火电厂烟气脱硫脱硝技术的节能环保问题分析

（新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心（有限公司），石河子市，832000） 刘 军

二氧化硫与氮氧化物是大气中最严重的污染物。近年来，城市雾霾日益严重。其重要原因即二氧化硫与氮氧化物的污染所致。随着社会经济的快速发展，生态环境不断恶化。人们对环保的重视度普遍提高，国家出台了大量相关环保防控的法律政策。火电厂排放的硫氧化物与氮氧化物浓度不高，但其排放量较大，对环境污染造成了巨大危害。烟气脱硫脱硝一体化技术的大力应用推行，备受人们关注。其运行效率高，技术成本较低，具有良好的性能。实现了火电厂烟气的脱硫脱硝目标，有效提高了能源利用效率，为生态环保做出了重要贡献。

1 火电厂烟气污染问题

大气污染引起的环境问题主要是全球气候变暖，酸雨等。酸雨是人为与天然排放的二氧化氮引起。人为排放的NO2具有地区性分布的特征。UNEP 统计显示，60 年代天然NO2排放量占全球总量的85%，局部地区人为排放量占地区总排放量的90%以上[1]。因此控制人为NO2排放非常重要。

随着国民经济迅速发展，我国产生的二氧化硫与氮氧化物排放量逐年增加。我国大气环境恶化形势严峻。自70 年代，我国开始进行酸雨监测，2000年第九届全国人大常委会通过修订《大气污染防治法》，国家政府为生态环保做出了积极的努力。二氧化硫与氮氧化物的大量排放严重污染环境，我国燃煤电厂在氮氧化物排放控制方面起步较晚。统计表明，火电厂氮氧化物排放比超40%以上。全国氮氧化物排放总量已达1 200万吨。每年因酸雨造成的经济损失在1 100亿元以上。随着火电组装机容量增长排放量逐渐增加。如不及时采取有效的措施进行控制，到2020 年将达到2 900 万吨左右[2]。

环境污染问题日益严重，加强环保治理已成为我国经济转型发展的重要课题。据统计，全国仅33.1%的城市达到空气质量二级标准。其中137个超过三级标准。氮氧化物的治理需大量的投资，技术复杂度较高。为新技术的研发应用提出了新的挑战。

我国十分重视煤洁净燃烧与脱硫脱硝技术等相关技术的研发应用。目前新建火电机组已广泛采取低氮燃烧技术。烟气脱硝技术开始进行示范工程。排放治理工作取得了很大的成效。为避免重走依赖国外技术的教训，加强脱硝技术在火电厂项目的管理，尽早开发适合我国国情的火电厂烟气脱硝解决方案。加快实现火电厂脱硫脱硝技术设备国产化，对促进我国环保发展具有重要意义。

2 火电厂脱硫脱硝技术简介

2.1 脱硫脱硝一体化技术概述

我国对环保事业高度重视，对火电厂排放要求标准不断提高[3]。传统的脱硫装置技术已不能满足时代的快速发展需求。相关技术人员将脱硫装置与脱硝装置进行了有效结合，形成了脱硫脱硝一体化装置，改变了传统模式的低效弊端。

我国煤电厂烟气脱硫脱硝技术研究始于70 年代初期，因经济技术等方面原因，很多技术未得到广泛应用推广。已建工业规模实验装置部分已停运。我国燃煤电厂烟气脱硫技术有待进一步发展。

烟气经旋风器时进行首次清除，除尘后大颗粒粉尘得到回收。除尘与脱硫脱氮经自激式除尘器完成多半除尘脱硫脱硝工作，经冲淋塔除尘脱硫脱氮，采用汽水分离器进行分离。

通过工艺设计中物料衡算获取输入输出与案件中物料金额定量计算。物料衡算在工艺设计中是重要的环节，对管道的选择与设计反应器有很大的影响。以热力学第一定律基础进行热力计算，对工业生产中物料进行平衡计算。计算中需从中提供被物料移走的能量。

