电厂脱硫脱硝一体化技术及应用研究

2017-01-22薛琴

资源节约与环保 2017年6期

关键词：吸收塔氮氧化物吸附剂

薛琴

（江苏源能环境工程有限公司江苏江阴214400）

电厂脱硫脱硝一体化技术及应用研究

薛琴

（江苏源能环境工程有限公司江苏江阴214400）

对电厂烟气排放的脱硫脱硝，是实现大气污染有效治理的关键措施。本文分析了电厂烟气脱硫脱硝的重要性，并论述了3种脱硫脱硝一体化技术及其应用情况。为今后开展电厂烟气脱硫脱硝工作提供了借鉴。

脱硫脱硝；一体化；燃煤

引言

煤炭是我国的重要能源之一。在我国现有能源结构中，煤炭占比可达一半以上，远远超过欧美等发达国家煤炭消耗的比例[1]。近年来，我国经济飞速发展，对于电力的消耗也日益增大。随之我国火电装机容量的不断加大，而火电厂发电主要是消耗煤炭。

煤炭在燃烧过程中，会产生众多污染物。如二氧化硫、氮氧化物以及一些重金属等污染物质，对环境造成严重危害。其中，火电厂排放的二氧化硫是酸雨的主要形成来源[2]。而氮氧化物对人体具有毒性，也是酸雨和光化学烟雾的主要来源。因此，实现对电厂烟气排放的脱硫脱硝，是实现大气污染有效治理的关键。

1 电厂脱硫脱硝一体化的重要性

对燃煤电厂排放的烟气污染物进行治理，是保护环境空气的关键措施之一。而对于火电厂而言，建设单一的仅脱除一种污染物的脱硫和脱硝工艺，需要分别占用土地。同时，还需要大量的投资，并增加了运行成本。另外，随着我国环保标准的升级，对火电厂排放的烟气治理要求越来越高。发电企业对于环保的投入也越来越高。可通过将单体的脱硫和脱硝工艺进行合理组合，形成一套处理工艺。既减少了工艺设备的投入，也降低了运行成本和复杂度。因此，对发电厂实行脱硫脱硝一体化处理可有效缩减烟气治理链，同时也有利于减少占地和投资。

2 电厂脱硫脱硝一体化技术

近年来，各国对于电厂烟气脱硫脱硝一体化的工艺技术加强了开发研究。同时，这种技术也在工业上实现了部分应用。其发展方向还包括对脱硫脱硝后的产物进行回收利用。

2.1 CuO吸附法

主要机理是以吸附剂对燃煤电厂烟气中的SO2和NOX进行吸附处理。常用的吸附剂如CuO-SiO2和CuO-Al2O3，主要为CuO的复合物。在300℃-500℃时，吸附剂与电厂烟气中二氧化硫和氮氧化物发生反应。反应生成的产物有硫酸铜，以及NOX还原后的产物N2、氨等。从而避免了烟气中污染物直接排入大气造成污染。并且，当反应温度达到700℃，其脱硫脱硝效率也得到极大的提升。采用该技术脱硫和脱硝效率可分别达到90%和75%。同时，没有二次污染物产生。并且随着温度的持续上升，其脱硫脱硝效果也随之得到提升。另外，采用该脱硫脱硝技术还可实现99.9%的除尘效果。

2.2 NaClO2作氧化剂氧化吸收法

该技术通常采取氧化和碱式吸收塔两段工艺。主要是利用NaClO2在一定的工况下同时脱除烟气中的SO2和NOX。利用NaClO2的强氧化能力与SO2和NOX进行反应。该段反应主要在氧化吸收塔中进行。氧化吸收塔中氧化产物则被Na2S或NaOH所吸收。主要在碱式吸收塔中进行。该工艺对于入口烟气的浓度要求不高，脱除能力更强。同时，对于反应温度要求较低，常温时也可进行。但有研究显示，NaClO2对于硫的脱除具有良好的效果，但其脱硝效果则有所欠缺。NaClO2溶液在浓度较低时脱硝效率随浓度增加增长较快。但当浓度超过4mmol/L时，脱硝效果趋于稳定

2.3 脉冲电晕等离子体法

该方法主要是利用高压放电对烟气中污染物进行电解反应。烟气中污染物被电解成非平衡等离子物质，并与烟气中水发生反应生成酸。燃煤电厂中的SO2和NOX极易被电解成硫离子和氮离子。在一定的工况下，硫离子和氮离子生成硫酸和氨，从而达到了脱除的效果。该工艺操作上相对简单，但在处理效果控制上却难以精准控制。同时，该工艺还会生成二次污染物，进而加剧了烟气的污染状况。

3 电厂脱硫脱硝一体化技术工业应用研究

CuO吸附法是一种较为成熟的脱硫脱硝技术。但在处理过程中，常出现吸附剂稳定性较差的问题。同时，对于反应温度的要求也较高。因此该技术应用成本较高，不利于在我国电厂中进行广泛应用。

NaClO2作氧化剂氧化吸收法被认为是湿法氧化法中最好的一体化处理技术之一。但是，该方法中NaClO2价格高，导致运行成本高。因此，有研究者采用价格较低的NaClO和NaClO2进行混合，作为吸收液实现对二氧化硫和氮氧化物的脱除。研究显示，NaClO和NaClO2反应可生成大量氧化性很强的Cl2等气体。从而可有效提高脱硫脱硝效率。NaClO和NaClO2复合吸收液可有效降低成本并提高效率。可广泛应用于我国大量的小型燃煤锅炉的脱硫脱硝中。

脉冲电晕等离子体法具有良好的同时脱硫脱硝效果。同时，还具备一体收集飞灰的能力。但该技术要实现工业化应用，其难点在于开关控制简便的大功率高压脉冲电源，以及对能耗的降低。