排放現(xiàn)狀和煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電廠大氣污染的分析

朱學(xué)智

碧水藍(lán)天環(huán)保集團(tuán)有限公司

排放現(xiàn)狀和煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電廠大氣污染的分析

朱學(xué)智

碧水藍(lán)天環(huán)保集團(tuán)有限公司

我國近些年的科學(xué)技術(shù)正在飛速發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)也有了很大的提高。可是帶來的卻是臭氧層遭到極大的破壞，而且全球變暖以及酸雨等環(huán)境問題也變得越來越明顯，這些都在對我們的生活和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生非常大的影響，也給我們帶來了非常大的安全隱患。所以，本文就針對會電廠大氣污染排放的現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對脫硫脫硝技術(shù)進(jìn)行了深入的探討。

脫硫脫硝；火電廠；排放；大氣污染

1 前言

我國的工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程正在隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而逐漸加快，這就促使火力發(fā)電廠的規(guī)模和數(shù)量也在不斷的增加，進(jìn)而污染物的排放量也在與日俱增，而種種這些，都會對我們的大氣受到非常嚴(yán)重的污染，同時，生態(tài)環(huán)境也在遭受著不同程度的破壞，所以，我們必須制定一套科學(xué)有效的預(yù)防控制措施，把危害程度降到最低。根據(jù)我國目前的具體情況看，我們要減少對大氣污染物的排放，并且通過脫硫脫硝技術(shù)來減少火電廠使用煤炭后有害氣體的排放，這樣才可以減少危害，是我國的經(jīng)濟(jì)更加穩(wěn)定地向前發(fā)展。

2 我國火電廠大氣污染排放的現(xiàn)況

我國很多地區(qū)的電廠都是以火力發(fā)電為主要方式，實(shí)際上也就是通過煤炭資源的消耗來完成熱能和電能的轉(zhuǎn)換。在火電廠的發(fā)電過程中會產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)及氣體，這些有害的物質(zhì)及氣體如果得不到處理，便會直接排放到大氣環(huán)境中，進(jìn)而對大氣造成十分嚴(yán)重的污染，我國近些年來越來越嚴(yán)重的霧霾天氣就是因此而造成的。據(jù)資料顯示，我國早在2010年的工業(yè)廢氣排放量就超過了519168x108m3；而到2012年，僅僅兩年時間，其廢棄排放量就超過了520000x108m3；由此我們可以看出我國工業(yè)廢氣排放量上升速度之快。在這些排放出來的工業(yè)廢氣中，僅二氧化硫的排放量就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了1880x104t，占到了全國排放總量的85%。雖然我國的二氧化硫和工業(yè)廢氣的排放量在國家的大力整治下，以及得到了非常明顯的改善，可是總的看來，形式還是不容樂觀，因此，通過合理有效的措施進(jìn)行脫硫除塵已經(jīng)成為了我們的首要任務(wù)。

3 煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電廠中的應(yīng)用

火電廠所排放出來的工業(yè)廢氣中以二氧化硫和硝化物為主要污染物，所以想要做好火電廠的污染預(yù)防工作，就要先從煙氣的脫硫脫硝方面開始。

3.1 煙氣脫硫技術(shù)

所謂煙氣脫硫技術(shù)，就是把煙氣中的含硫氣體通過技術(shù)手段進(jìn)行分離，或者是轉(zhuǎn)化成其他的液態(tài)物質(zhì)，進(jìn)而減少對大氣環(huán)境的破壞。煙氣的脫硫技術(shù)可以分為四種：

(1)干法脫硫技術(shù)。干法脫硫技術(shù)可以分為干粉噴射脫硫法、高能電子活化氧化法、荷電干粉噴射脫硫法三種，這三種脫硫方法最終產(chǎn)生的物質(zhì)為干粉狀，因此可以減少對大氣的污染及破壞。

(2)半干粉脫硫技術(shù)。這種技術(shù)方法是通過相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，把產(chǎn)生的二氧化硫清除，實(shí)際上就是通過石灰漿中的水分通過吸收到煙氣中的熱量，從而蒸發(fā)掉的原理，在這個過程中，石灰與二氧化硫所形成的為硫酸鈣。

