火电厂烟气脱硫脱硝技术研究进展

火电厂烟气脱硫脱硝技术研究进展

陈卓

大唐长春第三热电厂 吉林省长春市 130013

摘要：随着社会经济的快速发展，各行各业对电力能源的需求量实现了大幅提升。但是，在火电厂的过程中，会排放出大量含有有害物质的浓烟，不仅对大气构成了严重污染，对于生态环境和城市空气质量更是造成了严重影响。为满足人们的需要以及低碳环保理念发展，中国在火电厂过程中运用脱硝技术对烟气进行改造，使烟气在实际排放中能够达到低碳排放的要求。在此基础上，本文对火电厂烟气的脱硫脱硝技术进行了深入研究，尽力消除污染源，让人们的生产生活拥有一个良好的环境。

关键词：火电厂；烟气脱硫脱硝；脱硫脱硝技术

引言

新形势下，国家提出经济建设可持续发展的战略方针。在能源的应用方面，应秉持节约和环保的思想，对现有设施进行改善，形成一套标准化的脱硫系统。新系统需要辅助完成气体中粉尘治理，达到国家环境治理的基本要求，使有限的资源发挥更大作用。随时关注行业相关环保整治要求，合理约束物料燃烧的排放运行，提高对锅炉工作状态下的相关参数和抵御突发外力的性能。不断优化厂内设备，尽量选择节能环保型燃料，实现低污染的整治目标。

1燃煤脱硝技术概述

煤炭的主要成分是各种易燃的矿物质，煤炭作为一种重要材料，在我国的工业生产和采矿领域中应用广泛。各种氮氧化物产生于煤炭的剧烈燃烧过程。氮氧化物形成的主要方法有三种：第一种是快速的氮氧化反应。在高温环境下，煤中的烃正离子基团与周围空气中的气态氮发生反应，形成氮氧化物。第二种是热氮氧化过程，大量的热量产生于煤炭燃烧过程中，加快了N2和O2在干净空气中进行化学反应生成NOx的速率；第三种是制作NOx燃料。煤炭经过剧烈燃烧在高温下分解成正离子化合物后与CO2在干净的空气中发生一系列化学反应，最终形成NOx的过程。当将上述三种不同形式的NOx彼此分离时，许多有危害的气体会转变成以液体形式存在的元素和物质，由此带来的结果是降低了缓慢形成的有害气体的排放量。通过利用以上的三种方法可从最大程度上减少由于燃煤引起的污染物排放量，进而实现我们保护环境的最终目的。

2火电厂烟气脱硫技术

2.1干法脱硫技术

干法脱硫技术，主要是以碱性吸收物质为基础。实际应用中，应该根据现场的基本情况，对烟气道中的硫进行研究，使得烟气穿透充满混合固态的碱性吸收物质，并且通过全面接触的方式，实现脱除SO2。半干法脱硫技术与干法脱硫系统的组成是基本相同的，半干法脱硫过程中，也需要在干燥的环境中进行，但在半干法脱硫技术中，要适当的添加水分，从而发挥该项技术的可靠性和功能性。另外，由于两种脱硫的方法都在干燥的环境中进行，所以在实际脱硫过程中，不需要担心生成二次污染物，从而避免二次污染对环境的影响。

2.2湿法烟气脱硫

该项脱硫技术是目前碚硫率最高的一项FGD技术，其碚硫率通常可达到Ca/S为1.05左右，脱硫率也高达90%以上。现阶段，湿法工艺同时存在多工艺类型。其中，使用率最高、脱硫效果最显著的是石膏烟气碚硫工艺。其技术原理是以石灰石或者石灰作为吸收剂，再通过逆流喷淋塔、顺流填料塔或者喷射流泡反应器三种应用形成的合理选择与应用达到脱硫目的。通过以往的技术应用结果显示，该项技术不会对火电厂除尘器、烟道和烟囱等设备设施造成腐蚀性影响。在达到脱硫目的同时，避免因除尘器、烟道、烟囱腐蚀现象导致电耗、水耗的增加，从而使火电厂生产成本得到有效控制。

