电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术探究

电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术探究

翟丰龙   梁金锐   赵星虎

华能洛阳热电有限责任公司     河南洛阳      471000

摘要:

电厂锅炉排放的烟气包含大量有害物质，如二氧化硫 (SO2)、氮氧化物 (NOx) 和颗粒物，对环境和人体健康产生严重影响。因此，对电厂锅炉的烟气进行脱硫、脱硝和除尘处理是非常必要的。本文探索并分析了电厂锅炉常用的湿法脱硫、选择性催化还原脱硝和布袋除尘等三大技术。研究表明,湿法脱硫能有效去除烟气中的二氧化硫，达到了90%以上的脱硫效率；选择性催化还原技术能高效去除烟气中的氮氧化物，脱硝效率可达80%以上；布袋除尘器则能有效捕集颗粒物，达到了99%以上的除尘效果。通过优化操作条件和设备参数，可以进一步提高这些技术的处理效率，使得其在实际运行中的排放浓度达到环保标准。因此，这些方法在处理电厂锅炉烟气排放方面显示出巨大的潜力和应用价值。

关键词：电厂锅炉; 烟气处理; 湿法脱硫; 选择性催化还原; 布袋除尘

引言:

随着现代化工业社会的发展，电厂锅炉的广泛使用导致了大量烟气的排放，这不仅对环境构成威胁，还对人类健康带来影响。烟气中大量有害成分的存在却又无法避免。电厂锅炉烟气处理技术应运而生，它具有良好的去除烟气中硫、氮和粉尘污染物的能力，这不仅是一项环保行动，也是对电厂经济效益的一个提升。近年来烟气处理技术已经取得了不小的进步，但仍存在控制效率不高、成本昂贵等诸多问题，对此，研究人员正积极寻求更优化且经济的处理方案，力图更大程度的发挥其环保和经济效益。

一、电厂锅炉烟气的成分及其环境影响

电厂锅炉烟气主要由氮气、氧气、氢气、一氧化碳和二氧化碳等组成，还含有大量的固体颗粒物和有害气体，如二氧化硫、氮氧化物和烟尘等。二氧化硫在大气中会形成酸雨，对环境造成较大破坏；氮氧化物会引起光化学烟雾和酸雨，污染大气和水源；烟尘可以导致视觉污染，并且有可能被人体吸入，对人体健康造成威胁。另外，气化粒子有可能携带重金属等有毒有害物质，对生态环境和人体健康都构成长期隐藏的危害。这些有毒有害气体和颗粒物被大气扩散，不但影响电厂附近地区，甚至可能影响到更远的地方。电厂锅炉烟气对环境的影响不可忽视。

二、电厂锅炉烟气处理的必要性

电厂锅炉烟气处理的必要性显而易见，首要原因就在于它对环境和人体健康的影响。电厂在运行过程中，通过燃烧大量燃煤产生电能，但也会产生大量的烟气，这些烟气如果直接排放到大气中，不仅会严重污染环境，影响空气质量，还会给人体健康带来严重威胁。例如，二氧化硫和氮氧化物是酸雨的主要成分，可导致建筑物腐蚀、水体酸化，对人体健康也有极大影响。烟尘则可以直接吸入人体，引发各种呼吸系统疾病。电厂锅炉烟气处理是保护环境、维护人体健康的重要手段。有效的烟气处理也是应对气候变暖的有效策略之一，因为烟气中的二氧化碳是主要的温室气体之一。只有通过有效的处理，才能真正实现电力生产与环境保护的和谐共存。

三、电厂锅炉烟气的三大主要处理方法—脱硫、脱硝和除尘

电厂锅炉烟气的处理可以分为三大类技术，分别是脱硫、脱硝和除尘。脱硫技术是通过添加化学试剂，与硫化物发生化学反应来采集硫磺，转变为硫酸和硫酸盐等可处置的固体物质。最常用的脱硫工艺有湿法脱硫和干法脱硫。脱硝技术主要通过将含有氮氧化物的烟气和氨气在催化剂作用下反应，生成氮气和水，从而实现烟气中氮氧化物的脱除。最常用的脱硝技术是选择性催化还原（SCR）和非选择性催化还原（SNCR）。除尘技术主要分为湿式和干式，其中涉及到的设备有电除尘器、布袋除尘器、旋风分离器等。

这三者相辅相成，共同为电厂的环保出力，降低大气污染，实现更加绿色清洁的能源利用。

1湿法脱硫工艺解析及其脱硫效率

湿法脱硫工艺是处理电厂锅炉烟气中硫氧化物的常见方法之一。该技术的核心原理在于利用吸收剂（如石灰石浆或石灰浆）与烟气中的硫氧化物发生化学反应，生成硫酸盐或硫酸，实现硫氧化物的脱除。

