)應(yīng)用到火電廠的脫硫脫硝技術(shù)仍存有諸多技術(shù)亟需被發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行改善。在研究的道路上，還需要付出更多的心血，加大研究力度，最大程度上降低煙氣對(duì)大氣的污染程度，保護(hù)良好的生態(tài)環(huán)境。