(3)濕法脫硫技術(shù)。這種脫硫技術(shù)現(xiàn)在被我們使用的最為廣泛，包括鈉堿法、石灰石法和海水脫硫法三種。鈉堿法主要是通過化學(xué)反應(yīng)將二氧化硫去除，讓碳酸鈉和二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終形成亞硫酸鈉鹽；石灰石法也同樣是利用化學(xué)反應(yīng)來清除二氧化硫，它主要是通過二氧化硫與石灰石的結(jié)合，形成石膏；海水脫硫法主要是通過海水來吸收火電廠煙氣中的二氧化硫，再與空氣中的氧氣進(jìn)行作用產(chǎn)生硫酸鹽，最后排放到海水中，這樣可以很大程度上減低大氣的污染程度。

(4)煙氣循環(huán)流化床法。這種方法是把消石灰當(dāng)做脫硫劑，并將其和酸性氣體或循環(huán)灰發(fā)生反應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)SO2及SO3氣體的清楚。使用這種煙氣循環(huán)流化床法的過程中，不用加熱排煙和防腐，不僅如此，這種方法還能夠還可以清理煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置，并且使脫硫塔內(nèi)的煙氣流量處于穩(wěn)定的狀態(tài)，最終可以保證脫硫塔在低負(fù)荷運(yùn)行的環(huán)境中，長期保持良好的工作狀態(tài)。同時，我國一直以來都是堅(jiān)持自己對煙氣循環(huán)流化床法進(jìn)行研發(fā)，也就是把鍋爐煙道當(dāng)做反應(yīng)器，并且按照一定的比例，通過混合槽來把之前反映的混合物進(jìn)行混合，最后再裝進(jìn)煙道內(nèi)實(shí)現(xiàn)脫硫。通過實(shí)踐我們可以得知，這種煙道循環(huán)流化床發(fā)脫硫技術(shù)有工藝流程簡單以及占地面積小等特點(diǎn)，而且還能夠使脫硫率達(dá)到90%之多，這也是我國很多火電廠目前都在普遍應(yīng)用的一種脫硫方法，并且得到了非常好的效果。

(5)脫硫及煙氣除塵一體化技術(shù)的創(chuàng)新。盡管我國在火電廠的脫硫除塵工作有了很大的提高，可是還存在著很多問題，這就對脫硫技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展產(chǎn)生了非常大的影響。站在經(jīng)濟(jì)的角度上看，我國現(xiàn)在很多火電廠使用的脫硫設(shè)備十分昂貴，這顯然會增加火電廠的日常運(yùn)營成本，使得很多的火電廠都不愿意購買這些設(shè)備進(jìn)行使用。而我們對于一些老的設(shè)備進(jìn)行改造也有著一定的困難，火電廠的脫硫除塵設(shè)備需要占用很大的場地，而且電費(fèi)的開銷也會非常大，這也給火電廠帶來了很大的困擾。因此通過多方面的考慮，火電廠可以通過石灰石等脫硫技術(shù)，同時在脫硫裝置前安裝低溫省煤器，在脫硫裝置后安裝濕式電除塵器，這樣就會起到很好的煙氣脫硫效果，而且還可以解決火電廠的設(shè)備場地及設(shè)備的經(jīng)濟(jì)問題，這樣完全符合我國關(guān)于節(jié)能減排的政策方針。

3.2 煙氣脫硝技術(shù)

煙氣脫硝技術(shù)主要是把煙氣中的含氮氧化物分離開，將其轉(zhuǎn)化成為固態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，最終使自身的排放量大幅度的降低。煙氣脫硝技術(shù)主要包括了還原氮氧化物、氧化、吸附等環(huán)節(jié)，這就是我們經(jīng)常提到的還原法和氧化法。還原法主要是通過還原性非常強(qiáng)的氣體，把其自身的氮氧化物轉(zhuǎn)為氮?dú)馀欧诺娇諝庵?，而這種氣體對空氣是沒有污染和傷害的。氧化法是要首先選取氧化劑把一氧化氮氧化成二氧化氮，然后把二氧化氮融入水總，并形成硝酸，或者和其他的堿性物質(zhì)反應(yīng)成另一種固體。

在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中，我們經(jīng)常所采用的是脫硝技術(shù)包括液相反應(yīng)及氣相反應(yīng)兩種，液相反應(yīng)也成為濕法，氣相反應(yīng)也成為干法。我國目前為止使用最多的，也是最普遍的是干法，而干法脫硝技術(shù)又可以細(xì)致分為選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法兩種。

