火电厂烟气脱硫脱硝课程教学的与时俱进

时焕岗　谭文轶　李乾军

摘要：随着环境保护要求的不断提高，我国对电厂脱硫脱硝技术提出了越来越高的要求，火电厂烟气脱硫脱硝技术面临着重大的挑战和发展机遇。《火电厂烟气脱硫脱硝技术》作为我校环境工程（电力环保）专业的主干课程，具有重要的地位，也面临着越来越多的挑战。我们在教学中要关注国家与行业的新政策，了解专业的新技术，在教學中及时体现新内容，做到教学的与时俱进。

关键词：脱硫脱硝；课程教学；与时俱进

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0189-02

能源是人类文明的基础，人类社会发展的历史与人类认识和利用能源的历史密切相关。当今社会，社会文明高度发展，能源需求也不断上升。在我国的能源结构中，煤炭占有极其重要的地位，而且以煤为主的能源结构短期内难以改变，煤炭在较长时间内仍将是我国的主要能源。目前，煤炭的燃烧带来了大量的污染问题，主要是煤炭的燃烧排放了大量的烟气与粉尘。面对能源危机与环境问题，一方面，要加强以太阳能、生物质能、氢能等新能源技术的研究开发；另一方面，更要提高现有化石能源的利用效率，减少化石能源特别是煤炭燃烧利用带来的环境问题。

据国家统计局2015年国民经济和社会发展统计公报显示，2015年末，我国发电装机容量达到150828万千瓦，其中火电装机容量99021万千瓦，占65.7%。而这些火电厂以燃煤为主，燃煤电厂的烟气中排放大量的烟尘、SOx、NOx等污染物。目前，烟尘主要通过火电厂的除尘器去除，SOx一般由电厂的脱硫装置脱除，NOx通过电厂的选择性催化还原脱硝装置脱除。在《火电厂烟气脱硫脱硝技术》课程中，我们主要介绍的就是火电厂尤其是燃煤电厂烟气中SOx、NOx的脱除原理、系统及设备。在课程教学中，我们必须要关注国家政策法规的更新，结合技术的发展新趋势，以培养适应市场需求与变化的人才为目标，更新完善我们的教学活动。

一、新政策

针对火电厂的烟气排放控制，我国出台了一系列政策法规与标准文件，其中最重要的就是《火电厂大气污染物排放标准》，该标准于2014年7月1日之后正式全面实行。标准要求燃煤电厂的烟气中烟尘、SO2和NOx的排放限值分别为30、100、100 mg/Nm3。然而，我国近年来空气污染触目惊心，雾霾变得司空见惯，社会需求更加严格的排放标准。2014年9月12日，国家发展改革委员会、环境保护部联合国家能源局特制定了《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》。计划中明确提出严控大气污染物排放。新建燃煤发电机组（含在建和项目已纳入国家火电建设规划的机组）应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路通道。东部地区（辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市）新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、SO2、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50 mg/Nm3）。计划内的排放要求，被电力行业称为“超净排放”或者“近零排放”。该计划为接下来一段时间我国电厂脱硫脱硝技术指明了发展方向，也对我们将来的教学工作提出了新的要求，我们必须使人才的培养符合行业的需要，做到学以致用。

