火电厂脱硫脱硝除尘一体化技术应用研究

火电厂脱硫脱硝除尘一体化技术应用研究

鲍宏

（望亭发电厂，江苏 苏州 215155）

摘要：火电厂是我国电力资源的保障，前些年我国大力发展经济对电力的消耗量极大，电厂为保障电力可有效及时地供应忽略了环境的问题，随着绿色生态与可持续发展理念的推进，电厂纷纷改进自身技术。本文以望亭发电厂为例，对其新研发推出的脱硫脱硝除尘一体化技术进行深入分析，了解其工作原理与技术，对其使用情况与经济效益分析，为其他相关企业做参考。

关键词：脱硫脱硝除尘；火电厂；一体化技术

引言：火电厂的发电原理是以燃烧煤、石油等矿产资源，将其化学能最终转化为电能，燃烧过程产生中会产生大量含硫含硝的废气，对环境产生极大的负面影响，目前诸多电厂已对其加大重视，设立专业的科研小组研发新技术，其中望亭发电厂取得重大突破，今年推出脱硫脱硝除尘为一体的技术，此技术的运用降低了废气中有害物质的含量，为我国环保行业提供助力。

一、火电厂脱硫脱硝除尘一体化设备特点及原理

（一）特点

脱硫脱酸除尘一体化设备最明显的特点就是做到了“三位一体”，在性能方面具有以下几种特点：一是耐高温，该设备通常与大型锅炉配套使用，所处环境有较高的温度，因此耐高温是必备的特点。二是耐腐蚀，废气中的含酸含氮物质都易发生化学反应产生具有腐蚀性的物质，因此该设备需具有耐腐蚀的特性。三是自动化，该设备利用目前流行的信息化技术，做到了全流程的自动化操作，无需大量的人工操作，保证了人员的安全。

（二）原理

1.脱酸原理

望亭发电厂选择使用了华电公司设计的石膏湿法脱硫技术，电厂燃烧发电过程中产生最多的含硫气体就是SO2，其对环境有着极大的负面影响，处理SO2气体十分困难，传统的分离方式并不适用，SO2有易溶于水的化学性质，因此可在废气排放管道里注入一定量的水，当SO2与其接触时自动与其结合成含硫水溶液（H2SO3）不会随气流排出，但H2SO3长时间与O2接触会生成具有强腐蚀性的H2SO4，会对管道造成破坏，因此需选用碳酸钙（CaCO3）溶液代替水，CaCO3与SO2反应生成固体亚硫酸钙（CaSO3）不会腐蚀管道[1]。

2.脱硝原理

脱硝的含义是脱去废气中二氧化氮气体（NO2），目前常用的脱硝技术有三类：干法、半干法、湿法。望亭发电厂选择使用干法技术，原因在于NO2与SO2不同，它不易溶于水，氧化还原后产生无毒无害的N2与O2气体，与其他两种办法相比较无需做排水工作。

3.除尘原理

静电除尘技术是目前最主流的除尘技术，主要借助除尘器来进行，启用该机器时，其周围会产生高压静电磁场，当灰尘通过此电场时，其自带的正负离子会与电子发生碰撞，灰尘在电场的作用下会往电极端移动，最后被除尘器吸入，吸入后的灰尘可对其进行环保处理后再排放。

二、脱硫脱硝除尘一体化技术的应用实践

（一）适用范围

脱硫脱硝除尘一体化机器占地面积小，适用于大部分金属冶炼厂与火电厂等，含硫量在0.5%—2.5%的300MW的锅炉使用此设备可脱去废气中70%—95%的含硫气体、80%—90%的含氮气体以及99%的灰尘，并对回收的物质进行二次无污染处理[2]。

（二）设备组成

1.电子束照设备

此设备是利用电子辐射原理将废气中的含硫气体与含氮气体转化为无污染的硫酸铵与硝酸铵，此技术的适用范围广，其产生的副产品可作为土地肥料二次利用，电子束照方法无需额外的反应条件，环保且高效。

2.金属氧化物催化设备

此设备利用金属氧化物具有的催化性，对废气进行脱硫脱硝，此设备可以有效提升脱硫脱硝的效率，不过虽然此方法脱硫的效果好但脱硝的效果一般未来此技术还需进一步优化。

3.脉冲电晕设备

此设备的工作原理是给电极的两端一定的压力，当气体流动到电极附近时，高压会产生局部击穿放电的效果，从而导致离子体获得非热平衡，该设备实际运行中消耗的能量少且对其他工作中的设备不会产生干扰，但它的工作效率一般，还需优化。

