火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的应用分析

2016-01-28高联平

大科技 2016年10期

关键词：电晕氮氧化物硫化物

高联平

（重庆涪陵电力实业股份有限公司重庆涪陵 408000）

火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的应用分析

高联平

（重庆涪陵电力实业股份有限公司重庆涪陵 408000）

随着社会经济的发展，生产以及生活对于电力的需求与日俱增，国家加大了对电力行业的扶持力度，促进了电力行业的发展，而火电厂作为我国发电中的重要形式之一，在运行的过程中由于会使用到大量的煤炭等资源，而煤炭燃烧所排放的氮氧化物以及硫化物对大气造成了严重的污染，因此，随着科学技术的进步，对烟气脱硫脱硝的技术也得到了广泛的发展，使得环境质量得到了提高。本文从对烟气进行脱硫脱硝处理的必要性着手，探究脱硫脱硝一体化技术及应用。

火电厂；烟气脱硫脱硝一体化技术；应用

随着国民经济的发展，对电力资源的需求与日俱增，而火电厂作为一种重要的发电形式，在运行的过程当中由于会使用到大量的煤炭等资源，容易导致氮氧化物以及硫化物对大气造成一定的污染，因此，随着烟气脱硫脱硝一体化技术的发展以及应用，使得火电厂的烟气排放得到了有效的治理，促进了大气质量的改善。

1 对火电厂烟气进行脱硫脱硝处理的必要性

随着我国国民经济的快速发展，对于电力资源的需求力度逐渐增大，促进了电力行业的发展。火电厂作为我国电力生产中的重要组成部分，在电力的生产中主要使用的是煤炭等资源，导致所排放的烟气当中有大量的氮氧化物以及硫化物等，这些对于我国的大气造成了严重的污染，出现了一系列的酸雨、臭氧破坏等环境问题。为了顺应我国所提出的可持续发展的目标规划，再加上火电厂这样的运行方式，虽然能够获得巨大的经济效益，但是由于煤炭属于不可再生资源，使得火电厂这样的发展模式不利用长远发展目标的实现，因此，在火电厂运行的过程当中，必须要对其所排放的烟气进行脱硫脱硝的处理工作，这对于我国社会生态可持续发展有着极其重要的作用。

2 火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术及应用

由于火电厂烟气当中所含有的硫化物以及氮氧化物本身都属于酸性污染物，这就为从根本上同时脱除提供了可能性，就目前来看，对烟气进行脱硫脱硝一体化处理的技术已经超过了70多种类型，但是在实际的应用过程中，能够与火电厂相适应的却十分稀少，其中比较突出的技术主要有以下几种：

2.1 CuO吸附脱硫脱硝技术

2.1.1 技术的基本原理

CuO吸附脱硫脱硝技术指的是使用CuO-SiO2和CuO-Al2O3为主要成分的吸附剂，对火电厂所排出烟气当中的硫化物以及氮氧化物进行吸收脱除，从而起到脱硫脱硝的目的。一般来说，CuO在特定的温度（300～500℃）之下能够与烟气当中的硫化物进行反应，从而生成CuSO4。同时，由于反应生成的CuSO4以及CuO这两者本身就属于活性很高的催化剂，在加入NH3的条件之下，可以按照SCR法进行催化，从而还原成为氮氧化物。而对于已经处于饱和状态的CuSO4可以发生还原反应，从而再次生成CuO，并且利用所产生的副产物二氧化硫制酸，实现对烟气脱硫脱硝的目的。

2.1.2 该技术的运行流程

CuO吸附脱硫脱硝技术在进行应用的过程当中，当把所要脱除的烟气引入到吸附容器之前，需要在容器中适当的加入一定量的NH3，然后再把烟气引入到容器中，与容器中的吸附药剂进行反应，从而把烟气中所含有的硫化物以及反应所生产的CuSO4脱除掉，进而使氮氧化物与N2进行还原反应，并把所生产的脱除掉。最终把处于吸收饱和状态的吸附剂转移到再生器当中，在还原性气体的作用下进行再生[1]。

2.1.3 该技术的特点

CuO吸附脱硫脱硝技术在火电厂烟气脱硫脱硝处理过程当中应用之时，脱硫的比例能够达到90%以上，脱硝的比例也能够超过75%。可以说有着良好的脱硫脱硝效果，而当脱除吸附的温度能够在750℃之时，该技术的脱硫脱硝的比例都能够在90%之上，并且还具有近100%的除尘率。同时，CuO吸附脱硫脱硝技术在实际应用的过程当中，不会产生废渣或者废液，不会对环境造成二次污染，并且最后所形成的副产物还可以进行回收。此外，经过该技术所处理的烟气能够在常温下进行排放，所使用的吸附药剂也能够进行循环使用，避免经常的添加，节省了火电厂运行的经费。