2.2 脱硫脱硝一体化技术方法

将新型硫氧化物及氮氧化物联合脱除即脱硫脱硝一体化技术的一种。该技术尚处于探索研发阶段，未广泛应用于火电厂烟气脱硫脱硝中。脱硫脱硝一体化技术包括煤炭燃烧中及燃烧后的脱硫脱硝。燃烧后脱硫脱硝技术被广泛应用于工业领域。

火电厂烟气脱硫脱硝中，高能辐射法是干式工艺的重点，有电子束照射法与脉冲电晕等离子体法。电子束照射法利用电子加速器，其产生的高能量等离子体对烟气中氮氧化物进行氧化，生成液态硫酸。导入铵溶液中实现中和。将剩余烟气利用烟囱排入大气。脉冲电晕等离子法使用高压脉冲电源代替电子束。目前自束照射法应用广泛。在实际应用中不会产生废水污染物，具有一定的节能环保功能[4]。提高了经济效益。

LILAC 法为常用的干式脱硫脱硝一体化技术。其原理是将飞灰化合物作硫氧化物与氮氧化物吸收剂，能同时脱硫脱硝。此方法在使用中设备简单，但要使用过量吸收剂才能提高脱除率。脱硫脱硝效率较低。增加了实际运行成本。

尿素净化烟气法主是将PH 值在5～9 范围内的吸收液添加到设备中，二氧化硫与氮氧化物脱除率不受烟气二氧化硫与氮氧化物浓度影响。处理后尾气可直接排放。烟气在脱硫脱硝后吸收液可回收硫氨酸，其实际处理烟气量较小，难以达到工业应用标准。

氯酸氧化法在使用中将氯酸作强氧化剂，将二氧化硫与氮氧化物氧化。利用同一设备实现烟气脱硫脱硝。通过碱式及氧化吸收塔工艺处理，提升脱硫脱硝效率。从而脱除其中所含有毒微量金属元素。WSA-SNOX方法原理是利用SCR 反应器，将烟气导入改制器中。实现二氧化硫氧化。在冷凝器中凝结。加入水进行混合形成硫酸。此方法只对氨气进行消耗。不会出现二次污染。脱硫脱硝效率较高。生产安全。

3 火电厂脱硫脱硝技术的节能环保功效

随着工业化进程不断深入，其所造成的环境污染问题日益严重，随着人们的环保意识不断提高，开始对火电厂排气污染进行严格防控。火电厂脱硫脱硝一体化技术加大研究力度与应用范围。目前研究方向是低成本投入运行，获得较高的能源利用率。火电厂烟气脱硫脱硝技术应用中，充分利用了副产品，规避了二次污染。一定程度上增强了能源利用效率。不断提升烟气脱硫脱硝一体化技术运用水平。通过研究应用副产品，充分利用了资源，实现火电厂烟气的脱硫脱硝，使得社会经济效益得到显著提高。

脱硫脱硝一体化技术是世界上脱硫领域领先是国家中应用最多的联合脱硫脱硝措施。通过脱硫脱一体化技术的应用，可在一定程度上节省投资与运费，满足日益严格的NO2排放标准。采用燃烧控制与脱硫脱硝技术在我国已有一定的基础【5】。

我国今后要继续加强对控制火电厂烟气排放控制技术的研究，有计划的开展脱硫脱硝一体化技术的应用推广。随着我国环保要求的提高，降低锅炉燃烧NO2排放量非常重要。许多国家厂家与科研机构已积累的丰富的经验。应不断学习国外的先进技术经验，促使我国火电厂环保水平达到新时期社会发展要求。

火电厂烟气脱硫脱硝中，脱硫脱硝一体化技术的应用效果良好。增强了烟气污染治理力度。有效降低了硫氧化物与氮氧化物对大气的污染。充分利用处理后的副产品，有效降低了环境污染。增强了经济效益，符合我国节能环保要求。大力推广应用脱硫脱硝一体化技术，对促进生态环保发展具有重要的意义。