发电厂脱硫脱硝技术应用分析

宋绍萍

摘 要：随着生态文明建设越来越受到国家的重视，环境污染问题的日益凸显，人们对自己生存的家园的关注也越来越多。其中大气污染是人们关注最多的问题，日益严重的雾霾问题也是影响着人们的身心健康。传统的火力发电产生的废气对大气环境有一定的污染，所以需要有先进的技术对废气进行处理，也就是火力发电厂的脱硝技术。基于此，本文首先对发电厂脱硫脱硝技术进行了概述，详细探讨了电厂烟气脱硫脱硝技术的应用分析，旨在要加强对发电厂排烟中氮氧化物的净化和治理。

关键词：发电厂；脱硫脱硝技术；应用分析

随着环境污染渐渐成为全球性的生态问题时，我国也开始加大了对环境治理课题的关注和研究，火力发电是我国目前使用最为广泛的发电形式，而煤矿燃烧产生的污染也是非常严重的，天然的煤矿中会含有一定的硫和硝，燃烧过程会将固体的硫和硝形成烟气飞散在大气中，形成对大气有破坏性质的污染。因此，对我国火电厂烟气脱硫脱硝技术的情况进行分析，具有重要意义。

1发电厂烟气脱硫技术

1.1烟气脱硫技术的概述

传统的烟气脱硫的方法主要有干法脱硫、半干法脱硫和濕法脱硫。干法脱硫的原理就是使用吸收剂或者催化剂脱去烟气中的二氧化硫，这种吸收剂或者催化剂可以是固态的粉末或者颗粒。一般在干法脱硫技术中，使用的是活性炭法和氧化物法，这种技术在含硫量较低的情况下脱硫率相对于较高，脱硫剂吸附饱和后经过解析还可以重复利用。半干法是介于干法和湿法之间的脱硫方法，主要的半干法脱硫技术主要有炉内喷钙炉后活化法、喷雾半干法、烟道流化床脱硫法等。

1.2常用的几种脱硫技术

（1）活性焦烟气干法脱硫技术

活性焦属炭系吸附剂，具有活性炭的特性。即活性焦本身既是吸附剂，又是催化剂，同时还可以用作催化剂载体。烟气经过活性焦吸附塔时，烟气中的SO2、NOX、O2、H2O及通入的NH3被吸附在活性焦孔隙中。在活性焦催化作用下，SO2和O2及H2O发生反应，最后以H2SO4形式附着在活性焦孔隙中；NO与O2及NH3反应生成N2，NO2与NH3反应生成N2，从而达到脱除燃煤烟气中SO2和NOX的目的。整个脱硫工艺过程中不消耗工艺水，是一种高度节水的脱硫技术。同时，在除去SO2的基础上还能去除30%的氮氧化物和汞、砷等有害物，脱硫副产物可以制成H2SO4转化成石膏，也可以转化成腐殖酸粗品用来绿化复垦。烟气脱硫用活性焦是一种以煤为原料生产的特殊活性炭产品，除了满足一般活性炭产品吸附性能要求外，还必须满足一些烟气脱硫的特殊要求，这些特殊要求包括硫容、强度、粒度和抗氧化性能。

（2）烟气循环硫化床半干法脱硫技术

此种技术中所包含的脱硫剂主要是以石灰粉为主，原理是将脱硫塔内排放的烟气与加入的消石灰、循环灰及工艺水发生反应，从而去除了二氧化硫与三氧化硫。烟气循环流化床脱硫技术的整个过程中都无需加热，也不需要采取任何的防腐措施。从另一方面来看，为了脱硫塔在低负荷运行时还能保持住其最佳的工作状态，还设置了洁净烟气的再循环系统，从而能够保证塔内烟气流量的稳定性。（3）石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术

