燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术

王喜军

北方联合电力有限责任公司包头第三热电厂，内蒙古包头 014060

燃煤电厂排出的烟气中含有烟尘、二氧化硫、氮氧化物、碳氢化合物以及重金属等，使得大型火电厂往往成为当地主要的工业污染源。燃煤电厂中锅炉燃烧产生的污染物明显高于其他环节，因而成为污染治理的重中之重。

1 燃煤电厂烟气的特点及危害

锅炉燃烧过程中产生的烟气含有多种污染物，例如二氧化碳、二氧化硫、一氧化碳、飞灰，以及少量的氯化物、氟化物等等。污染物所占的比重与煤炭中矿物质的构成有着紧密的关联。锅炉燃烧产生大量烟气，排气温度高，但污染物的浓度比较低。

燃煤电厂锅炉烟气量虽因煤种和锅炉设备状况不同有一定差别，但因其额定蒸发量大，故排放的烟气量远大于其他工业炉窑。锅炉燃烧温度通常在1200℃以上，其污染物主要是无机物。燃煤电厂烟气中气态污染物浓度一般较低，在几百至几千×10-6 数量级，其浓度明显低于化工厂烟气、有色金属冶炼的气态污染物。由于污染物浓度很低，在气态物质回收和利用方面会投入较高的成本，而且工作难度大，回收利用的经济效益往往受到影响。对少数燃高硫煤、对环境影响大的电厂，则应在全面分析其社会、经济、环境效益的基础上，因地制宜，区别对待，选择合理的治理工艺。燃煤电厂锅炉烟气有一定的温度和湿度。由于烟气量大，烟温一般高出环境空气较多，且用高烟囱排放，因而烟气抬升高度大，扩散范围广，随风传输形成连续的烟流，距离可达几百甚至几千公里。烟气中SO2与NOx 的转化与沉降是一个缓慢的过程，因此可传输较远的距离。

燃煤电厂烟气中污染物数量多，传输远，对环境影响较大。燃煤电厂的烟尘不仅影响人体健康，而且给工农业生产带来很大的经济损失，有些电厂周围的农村在稻麦扬花、棉花吐絮、白菜包心的时节，因电厂排放的烟尘飘落，造成农作物大幅度减产，电厂因此每年要支付大量的赔款。对于燃煤电厂自身来说，除尘器出口排烟含尘浓度大，会加剧引风机磨损，影响机组的安全与发电。SO2 除了人所共知的对人体健康的危害，对建筑物与金属材料的腐蚀外，对农林生产也有很大的影响。燃煤电厂烟气中的NOx 主要为NO，排放大气后容易氧化为NO2。NO2 浓度大时将导致严重的大气污染，危及人体的健康。

2 燃煤电厂烟气治理的策略

燃煤电厂对烟气的治理应当以推行洁净煤技术、加强技术改造、完善企业管理为根本，从而降低煤耗，减少煤炭燃烧产生的废气。同时，开发高效的废气治理技术和综合资源利用技术也至关重要。比如使用效率高的电除尘器、热电联产等都是烟气治理的重要举措。

燃煤电厂对锅炉烟尘的治理主要是应用各类除尘设备，如电除尘器、袋式除尘器、旋转式除尘器等。电除尘器除尘效率相对较高，运行成本低，所以燃煤电厂多使用电除尘器。对于煤炭燃烧时产生的大量二氧化硫，其控制技术基本分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫。在治理烟气过程中，燃煤电厂应遵循 “预防为主，防治结合，综合治理”的方针，将治理污染、节约能源、综合利用资源有机结合，不仅要控制新污染，还要加速对老污染的治理，通过改进生产经营管理，引入先进科学技术，提高环保设施投资的综合效益，努力做到经济效益、社会效益和环境效益的统一。

根据近年来的治理经验，今后应当继续贯彻以下技术政策：大力推行节约能源及有利于环境保护的能源政策；节约能源不仅是减少能源消耗、提高经济效益的需要，也是谋求经济建设与环境保护长期协调发展的重要措施。与发达国家相比，我国节能潜力很大。因此，要继续采取措施，大力节约能源。严格把好“三同时”关，控制新污染；依靠科技进步，有效的控制污染物排放，实现污染防治与综合利用资源相结合；挖掘潜力，提高现有环保设施运转率，发挥其投资效益；积极筹措基金，治理老厂污染。

3 烟气脱硫脱硝技术

石灰石-石膏法烟气脱硫技术是脱硫工程建设的主导技术。这一技术是将石灰石浆液作为二氧化硫的吸收剂，实现脱硫。其脱硫的副产品为石膏。该技术不仅脱硫效率比较高，而且采用石灰石作为吸收剂的成本低，容易获取。石膏作为副产品比较稳定，不易造成二次污染，便于市场综合利用。例如将石膏添加在水泥中作为缓凝剂，或是开发深加工建材产品。随着国内对脱硫技术的掌握，以及受国内燃煤电厂各自的实际情况影响，脱硫装置的配置模式出现了多元化发展的局面，不设置烟气换热器(GGH)的项目越来越多，也出现了增压风机和引风机合并、不设置旁路烟道、双入口吸收塔、烟塔合一等形式。此外，生物法脱硫技术、活性焦脱硫技术、催化法脱硫技术等新技术、新工艺的开发也取了一定进展或进行了工业化示范。

烟气脱硝技术是对炉内氮氧化物控制技术的补充，适合于环境敏感、对排放要求较严的地区。主要包括选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)及其组合技术，脱硝剂主要为液氨和尿素。目前SCR 技术是世界范围内应用最为普遍，也最为成熟有效的主导烟气脱硝技术。SCR 技术的特点是占地面积小，技术成熟，容易操作，对锅炉烟气氮氧化物的控制效果尤为显著。该类技术还具有总体设计、一次建设和采取分期装载催化层的特点，满足不同时段环境管理对氮氧化物控制的要求，具有较大的灵活性和可扩充性。

目前，我国的脱硫技术在引进国外技术的基础上，以及进入消化吸收再创新阶段，基本上能够达到国外先进水平。但我国脱硫技术仍比较单一，约90%的已建和在建脱硫项目都是采用石灰石-石膏法。这种脱硫方法产生的副产物在综合利用方面尚未引起足够重视。与此同时，SCR 工艺使用的催化剂很大程度上依赖进口，因而容易限制工程化应用。今后随着节能环保建设推进，国家对氮氧化物的控制将会更加严格，脱硝技术的需求也会随之加大。

[1]孙雅丽，郑骥，姜冰.燃煤电厂烟气氮氧化物排放控制技术发展现状[J].环境科学与技术，2011(S1).

[2]林建勇.选择性催化还原脱硝工艺及控制系统[J].太原科技，2007(9).