电厂烟气脱硫脱硝控制系统的研究

李建军

青岛华拓科技有限公司

电厂烟气脱硫脱硝控制系统的研究

李建军

青岛华拓科技有限公司

电力行业作为我国经济的支柱行业，是经济发展和腾飞的基础，但电厂污染物排放对环境也造成了负面影响，燃煤型SO2和NOx污染是目前我国主要的大气污染来源，火电厂排放了大量的SO2、NOx和烟尘等污染物，我国煤炭消费占一次能源消费的69%，而以燃煤为主的火电厂占我国发电厂的80%。我国煤耗在2016年已达到26.7亿吨，而据相关机构预测报道，2020年全国煤炭消费总量将达到30亿吨，这对大气环境将造成严重的污染，采取强有力的减排措施迫在眉睫。

烟气；脱硫脱硝；控制系统

我国对于烟气脱硫脱硝技术，已经取得一定的进展，但是对于如何进行一体化脱硫脱硝，其技术并不成熟。采取一体化脱硫脱硝技术，能够有效降低燃煤过程造成的空气污染，从而在提高脱硫脱硝效率的同时，为工作人员作业安全和人身健康提供保障，同时提高一体化技术水平，改善烟气质量、节约净化成本。

1 烟气产生的危害

燃煤电厂在日常的运作过程中需要大量的煤炭支持，而煤炭燃烧产生的烟气由于煤炭的组成成分会含有大量氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫等大气污染物，对大气的平衡造成极为不利的影响，进而产生环境污染。各燃煤电厂的煤炭种类、设备型号都不相同，所以排放的烟气量也各不相同，然而由于具有较大的额定蒸发量，燃煤电厂要远大于其他的工厂的烟气排放量，烟气排放时会产生大量的热，周边的环境的温度也会因此升高，为了避免民众受到高温的伤害，燃煤电厂会将烟囱的高度增加向高空中排放烟气，但是这样又会增加烟气的传输距离和扩散的范围，烟气对环境的危害也随之增加。除此之外，排放的烟气中的烟尘落到田间会对农作物的生长和成熟造成一定程度的影响，二氧化硫排放导致的酸雨更会对建筑物和植物都产生腐蚀，严重危害人们的日常生活和生命财产安全。

2 电厂烟气脱硫脱硝控制技术

2.1 同时脱硫脱硝一体化技术

(1)干式吸附再生技术

干式吸附再生法主要有NOxSO处理法、LILAC法、以及尿素法几种，并以NOxSO工艺使用最为普遍，其脱硫脱硝效率亦较为理想。NOxSO工艺吸附剂主要运用钠盐，在γ-Al2O3圆球上担载的钠盐会吸附烟气中的SO2和NOx，达到脱硫脱硝的目的，而吸附饱和后的钠盐可再进行循环利用。吸附剂再生处理是将吸附饱和后的钠盐置于600℃高温环境中，其会发生分解并释放出氮氧化物，当氮氧化物浓度达到一定比例时，吸附剂的分解就达到了化学平衡，此时可进行吸附剂的回收利用。

(2)络合吸收法

该种方法属于湿法同时脱硫脱硝技术中的一种，主要原理是将NO通过不同的方法氧化成NO2，然后再进行相关的处理。络合吸收法利用亚硝酰亚铁鳌合物的反应条件，在碱性溶液中加入亚铁离子，结合相关反应条件使之生成氨基羟酸亚铁螯合物，氨基羟酸亚铁螯合物进而与NO和SO2进行一系列反应生成NH3和FeSO4，从而达到同时脱硫脱硝的目的。虽然这是一种新的同时脱硫脱硝方法，但其性能却与期望相去甚远，其脱硫脱硝的效率很低，但对工艺技术的要求却较高，实用性远不能达到现代工业生产的要求，因而较少机会被应用到。

(3)等离子法控制

首先是电子束照射法控制，通过电子加速器产生等离子体，对电厂烟气中的二氧化硫和氮氧化物等污染性气体进行氧化，之后与水蒸气发生反应，生成硝酸和硫酸，最后与氨气发生反应，得到无污染的硝酸铵和硫化铵。这种方法脱除率较高，反应产生的副产物可以作为肥料继续利用，但需要的设备功率大，成本较高，仍需进一步创新研究。

第二是脉冲电晕等离子控制，这种控制方法以电子束照射为基础，但其通过脉冲电源放电来获得活化的电子，从而获取平衡等离子，产生大量活性自由基，之后进行电厂烟气中有害气体的氧化，这种方法脱除效率进一步提升，同时有着除尘效果。

2.2 脉冲电晕法脱硫脱硝技术

脉冲电晕法脱硫脱硝技术主要就是指采用高压放电方式来针对燃煤电厂烟气中的一些化学物质进行电解，使其能够形成非平衡等离子体，进而就能够促使其和烟气中的水发生相应的融合，最终形成酸，尤其是对于燃煤电厂烟气中的二氧化硫和氮氧化物来说，这种电解作用更为明显，其电解之后的硫离子和氮粒子在经过一定的结合就可以形成硫酸和氨等成分，降低燃煤电厂烟气中的二氧化硫和氮氧化物含量，达到了脱硫脱硝的目的。就整个的脉冲电晕法脱硫脱硝技术应用过程来说，其操作是比较简单的，仅仅依靠高压电源电晕进行放电即可，但是针对其整个的燃煤电厂烟气脱硫脱硝处理过程来看，其存在的问题也是比较多的，尤其是在具体的处理效果控制上，很难实现较为精准的人为控制，尤其是对于最终的脱硫率和脱硝率很难把握准确，也无法进行人为地提升，此外，该方法的使用还存在一个极为重要的劣势，那就是其在整个电解过程中还可能形成一些其它的污染物质，进而从另外一方面提升了燃煤电厂烟气的污染状况。

2.3 炭基催化脱硫脱硝法

炭基催化脱硫脱硝法主要就是采用一些活性炭、活性炭纤维或者活性焦针对燃煤电厂烟气进行吸附，尤其是对于其中蕴含的一些二氧化硫和氮氧化物的吸附效果是比较明显的，进而就能够达到脱硫脱硝的目的，针对炭基催化脱硫脱硝法的使用过程来看，其处理的工艺流程并不复杂，所需要的处理条件也不高，一般所有的燃煤电厂都具备该工艺方法使用的条件，此外，合理的运用炭基催化脱硫脱硝法还能够有效地回收烟气中的硫元素，促使其能够再次利用，可以说优势是比较明显的，但是其当前的应用水平还有待进一步的深化研究。

当前对于脱硫脱硝一体化技术，所涉及的相关工艺较多，因此，应用于工业化时，应当注意除了考虑到技术条件之外，还要在经济性上具有竞争力，目前活性焦燃煤烟气脱硫脱硝技术在国内应用较具有发展前景，能够带来很好的经济效益和社会效益，应加大这方面的技术改造力度和工艺方法研究，促使相关设备尽早实现工业化。

[1]巩梦丹，尹华强.燃煤电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术及展望[J].热电技术，2013，02：1-4.

[2]王雪涛，王沛迪，刘予，任建兴.燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋势[J].能源与节能，2014，08：1-3.