湿法脱硫工艺主要包括喷射、气液接触、溶解反应、排放母液和固态脱硫剂的处理五个步骤。其中，喷射是通过高压泵将石灰石浆或石灰浆喷射到烟气中，与其中的烟尘发生接触。气液接触是使得烟气与吸收剂充分接触反应，提高吸收效率。溶解反应是指吸收剂与烟气中的硫氧化物发生化学反应。排放母液即排出反应后生成的溶液，而固态脱硫剂的处理则是将固态产物进行处理或再利用。

湿法脱硫工艺具有脱硫效率高、操作简单等优点。其脱硫效率可达到90%以上，对于中小型电厂锅炉烟气处理来说，湿法脱硫是一种较为经济、实用的方法。湿法脱硫工艺也有其缺点，如处理后的废液需要进一步处理，否则可能对环境产生不良影响。

2选择性催化还原技术简介及其脱硝效率

选择性催化还原技术（SCR）是一种颇受欢迎的电厂锅炉烟气脱硝手段。该技术的运作原理是，使用氨或尿素作为还原剂，在催化剂的作用下，将烟气中的氮氧化物（NOx）还原成氮气和水，这两者在大气中无污染。 SCR技术能够在300℃～400℃的温度范围内实现高效脱硝，脱硝效率可高达90%以上。但是，也存在消耗大量能源、投资成本高以及催化剂易于老化和中毒的问题。

优势之处在于，SCR技术可以深度脱硝，脱硝效率高，对抑制酸雨和光化学烟雾的形成有显著效果。不过，SCR技术的脱硝装置规模大，投资运行成本高，催化剂的再生和管理复杂，需要周期性更换。在采用SCR技术进行烟气脱硝处理时，需要权衡投资和运行成本与环境效益，合理选择和优化工艺参数。

3布袋除尘器工作原理与除尘效果

布袋除尘器，顾名思义，其核心构件即为布袋，用于捕捉和过滤烟气中的尘埃颗粒。工作原理相当直观：当含尘烟气经过装满布袋的箱体，尘埃被布袋表面的毛细孔拦截与吸附，使得经过处理后的烟气内尘埃含量大幅减少。而被滞留在布袋表面的尘埃则通过定时反吹或机械震动从布袋中移除，以保持装置的持续运行。

布袋除尘器的除尘效果与其具体设计有关。正确选择布袋材质、优化布袋形状，可以提高布袋除尘器的工作效率。例如，选择耐高温、抗腐蚀的材质，能够让布袋除尘器在高温烟气下正常工作，减少硫酸露点腐蚀对布袋的影响。而优化布袋形状、增加孔隙，可以提高烟气通过的速度，提高处理能力。总的来看，经过优化设计的布袋除尘器可以达到较高的除尘效率，尘埃排放浓度低，有效对环境起到保护作用。

四、电厂锅炉烟气处理技术的优化措施

优化电厂锅炉烟气处理技术是个重要的环节。首要措施是加强锅炉烧煤优化工艺。通过改善煤质，降低炉体内含硫量，可以实现脱硫的前期预防。加大空气预热程度，调整煤粉颗粒和燃气混合比例，都可以有效减少烟气的生成。

预处理设备如湿式电除尘器和布袋除尘器的优化配置也很关键。湿式电除尘器应保持饱和高效运行状态，保证尘埃的湿度和粘接力。布袋除尘器要选用高温防腐材质，增强耐用度，提高过滤效率。

脱硫设备和脱硝设备的优化主要是改良反应器设计和催化剂选择。采用高效的吸附剂对硫浓度进行紧密控制，提升脱硫速度。脱硝设备则需慎选催化剂，控制反应条件，实现有效脱氮。

另一方面就是强化设备检查和维护，定期清洁和更换损耗较大的部件，及时调整设备运行参数，确保处理设备始终处于良好的运行状态。这样才能达到最好的净化效果。这就是优化电厂锅炉烟气处理技术的一些基本措施。

结束语

在电厂锅炉烟气治理的研究中，无论是关于湿法脱硫工艺的效率探讨，还是选择性催化还原技术的脱硝效果，或者是布袋除尘器的工作原理与效果，均为提供了宝贵的处理途径。真实的工业环境下，多元化的毒害物质和复杂的操作环境，使得烟气治理并非易事，需要发进行续地优化和改进。通过科学的方法研究和优化处理设备，针对性地调整处理参数，将对锅炉烟气的处理效率产生关键性的影响，是未来电厂锅炉烟气处理技术研究的重要方向。有望实现电厂烟气的低污染、高效治理的目标，以实现我国电力工业的绿色可持续发展。

参考文献

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