2.3石灰石脱硫技术

石灰石-石膏湿法通常用在脱硫技术当中。但是，火力发电厂脱硫技术的关键在于吸收塔。不同类型的吸收塔将产生不同的效果。通常，吸收塔有四种类型：一种是填料塔。填料塔使用内部固体填料，使浆液从填料层的表面流入其中，并与炉内的烟气融合以实现脱硫的目的。但是，应用此方法时，可能会发生阻塞；第二个是液柱塔。通过烟气，气体和液体的熔融，完全传质和完全脱氮，尽管脱硫效率很高，但炉内没有阻塞，烟气产生的阻力会引起更多的脱硫损失；第三个是喷雾吸收塔。喷雾吸收塔脱硫技术得到了广泛的应用。通常，炉子中的烟气从上到下移动，并且形状为喇叭状，或者可以以特定角度向下喷洒以充分吸收烟气。尽管烟道气在结构和成本上都优于前两者，但烟道气分布不均；第四个是鼓泡塔。石灰石用于压住烟气，但烟气和浆液熔融后会产生鼓泡，脱硫效果好，效率高，烟气流量分布均匀，唯一的缺点是阻力大并且结构更复杂。

3火电厂烟气脱硝技术

3.1旋转喷雾施工技术

主要通过化学作用，选择适宜的吸附试剂，试剂内的元素与硫化物等毒害气体反应。采取旋转式运行，大幅度提升了气体之间的反应效率，起到更好的污染治理效果。这种半干式脱销的处理技术是目前较受欢迎的技术模式之一，可以提升气体治理的成效，为电厂的稳步运行提供良好的基础。在温度相对较低的条件下，常使用活性炭为吸附材料，活性炭内部含有大量空隙，可以大量吸附有毒气体。此外，通过活性炭的催化作用，可以加速内部的蒸汽和硫化物之间的化学变化，完成二氧化氮的转换。活性炭可以起到物理吸附和化学催化的双重作用，待处理气体中的氧以及蒸汽的比例超出标准范围时，可以提升内部杂质的吸附能力，起到净化污浊气体的作用。随着该物质的吸附能力不断变化，可以提升毒害气体的治理效率，扩展吸附范围，完成毒害气体的分解。

3.2SCR脱硝技术

活性炭脱硝的最大优势之一就是在低温(＜200℃)条件下对NOx仍有一定的催化还原活性。MOCHIDA等研究了酸改性前后炭材料的脱硝性能，发现还原剂NH3在炭材料表面吸附是其低温SCＲ脱硝的关键，该机制已经被反复引用和证明，一些试验更是对活性炭催化性能进行了长周期验证。炭材料在不同温度区间SCＲ脱硝性能会有所不同，MARTÍN等在373～550K研究活性炭SCR脱硝机制，发现尽管活性炭种类差异较大，但是脱硝效率随着反应温度升高呈先降低后升高的规律性变化，从而得出炭材料在低温和高温条件下SCR脱硝控制机制并不相同。在低温条件下由活性炭微孔对NO的物理吸附，提升了NO区域浓度从而增加了SCR脱硝效率;在较高温度区间内物理吸附NO的量减少，此时活性炭表面化学官能团对反应物的化学吸附决定了SCR反应的活性。

3.3SNCR选择性非催化还原脱硝法

这种脱硝方法也被称为热力脱硝法，它是将尿素、氨类物质作为还原剂喷在炉膛内部高温区域，该部位温度可达到900～1050摄氏度，最终达到脱硝目的。目前，选择性非催化还原脱硝法已经在世界各国的工业锅炉、发电厂锅炉以及垃圾焚烧炉领域内得到了广泛应用。而且无须企业投入较大的成本费用，只需要针对现有锅炉设备进行简单改造即可。但是，这种方面的弊端问题是氨逃逸率比较高，所以脱硝效率相对较低，而且对还原剂的需求量比较大。之所以造成还原剂需求量较大，其主要原因是当还原剂发生氧化反应时会生成水和二氧化碳。所以，当选择性非催化还原脱硝法与再燃烧技术以及低硝化物燃烧技术联合使用时，其脱硝效果最显著。

结束语

火电厂在中国的电力供应系统中具有关键性作用，而在火力发电过程中所用到的材料是煤炭，将热能转化为电力资源。但是，此过程却会产生大量的有害气体，威胁人们的身体以及大气环境，若不对其进行有效的控制，则会造成无法挽回的后果，因此，在其烟气排放过程中运用脱硫脱硝技术具有至关重要的作用。通过对煤炭燃烧之后的烟气进行脱硫脱硝处理，从而提升大气环境质量。

参考文献

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