身边的“化学与技术”

冯长坪

摘 要： 利用煤、石油和天然气等一次能源所含能量发电的方式统称为火力发电。以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。火力发电厂带来的环境污染问题日益突出，如何保护环境、减少污染已不容忽视，在新的环境下应转变原有的观念，加强对废气物的处理，对环境的监督管理进行完善，以有效降低污染排放，提高环境质量.我们身边的火发厂—神华神东电力万州港电责任有限公司。他们在废气方面的处理措施是怎样的呢？

关键词： 火力发电 废气 环境保护

【中图分类号】 F426.61 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2017）20-0268-01

人类在生产和生活中都离不开燃料，火力发电厂生产也主要是利用燃料燃烧产生的化学能转变成热能，热能在煤汽轮机内转变成机械能带动发电机生产电能。火力发电厂所用燃料主要是煤，煤燃烧后从烟筒中排出的粉尘、SO2、NOx、CO、CxHy、CO2等气体对大气环境造成了严重污染和破坏，排放到大气环境中70%的粉尘，90%的SO2，70%的NO2、71%CO，43%CxHy和85%的CO2来自于煤的燃烧。如何处理这些污染物呢？我们身边的火力发电厂—神华神东电力万州港电责任有限公司，他们对于发电过程中产生的废气有哪些？采取什么方法处理达标后再排放的呢？

一、神华火力发电厂的主要废气物

经检测，神华火力发电厂的废气物主要有二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及烃类气体，这些气体对环境有何影响呢？

神华火力发电厂的主要燃料是煤，我国煤炭储存量中含硫在2%以上的高硫煤占25%左右。燃煤产生的SO2对大气的污染十分严重。二氧化硫是一种无色有刺激性气的有毒气体，对人体健康危害很大，会引发各种恶性疾病。同时，二氧化硫随着与水降落下来形成硫酸型酸雨（pH值小于5.6的雨水称为酸雨）。具资料显示，我国长江以南大部分城市和乡镇都受到酸雨的侵蚀，有进一步向北发展的趋势。

同时，氮氧化物中的N2O俗称笑气，是温室效应的源头气体之一，它是煤低温燃烧下生成的一种有害气体。在大气中N2O的浓度比CO2小得多，但它吸收红外线的能力是CO2的100倍以上。N2O还是一种破坏大气圈中臭氧层的气体。N2O在同温层与臭氧反映生成NO，消耗了臭氧。

CO2是一种最主要的温室效应气体，它主要来自于化石燃料的燃烧。在我国主要来自于煤的燃烧，所以神华火力发电厂的主要废气就是CO2。控制CO2的排放量的主要的措施是改变能源生产结构，大力发展新能源，减少化石燃料的使用。另外，神华火力发电厂采用了先进的清洁煤燃烧技术，减少了CO2排放量。

气态烃类气体——烷烴、烯烃和芳香烃等有机化合物等来自于煤的燃烧过程中的产物。这些碳氢化合物排入大气中，严重污染环境，是强致癌物质。

二、神华火力发电厂对废气物的处理措施

神华火力发电厂对环境产生的最重要的危害之一就是废气污染，近年来，他们采取了各种措施处理废气，减少废气对环境的影响。他们采取的措施主要有石膏法烟气脱硫、半干法烟气脱硝以及选择性催化还原烟气脱硝等措施。

1、石膏法烟气脱硫。

在燃煤火力发电厂的锅炉引风机后部的总烟道中，将需要排放的烟气引出，通常升压增压风机的压力，使得烟气经过再热器，最后进入吸收塔。在吸收塔中废气与石灰浆液进行充分接触反应后，使得烟气中的二氧化硫等物质被充分的反应，最后完成脱硫。在这个过程中，利用吸收塔的作用是把含硫气体与石灰浆液反应生成石膏浆液后进行浓缩、脱水，最后得到含水量较低的固体石膏，这种固体石膏再次回收综合利用，真正实现资源再利用，保护生态环境的可持续发展理念。

2、半干法烟气脱硫技术。

半干法工艺是利用含有石灰（氧化钙）的干燥剂或干燥的消石灰（氢氧化钙）吸收二氧化硫的，这两种吸收剂都可使用，也可以使用含适当碱性的飞灰。

任何干法烟气脱硫工艺中，关键的控制参数都是反应区内，即反应器及其后的除尘器内的烟气温度。在相对湿度为40至50时，消石灰活性增强，能够非常有效地吸收二氧化硫。烟气的相对湿度是利用给烟气内喷水的方法提高的。在传统的干法烟气脱硫工艺中，水和石灰是以浆液的状态（不论是否循环）注入烟气的，但水分布在粉料微粒的表面，水在其中的含量仅占百分之几。这样，吸收剂的循环量比传统干法烟气脱硫要高得多。

3、选择性催化还原法脱硝技术。

采用选择性催化还原法脱硝技术，主要工艺原理如下：脱硝反应器布置在省煤器后、空预器前的空间内，满负荷设计烟气温度为370℃，还原剂采用液氨。液氨蒸发为氨气后输送至反应器区，与稀释空气混合后稀释至5%以下，经空气稀释的氨气通过喷氨栅格喷入到反应器上游的烟道内，与烟气均匀混合后进入到脱硝反应器内。在反应器内布置的催化剂的作用下，发生选择性催化还原反应，生成无污染的N2和H2O。

烟气温度既决定了催化还原反应的速度，也决定了催化剂的活性。当烟气温度在340℃～380℃之间时，V2O5活性最高及催化剂活性最高，这也是大多数SCR反应器置于省煤器和空预器之间的原因。当烟气温度较低，不仅催化剂活性降低，而且喷入的还原剂NH3与SO2反应生成硫酸铵，附着在催化剂表面；当烟气温度较高，喷入的还原剂NH3与O2反应生成NOX抵消了脱硝效果。当催化剂长时间暴露于450℃以上的高温环境中可引起催化剂活性位置的烧结，导致催化剂颗粒增大，表面积减小，而使催化剂活性减低。烟气温度主要随锅炉负荷变化而变化，因此应尽量保持炉膛负荷稳定，根据国家政策的要求，部门SCR装置均增装了省煤器旁路，当锅炉负荷变化时，造成SCR反应器入口烟气温度变化，这时可采取烟气走省煤器旁路的办法调节SCR反应器入口烟气温度，达到全工况脱硝的要求。

采取了以上措施后，神华火力发电厂的废气均达到了国家安全排放标准，通过先进的技术，加强对废气物的处理以及对环境的监督管理进行完善，以有效降低污染排放，提高环境质量。

参考文献

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[4] 《中小学教材教学》——人民教育出版社