2.1.4 该技术存在的不足

CuO吸附脱硫脱硝技术在使用的过程中存在着一定的不足之处，其主要表现在所用吸附药剂的稳定性较差，在不断吸附、还原的过程当中，CuO自身的活性会出现一定的下降，久而久之就会失去应有的作用。同时，由于在使用的过程当中，所要求的问题较高，需要额外配置一定的加热设备，再加上所用的吸附剂在制作之时花费成本较高，严重缺乏经济性。

2.2 脉冲电晕脱硫脱硝技术

2.2.1 技术的基本原理

脉冲电晕脱硫脱硝技术在使用的过程当中，火电厂需要使用高压电源电晕进行放电产生高能电子。该技术在使用之时，需要把交直流叠加电源安置到放电的电极之上，利用所产生的高压脉冲电晕进行放电，从而使得火电厂所排放的烟气分子能够瞬间得到巨大的能量，获得在常温条件之下非平衡的等离子体，而这些等离子体当中蕴含有活性较大的高能离子以及电子等，这些粒子在电晕放电的同时，激活烟气当中所含有的硫化物以及氮氧化物分析，在经过一系列复杂的电化学反应之后，最终形成酸。而在所形成的酸当中加入适当地氨，能够形成（NH3）2SO4以及NH3NO3，当把这些形成的物质进行收集之后，在经过后期的加工能够形成化肥[2]。

2.2.2 该技术的运行流程

脉冲电晕脱硫脱硝技术在运行的过程当中，主要是把火电厂所排放的烟气进行热湿化处理之后，引入到反应容器当中，在脉冲电源的刺激之下，使得烟气当中的硫化物以及氮氧化物与水蒸气形成酸，从而达到脱硫脱硝的目的。并利用收集装置收集反应生成的副产物铵盐，对其加工处理。

2.2.3 该技术的特点

脉冲电晕脱硫脱硝技术主要是从电子束照射法演化而来，但是在实际火电厂烟气脱硫脱硝中的应用中没有电子枪寿命以及X射线屏蔽等相关问题，能够一体对氮氧化物以及硫化物进行脱除[3]。

2.2.4 该技术存在的不足

由于该技术出现时间较短，对其进行的实验研究并不是十分充分，导致添加剂以及脉冲电晕放电等方式对于脱硫脱硝作用的大小缺乏科学的数据参考，而且所生产的副产物很难收集。此外，该技术还具有高耗能的特点，没有与之相匹配的电源。

2.3 炭基催化脱硫脱硝技术

2.3.1 技术的基本原理

炭基材料主要包括活性炭以及活性焦等，其都具有丰富的孔隙结构，吸附性较好[4]。其在脱硫脱硝中的反应原理如下：①脱硫，炭基材料吸附硫化物的形式主要有物理以及化学吸附两种类型，其中，物理吸附主要发生在烟气中缺乏水蒸气以及氧气等情况之时，对于硫化物的吸收量较少，而当烟气当中水蒸气以及氧气含量充足之时，就会激发炭基材料表层的催化作用，使得物理以及化学吸附同时出现，使得吸附量提高，最终把烟气当中所含有的二氧化硫氧化成为三氧化硫，再与其中的水蒸气反应形成硫酸；②脱硝，当炭基材料处于90～250℃温度范围之内时能够使一氧化氮发生还原反应，最终新城各行氮气以及水，而这一温度范围正好处于火电厂烟气排放的温度当中，因此，在对烟气进行脱硝之时，可以把炭基材料作为催化剂，并与NH3相结合，与烟气当中的氮氧化物发生化学反应，形成氮气，实现脱硫的目的。

2.3.2 该技术的运行流程

该技术在应用之时，需要把火电厂所排放的烟气进行冷却，从底部自下而上的引入到吸收容器当中：①把烟气当中的二氧化硫演化成为三氧化硫，进而形成硫酸气体，并利用炭基材料进行吸附。②再把NH3添加进来，利用催化还原，使得烟气中的氮氧化物形成氮气和水，实现脱硝的目的[5]。

2.3.3 该技术的特点

该技术有可再生性，能够有效回收烟气当中的硫。同时，炭基催化的方法本身在操作中较为简便，对烟气净化之时温度很高，不需要额外增加加热设备，能够直接安放在烟囱当中。

2.3.4 该技术存在的不足

在吸附硫化物之时需要消耗大量的炭基材料，使得使用的成本较高，而且在反应装置中加入NH3，会使得气流分布不均匀。同时，该技术在使用之时，烟气当中的硫化物以及氮氧化物之间会相互影响。