此技术的主要原理是利用石灰石浆液来吸收烟气中的二氧化硫，得到脱硫副产品二水石膏。这种技术有以下特点：成本低、脱硫效率高、技术最成熟、能够为市场广泛利用，其副产物石膏可作为建材使用，正是因为它的这些特点使得它得到了电力系统的青睐。在以前，我国燃煤火力发电厂在二氧化硫吸收系统入口与出口之间设置了一套旁路系统，受脱硫系统运行成本以及设备稳定性的制约，部分电力企业将旁路挡板开启运行脱硫系统，为保护环境和减少二氧化硫的污染，2012年底开始将取消燃煤火力发电厂脱硫设施烟气旁路挡板设计，并争取在2014年底前全部拆除旁路烟道。即有旁路、带增压风机脱硫系统逐渐发展到合并引风机与增压风机，并取消旁路烟道脱硫系统。

2 发电厂烟气脱硝技术

2.1烟气脱硝技术的概述

烟气中的氮氧化物排放到大气中会形成光化学烟雾，造成酸雾沉降和颗粒物污染。二氧化氮是一种温室气体，还会破坏臭氧层。所以，实施大型烟气脱硝工程，进一步降低火力发电厂污染物排放，不仅对改善当地环境空气质量、提高人民群众生活质量水平有着重要的社会意义，而且对发电企业也具有长远的经济效益。目前，火力发电厂脱硝技术主要有几种：低NOX燃烧技术；炉膛喷射脱硝技术（SNCR）；烟气脱硝（SCR）等技术。

2.2常用的几种脱硝技术

（1）低NOX燃烧技术

NOX的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量，因此，通过控制燃烧区域的温度和空气量，以达到阻止NOX生成及降低其排放的目的，我们称该技术为低氮燃烧技术。对低NOX燃烧技术的要求是，在降低NOX的同时，使锅炉燃烧稳定，且飞灰含碳量不能超标。目前常用的低NOX燃烧技术主要有低过量空气燃烧法、空气分级燃烧法、燃料分级燃烧法及再循环技术四种。

（2）选择性非催化还原脱硝技术

选择性非催化还原脱硝技术又称为SNCR，其主要指的是将NH3及尿素等还原剂喷入到锅炉炉膛折焰角上方位置或者是再热器、过热器等对应的水平烟道位置，进行该反应的温度通常是950℃～1050℃。针对现有的中小型锅炉实施改造能够实现对该项工艺的有效运用，其所涉及的投资费用相对较低些，但是会催生较大逃逸率及较低的脱硝效率。SCR、低氮氧化物燃烧器以及再燃烧技术等等多项技术跟SCNR技术的联用可谓是现今SCNR技术的主要发展方向。经过研究可以知道，SCNR对应的脱硝率处于60%以上时，SCR技术与SCNR技术联用能够起到良好经济运行目的；将SCR技术与在燃烧技术联用则能够获取高达80%的脱硝效率；联用SNCR技术与低氮氧化物燃烧技术，相较于单独运用SCNR技术而言，其效果提升45%之多。

（3）选择性催化还原脱硝技术（SCR）

从二十世纪七十年代开始，逐渐开始已经有一些发达的国家开始使用SCR技术使用在燃油和燃气的锅炉中，从八十年代开始，这种技术在燃煤电厂锅炉中已经得到了广泛的应用。具体的来说，SCR技术的工作原理就是，在催化剂的条件之下，用NH3和一氧化碳做还原剂，使其存在于烟气中的氮氧化物可以发生还原反应，生成氮气和水。当反应的温度达到300℃-420℃的时候，那么就能达到良好的脱硝率，高达70%-90%。其中，NH3-SCR的技术效率更高，这项技术已经在世界各地得到了广泛的应用。根据上述脱硝工艺因素分析，如采用选择性非催化烟气喷氨脱硝法（SNCR），投资少，运行费用也低，但此方法反应温度范围狭窄，对炉膛温度要求比较高，对于煤种和负荷变化的适应性很差，运行困难，在全世界范围内采用此方法的也很少。