二、新技术

随着社会对空气质量与电厂烟气排放要求的不断提高，我国目前的大部分脱硫脱硝装置都需要技术改造，这就需要新技术的支持。以脱硫为例，目前我国主要使用的是空塔湿法脱硫技术，使用循环的石灰石浆液去吸收烟气中的SO2，其脱硫效率可达95%以上。然而，目前大部分装置受到设计容量的限制，不能完成超净排放的要求。这就需要开发新装置、新技术。目前常见的技术改造与更新是采用石灰石—石膏湿法单塔/双塔双循环技术。传统的石灰石石膏法脱硫使用单一的浆液池，浆液池的pH维持在5.5左右。从SO2吸收的角度，需要浆液pH较高（偏碱性）。而从石灰石溶解与亚硫酸盐氧化的角度，又需要浆液的pH较低（偏酸性），两者之间有矛盾。针对pH的两难选择，湿法双循环技术选择使用两个浆液池，在一座吸收塔或者两座吸收塔内完成了两次气液接触，两次脱硫，适用于脱硫效率要求较高的脱硫系统。双循环技术的核心就是两个浆液池内的浆液的pH不同。一次脱硫时，一般pH较低（在4.5—5.0），虽然脱硫效率不高，但可以满足亚硫酸盐氧化的效果，得到高品质的石膏副产品；二次脱硫时，一般pH值较高（在6.0—6.5），虽然石灰石溶解与亚硫酸盐氧化的效果并不好，但是SO2吸收的效果特别好。经过两次循环后排放的火电厂烟气，SO2含量能够得到有效的控制。双循环技术使得脱硫系统装置的脱硫效率达到98%甚至99%以上，突破了脱硫效率只能达到95%左右的技术瓶颈，在浆液功能强化原理、功能区双效叠加原理上实现了创新，具有独有的技术参数设计、控制原理。

使用物理方法吸收SO2，并将其当作化工产品生产的原料使用也是处理SO2的一个思路。比如，可再生胺法脱硫制酸工艺技术就是这种方法的典型应用。该工艺具有很高的脱硫效率，脱硫效率可达到99%以上，相对于传统石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫效率与经济效益都有提高，同时可避免脱硫石膏的二次污染，减少二氧化碳的排放。目前，该技术已成功应用在国电都匀发电有限公司福泉电厂两台600MW级发电机组上。该机组的有机胺法脱硫—制酸示范工程将脱除的SO2用于制备工业级硫酸，年产可达60万吨。这些新技术一般都是教学大纲与课本上不能体现的内容，这就需要我们在教学过程中穿插介绍新技术与技术前沿，使我们的课堂教学不落伍，学生的学习与生产实际不脱节。

三、新教学

在教学过程中，我们要适应社会与行业的发展需要，关注国家政策法规的更新，结合技术的发展新趋势，更新完善我们的教学工作，做到教学的与时俱进。在教学中，不能局限于书本中，要跟踪并及时了解国家与行业的相关政策法规、行业动态，使自己始终能了解行业前沿，并选择性地将这些信息穿插于教学之中，并与学生展开讨论。合理利用学校的社会资源，我们要多与电力行业接触，多走进电厂了解脱硫脱硝行业的实际情况。结合工程实际，通过多媒体手段将现场所见、所学展现给学生，为书本的理论教学提供更加直观的支撑。同时结合学生的认识实习、毕业实习等实践教学内容，我们将课程中所学知识与工业生产紧密结合起来，使学生更好地掌握课本知识。充分利用网络资源，查询最新的专业文献，我们要了解脱硫脱硝行业的新技术、新动态。通过对国内外文献的阅读，使自己对脱硫脱硝技术有充分的了解，并在教学中与学生分享。有经典的文献及时与学生分享，并与学生开展讨论，使课本知识得到拓展。另外，我们要学习新的教学与学习手段，拓展课堂，比如近几年兴起的慕课（Massive open online course，MOOC）。慕课是新涌现出来的一种在线课程开发模式，它脱胎于过去的那种发布资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源综合起来的新的课程开发模式。慕课不仅给学生提供了学习的机会，也给老师提供了新的学习参考平台。

随着空气质量控制要求的不断提高，电厂对烟气的脱硫脱硝技术的要求也越来越高，这就对《火电厂烟气脱硫脱硝技术》课程提出了新要求，我们在围绕教学大纲开展课程教学的同时，要密切关注新国家与行业的新政策，了解国内外的新技术，做好教学更新，从而做到教学的与时俱进。

参考文献：

[1]环境保护部.GB13223-2011，电厂大气污染物排放标准[S].北京：中国环境科学出版社，2011.

[2]胡敏.《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》发布实施[J].炼油技术与工程，2015，（1）：42.

[3]中国环境保护产业协会脱硫脱硝委员会.我国脱硫脱硝技术的发展及应用[J].中国环保产业，2014，（8）：180-21.

[4]谭文轶.“大气污染控制工程”课程改革探索[J].中国电力教育，2012，（32）：74-75.