火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术分析

2019-03-22杨超玉

城市建设理论研究（电子版） 2019年11期

杨超玉

山东神华山大能源环境有限公司山东济南 250014

1、前言

严重的雾霾问题从很大程度上可以说是因为工业生产过程带来的大气污染导致的，火电厂发电过程中使用的燃煤中存在大量的硫元素或氮元素，燃烧之后就会产生大量的SO2和NOx，很多燃煤电厂在运行过程中这一问题都会十分显著的体现出来，所以就有必要采取措施优化工艺，使用一体化的脱硫脱硝技术，防止环境污染。

2、技术概述

2.1 技术现状

火力发电厂在生产过程中会产生一定量的有害物质，这些物质和人们生活过程中产生的各种有害排放物共同给大气环境以负面影响，这样一来不仅对人们的生活环境产生了严重危害，还会给人体带来显著的负面影响。总的来看，火电厂运行过程中排放的主要污染物是硫化物和硝化物，目前燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术分别处理,脱硫脱硝取得了一定的成果。但现有工艺往往装置庞大、工艺复杂,不仅投资巨大，而且浪费了大量的资源，增加了运营成本和管理难度，给电力的发展带来了很大的压力。

2.2 技术设计

在社会各界都越来越重视环保问题的情况下，传统的脱硫脱硝工艺已经难以满足日益提高的环保要求。为了解决这一问题，技术人员结合传统脱硫脱硝技术，研发了新的设备，改变了传统的工艺过程，优化了脱硫脱硝技术。火力发电厂原烟气首先经过旋风分离器对大颗粒粉尘进行回收，之后进入脱硫脱硝一体化设备进行脱硫、脱硝，从而达到脱硫脱硝的效果。物料平衡计算和热量平衡计算是脱硫脱硝工艺设计的重要组成部分。物料平衡计算是指根据质量守恒定律进行工艺设计，定量计算输入、输出和物流的过程，以及各设备之间物料的平衡。热量平衡计算是基于热力学第一定律，对工艺过程中的热量进行平衡。在热量平衡计算中，找出工艺过程中需要热量和产生热量的环节，并对热量进行充分利用，减少能量消耗，达到节能效果。

3、常见脱硫脱硝一体化技术

3.1 SNRB净化

SNRB净化工艺是在传统脱硫脱硫技术基础上，结合选择性催化还原技术，提出的一种新型的高温烟气净化技术，采用高温布袋除尘器对SO2、NOx、粉尘进行一体化去除。首先通过在省煤器后的烟道内喷入碱性物质（钙基或钠基）脱除烟气中的SO2；然后在布袋除尘器前喷入NH3，在布袋除尘器的滤袋中悬浮选择性催化剂，在催化剂的作用下，NH3与NOx发生反应生成N2和H2O，以达到脱除NOx的目的。该技术将SO2、NOx、颗粒物三种污染物的脱除都集中在同一个设备上，从而降低了装置造价，减少了占地面积，降低了运行成本。

3.2 活性炭法

活性炭是由木质、煤质和石油焦等含碳的原料经热解、活化加工制备而成的，具有较大的表面积和发达的微孔功能材料。活性炭脱硫脱硝技术主要利用活性炭具有较大的表面积、良好的孔隙结构、丰富的表面基团、高效的原位脱氧能力等特点，去除烟气中的SO2和NOx。原烟气进入活性炭脱硫脱硝一体化装置，通过装置中的活性炭床层吸附烟气中的SO2，在活性炭的吸附过程中，先通过活性炭的催化作用，SO2被氧化为SO3，在水蒸气的作用下，SO3又形成了硫酸，沉积在活性炭的内部孔隙上，从而达到脱除的SO2目的。在一体化装置后部喷入NH3，在活性炭的催化作用下NOx与NH3反应生成N2和H2O。

3.3 高能辐射法脱硫脱硝

又可以分为电子束照射法和脉冲电晕等离子体法,它们在使用相同机制的不同装置中发生反应。电子束照射法主要使用粒子加速器来让烟气中的SO2和NO进行氧化反应，生成的SO3和NO2溶解在水蒸气当中，水蒸气液化之后得到硫酸和硝酸，硫酸和硝酸在设备中与氨反应生成硫酸铵和硝酸铵，净化后的烟气排放到大气中。脉冲电晕法采用高压脉冲装置代替粒子加速器。采用高能辐射法脱硫脱硝工艺不会产生大量的工业废渣，也因而避免了固废对于环境产生二次污染。

3.4 湿法脱硫脱硝

氯酸氧化法烟气脱硫脱硝技术是采用含有氯酸的强氧化剂将SO2和NO氧化为易溶于水的形态，以此达到吸收脱除的效果。氧化过程在氧化塔中进行；后续工艺采用NaOH和Na2S来吸收残余的酸性气体，吸收过程在碱式吸收塔中完成。氯酸氧化法脱硫脱硝工艺可实现在一套设备中同时脱硫脱硝，脱除效率可高达95%以上，并且与催化还原技术相比没有催化剂中毒、失活等问题。该工艺适用性强，对入口烟气的限制范围不高，在常温、吸收剂浓度较低时也可以进行氧化吸收。但存在氯酸氧化剂价格高，对设备腐蚀性强、产生废酸造成二次污染等问题。

络合物吸收工艺是在现有湿法脱硫浆液中加入络合吸收剂，络合吸收剂与NO迅速发生反应形成亚硝酰络合物，从而加快了NO的吸收速率，并加大了其吸收容量。同时亚硝酰络合物可与溶液中吸收SO2形成的SO32-/HSO3-发生反应，形成一系列N-S化合物，并使络合吸收剂再生。在同一个反应器中脱除SO2的同时，吸收NOx，实现同时脱硫脱硝的目的。但络合吸收剂再生速度慢，络合吸收剂循环利用比较困难，如果能解决络合剂的再生问题，该技术将得到广泛应用。