(1)選擇性催化還原法。選擇性催化還原法是通過催化劑把氨基還原劑進(jìn)行選擇性的還原氧化物的反應(yīng)溫度區(qū)間降低并擴(kuò)展，這對拖出電站鍋爐中的氮氧化物是非常有利的。選擇性催化還原法從上世紀(jì)的80年代開始，就已經(jīng)被應(yīng)用到了燃煤鍋爐當(dāng)中，良好的脫硝效果使這種方法在當(dāng)時的日本及歐洲很多國家都普遍應(yīng)用。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)我們得知，氨氣和氮氧化物可以發(fā)生選擇性的反應(yīng)，在選擇性催化還原法中，一氧化氮是主反應(yīng)的反應(yīng)物，而且在反應(yīng)中也摻加著氧氣。

選擇性催化還原法的主要裝置包括貯氨、混氨、噴氨、煙道、反應(yīng)塔及控制系統(tǒng)所共同組成。通過這種選擇性催化還原法可以很快的祛除硝化物，消除率可達(dá)90%。這種技術(shù)經(jīng)過長期的完善與改進(jìn)，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，而且消除率也有了進(jìn)一步的提高，不僅如此，通過這種方法產(chǎn)生的新物質(zhì)對大氣環(huán)境也不會造成污染及傷害。

同時，由于采取的催化劑不同，因此催化還原反應(yīng)的溫度區(qū)間也不同。如果催化劑選用氧化鐵和氧化鈦，反應(yīng)溫度就會在300—400℃，再加上合理的調(diào)節(jié)氨氣和氮氧化物的比例，就會使脫硝率更進(jìn)一步的提升。

(2)選擇性非催化還原法。這種方法是把尿素或者氨等還原劑均勻地噴入爐膛的高溫區(qū)，以此來達(dá)到脫出NOx的目的。我國目前為止已經(jīng)有超過500套的選擇性非催化還原法的裝置被應(yīng)用到了各個行業(yè)的鍋爐及焚燒領(lǐng)域。而且通過實(shí)踐我們知道，選擇性非催化還原法可以通過現(xiàn)有的鍋爐經(jīng)過改造來完成，因此這種方法具有投資小的特點(diǎn)，但是其自身的脫硝效率較低，沒有選擇性催化還原法的脫硝效率高，而且氨的逃逸率也較高，還原劑消耗量較大，這些都是選擇性非催化還原劑的不足之處，這其中，還原劑消耗量較大的主要原因就是還原劑與O2經(jīng)過氧化反應(yīng)，會生成H2O和CO2?，F(xiàn)在我們正想辦法將在燃燒技術(shù)、選擇性催化還原法、低NOX燃燒器等技術(shù)與選擇性非催化還原法聯(lián)合使用，這也是這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的一個新方向。

4 結(jié)語

我國的經(jīng)濟(jì)正在飛速發(fā)展，同時帶來的是對于環(huán)保的更高的要求，因此，火電產(chǎn)要拋掉先污染再治理的錯誤觀點(diǎn)，堅(jiān)持做好煙氣脫硫脫硝的處理工作。首先，我們通過對大氣污染排放物現(xiàn)狀的分析可以知道，火電廠要對煙氣的脫硫脫硝工作進(jìn)行深入的研究與分析，并且要把工作落實(shí)到實(shí)處，這是當(dāng)今社會發(fā)展的一個必然的趨勢，也是我國社會經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個內(nèi)在的要求。我國目前的煙氣脫硫脫硝技術(shù)還存在著一些不足之處，這就需要我們通過努力作進(jìn)一步的完善與改進(jìn)。所以，我們一定要更加深入的進(jìn)行煙氣脫硫脫硝方面的技術(shù)研究工作，使造成大氣環(huán)境受到破壞的污染物排放量減少，使生態(tài)環(huán)境得到保證。

[1]馬保國,陳全濱,李相國,王偉強(qiáng),尹曉波.活化方式對CFBC脫硫灰自硬化性能的影響[J].建筑材料學(xué)報,2013(1).

[2]邱奎,安鵬飛,楊馥寧,諸林,KIM Sungyoung,BAGAJEWICZ Miguel.高含硫天然氣脫硫操作條件對能耗影響的模擬研究[J].石油學(xué)報(石油加工),2012(6).