火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术研究

彭　涛（保定市红鹏电力工程有限公司,河北保定071000）

火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术研究

彭涛
（保定市红鹏电力工程有限公司,河北保定071000）

现阶段，我国经济的发展离不开煤炭资源的大力支撑，经济快速的发展对煤炭资源的利用率增多，由煤炭燃烧产生的大量污染物也在逐年增多，给我国环境带来很大的不利影响。对此，深化改革火电厂锅炉排放设置，提高煤炭燃烧率迫在眉睫。本文主要从目前脱硫、脱硝技术和烟气除尘技术的发展说起，并提出火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新研究。

火电厂；锅炉；脱硫脱硝；烟气除尘；技术

0　引言

近年来，随着我国经济的快速发展，对煤炭能源的使用量在不断的加大，每年直接用于燃烧的煤炭量甚至达到了12吨之余，特别是针对于火电厂企业来说，煤炭的燃耗量更是在历年中有增无减，所排放的大量污染物对火电厂当地的生态环境造成了很大的污染，严重的地区甚至产生了酸雨，对人们生产、生活产生了深远的不利影响。根据对中电联的数据显示，在2014年，我国火电厂脱硫容量达到3600万千瓦，投入的烟气脱硫机组容量约7.2亿千瓦，全国现役燃煤机组脱硫基本完成，脱硝、除尘设备剩余安装改造空间较大。

1　脱硝技术的发展

脱硝技术主要通过两个方式实现脱硝，一个是低氮燃烧技术；另一个是SCR烟气脱硝技术。两种技术可以使燃烧更加充分，使火电厂脱硝功能更加充分，提高火电厂炉内压力。现阶段对火电厂炉内烟气脱硝技术采用三种：SCR烟气脱硝技术。将还原剂(如尿素)放入烟气中，通过化学反应生成N2和水，会产生300℃～400℃温度，在脱硝效率上也会提升到60%～90%；SNCR烟气脱硝技术。该技术的反应器为炉膛，当炉膛温度达到850℃～1100℃，脱硝还原剂所分解出的NH3与炉内产生的NOx产生SNCR化学反应，生成N2，该技术的脱硝效率不高，大约在20%～50%，同时所产生的N2O对臭氧会造成不利影响；SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。该脱硝技术效率在60%～80%，是前两种技术的综合，但由于系统技术的复杂性，其实际应用较少。

2　脱硫技术的发展

脱硫技术采用石灰石-石膏湿法是众所周知的，但是火电厂脱硫技术的关键在于吸收塔，吸收塔的型式不同，所产生的效果也会不同，通常吸收塔分为四种：一是填料塔。该类型是利用内部固体填料，将浆液由填料层表面流下，与炉内烟气融合反应，完成脱硫，但这种方式易出现堵塞，实际操作少；二是液柱塔。通过烟气与气、液融合，充分传质，完成脱硝，虽然在脱硫方面效率很大，但是炉内无阻塞，烟气产生的阻力会造成脱硫损失较多；三是喷淋吸收塔。该技术是目前应用较为广泛的脱硫技术，通常炉内的烟气运动形式是自上向下的，喷淋吸收塔是一个喇叭状垂直或以一定的角度向下喷射，对吸收烟气会更加充分。虽然从结构上和造价上都优越于前两种，但是烟气分布不均匀；四是鼓泡塔。利用石灰石将烟气压置下面，但烟气与浆液融合后就会产生鼓泡，会起到很好的脱硫效果，效率高，烟气流量分配均匀，缺点是阻力较大，结构较复杂。

3　除尘技术的发展

除尘技术在运行稳定性来看，电除尘效率要较高一些，电除尘技术的发展趋势倾向于采用了旋转电极的方式，，旋转电极电场中阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。当烟尘达到反电晕厚度时，就会把灰尘彻底清除，不会产生二次烟尘，这种除尘效果好，而且在排放的浓度上也会有所降低的。除此之外，对于粉尘排放标准较高的火电厂而言，还可以增设湿式静电除尘器，由于烟气的粉尘颗粒能够吸附带电负离子，就可以通过湿式静电除尘器将积尘进行吸附，而相比于干式电除尘器而言，湿式电除尘器效率可达70%。

4　脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新研究

从目前火电厂脱硫脱硝除尘技术的应用上来看，仍存在很多的问题，从经济角度看，电力厂脱硫脱硝除尘设备价格很高，对电力厂的运营成本会造成很大的经济压力，导致电力厂迟迟并未安装运行，但从一个脱硫设备来看，一年的运营成本就在上千万，高昂的脱硫成本与电价不能同步，同时老机组的脱硫改造目前仍存在一定问题，火电厂脱硫脱硝除尘设备需要大场地，需要合理的电价进行支撑，但目前并不能满足电力厂的需求，对此，从诸多的问题看出，火电厂脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新研究势在必行。

在脱硫技术上，可以将NOx燃烧技术与炉后SCR烟气脱硝技术相结合，采用省煤器分段，在锅炉低负荷时，温度亦能达到催化剂活化反应温度的区域增设脱硝装置；在脱硝技术上，推荐使用液柱+喷淋双塔技术，前塔采用液柱塔，除去烟气中70%的SO2，然后进入逆流喷淋塔，进一步脱除残余的SO2，达到排放标准，最高脱硫效率可达98.5%；在除尘技术上，采用脱硫前干式旋转电极除尘器，脱硫后湿式除尘器，并且在烟气系统中增加热量回收装置，以提高除尘效率。总之，从火电厂的设施、技术、成本上考虑，火电厂实现脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术可采用SCR脱硝方式，石灰石-石膏湿法脱硫，并在脱硫装置前布置低温省煤器，脱硫装置后再加装湿式电除尘器，能够满足目前最为苛刻的环保要求。

5　结语

随着经济的不断发展，人们对生活质量的要求逐步增加，治理火电厂污染也已经引起了政府相关部门的高度重视，一些有关于对火电厂污染进行法律规范的相关行政法规相继出台，如《火电厂大气污染物排放标准》、《火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点》等，这对我国火电厂提高环保意识起到了很大法律监督作用，同时火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新研究仍需要在实践中不断探索和完善，从而提高电力产业从粗放型企业向环保型企业发展，促进火电厂实现可持续发展。

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