3 电厂烟气脱硫脱硝技术的应用分析

3.1亚钠循环法脱硫技术的应用分析

亚钠循环法脱硫技术是使用亚硫酸钠溶液对火电厂烟气中的二氧化硫进行洗后从而达到脱硫的目的，因此从该技术的使用过程来看，主要发生的处理工程包括二氧化硫气体的处理，热解再生环节以及二氧化硫吸收等步骤，其中二氧化硫气体的处理手段上有很多，因此形成的反应机制也是多种多样的，火电厂在进行设备购买的过程中需要根据自己的实际情况来选择；而针对热解再生的环节而言，也会出现一部分二氧化硫气体被吸收的情况，企业应当注重该环节与逆流塔之间的配合吸收效果，最大化的加强整个烟气处理系统的脱硫脱硝能力。亚钠循环脱硫法中最重要的关键点在于使用溶液中亚硫酸钠的含量，同时对使用过程中阶段内的计量和流速进行控制，让火电厂产生烟气在途径該装置时能够获得最好的吸收效果，在该技术的配合下，火电厂脱硫脱硝的效果可以达到百分之九十五以上。

3.2活性炭脱硝脱硫技术的应用分析

活性炭是一种具有很强吸附性的一种物质，因此该技术作为一种综合性质的火电厂脱硫脱硝手段被我国企业广泛应用，具体来说，该技术执行的过程中需要经历二氧化硫吸收、活性炭热解再生、氮氧化物的催化还原以及吸附和催化二氧化硫的过程，其中较为关键的点就会活性炭和可以吸收污染物的比例问题。在使用活性炭脱硝脱硫技术之前应当将区域内的环境进行除尘化的处理，之后待一级脱硫塔进行二氧化硫的吸收工作之后，采用合适的手段将处理后的液体进行回收，技术人员可以设计对应装置将转化为一定浓度的硫酸溶液以便再次利用，二级脱硝塔的作用在于将氮氧化物吸收并转化为对空气没有污染影响的氮气。该技术的核心问题是活性炭的质量和数量，从目前实践的经验来看，烟气在活性炭中的流速越慢，停留的时间越长，活性炭对于其中有害气体吸收的效果越好。根据目前烟气处理装置实践的结果来看，活性炭能够让火电厂烟气中二氧化硫和氮氧化合物的吸收率达到百分之九十五和七十五以上，对于其他的污染物质的吸收也有很好的效果，因此在我国火力发电厂中得到了普及和推广。

3.3选择催化剂脱硫脱硝技术应用分析

选择催化剂脱硫脱硝技术顾名思义，就是使用有选择性质的催化剂对烟气中的污染其他产生催化成其他物质的效果。因此该技术的使用过程中最重要的影响因素就是催化剂的选择，只有火电厂选择了对其污染物催化最有效果的催化剂，才能达到最佳的烟气处理效果。技术人员应先从催化剂和污染物的理论层面效果进行分析，在化学反应中选择一个分子式最为优质的处理方式，同时在药剂的属性和选择上进行多次研讨，在保障烟气处理效果的同时，不会对大气和人体产生二次的危害，特别是要避免在处理烟气的过程中有其他类型有毒有害物质的产生。环节中最为重要的是高温脱硫脱硝的过程，很多的化学反应都需要配合以加热环境进行，因此技术人员应在工艺确定的同时完成环境温度控制的设置，最大程度将二氧化硫以及氮氧化物的浓度降低。选择性催化剂脱硫脱硝技术使用恰当也可以获得很好的烟气处理效果，脱硝脱硫率一般都会在百分之九十以上，因此能够满足我国火电厂在环境保护上的需要。

4 结束语

综上所述，从环境保护出发，为了全面减少烟气中氮氧化物的排放，要从两方面入手，一是要从根本上改进燃烧技术，另一方面则是要加强对排烟中氮氧化物的净化和治理。目前烟气的脱硝技术已经经历了一定的发展历程，大气环境事关百姓的身体健康，需要从基础研究和实践同时加强，逐渐完善脱硝技术并在全国范围内进行推广。

参考文献：

[1]任自华等.大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案研究[J].能源与节能，2014，06

[2]赵明月.火电厂大气污染排放现状及烟气脱硫脱硝技术[J].科技创新与应用，2014，19