（三）使用工艺

1.烟雾净化工艺

望亭发电厂的技术人员对传统烟雾处理技术反复研究，改进了其催化还原技术，该技术加入了高温式除尘布袋器，在此机器的帮助下，废气中含硫含氮量明显降低。在使用时，员工只需将NH4布袋中，在催化剂的帮助下即可进行脱硫脱硝工作，此机器本身自带灰尘清洁功能。望亭发电厂自使用该工艺，其工作的效率明显提升，此技术对三种污染物都有清除的功能。

2.活性炭、活性焦吸附工艺

活性炭的吸附工艺在脱硫脱酸设备中十分重要，直接影响着最终处理效果，该工艺使用过程中要注意活性炭的使用时间、环境温度、烟雾浓度等，活性炭可吸附废气中的含硫含氮气体以及灰尘并不产生污染，员工只需定期更换活性炭。活性焦的效果甚至高于活性炭，其内部结构更复杂，对物质的吸附能力更强，适用性也更强，从效果上看，活性焦可实现97%以上的脱硫脱酸率。

3.吸收工艺

该工艺也是目前主流的脱硫脱硝工艺，其原理是将氧化铝作为载体，将其放入一定浓度的硫酸铜溶液中，让其充分反应，产生铜。当废气流经该点时，含硫气体将与铜发生化学反应将其还原成硫酸铜溶液，待气体排放结束后，铜溶液又会重新生成铜单质，此流程不断反复循环，为电厂节约了能源

[3]。

（四）实践过程中的问题与对策

望亭发电厂在一体化设备推出后对其进行了测试，在此过程中发现存在部分问题并对分析提出了相应对策：

第一，设备中的循环泵滤网易堵塞，主要原因在于滤网的孔的直径过小，解决对策为在保证过滤效果的同时选取孔径较大的滤网。

第二，循环泵内壁损坏，主要原因在于喷嘴设备安装角度的不合理，导致其运行中灌入设备中的溶液对内壁造成冲击；循环泵滤网框架设计不合理，导致框架与内壁产生摩擦，造成内壁的损坏。解决对策为，可多次试验找出喷嘴设备最合适的角度；重新设计滤网的框架；对循环泵的内壁喷涂防腐剂。

第三，除雾器发生堵塞，部分零件失效，原因在于除雾器的形状设计不合理，电厂最初设计为“v”型，易存留溶液，零件的原材料选取不当，解决对策为更改除雾器的形状，改为流线型；重新选取材料制作组件。

第四，部分通风管道出现断裂，管道安装不正确，未适用加固器等都会导致运行中出现管道断裂现象，解决对策为寻找正确的安装方式，使用支架等加固设备对其固定。

（五）运行结果的分析

望亭发电厂在进行多次试验后对设备的运行结果做出汇总性地分析，运行结果表明电厂研发推出的这套设备在脱硫脱酸除尘方面有着明显效果，在100%烟雾含量（烟雾量2129040m3/h）的情况下，脱硫率可达到95%，脱氮率97%、除尘99%。从技术运用空间结构方面分析，该系统摆脱了传统技术设备占地面积大的问题，其所占空间较小，这使得部分小型发电厂也可引进该设备。从安全性方面分析，此设备操作简单，经其处理后的废气皆无毒无害，不污染环境的同时也不会给工作人员造成伤害。

（六）经济效益分析

经济效益是电厂需着重考虑的内容，由于目前我国在脱硫脱酸除尘一体化技术上还处于起步阶段，因此望亭发电厂在此套设备的研发初期投入较多的人力、物力、财力，在日后的设备维护方面要注意控制成本，该设备虽然成本较高，但如果正式投入使用将为电厂减少大量资源的浪费，脱硫脱酸技术产生的副产品也可做二次处理后转化为可用材料，例如制成肥料等。

结论：综上所述，目前望亭发电厂对于脱硫脱硝除尘一体化技术上的突破是成功的，解决了以往电厂废气污染性大的问题，在国家环保新形势下，电厂环保技术的更新势在必行，望亭发电厂作为先行者为行业的发展打下基础，虽已取得一定成绩，达到国家废气排放标准，但相关技术还处于初级阶段，还需不断地更新优化，未来电厂行业还需共同努力，尽快实现电厂的无污染排放，为我国环保事业添砖加瓦。

参考文献：

[1]刘贤.火电厂脱硫脱硝除尘一体化技术研究[J].清洗世界,2022,38(10):66-68.

[2]潘俊萍,汤秀丽,刘浩.烟气一体化超低排放技术的应用与研究进展[J].资源节约与环保,2022(09):1-4.

[3]毛中建.火电厂脱硫脱硝除尘一体化技术研究[J].当代化工研究,2022(24):143-145.