火电厂烟气治理及脱硫脱硝技术研究

李黔菲 刘仰菲

摘 要：近年来，我国的火力发电容量稳步增长，但火电厂污染物治理却面临更高的要求。本文围绕火电厂烟气治理和脱硫脱硝技术进行了探讨，从烟气的危害入手，分析了烟气治理状况，并对烟气治理及脱硫脱硝技术进行了论述，供相关人士参考。

关键词：烟气治理;脱硫;脱硝

1、引言

据中国电力企业联合会统计，截止到2019年底，我国发电装机总容量已经大道20.1亿千瓦，其中火电11.9亿千瓦，火力发电仍旧占据发电市场一半以上的容量，是我国电力市场的主力军。近年来，随着电力行业的发展，火电厂面临越来越严格的环保政策，加强火电厂环保治理工作是火电厂保持持续高效发展的重要工作内容。在火电厂环保管理工作中，烟气治理和脱硫脱硝技术水平的高低直接影响着最终的污染物排放指标以及环保管理工作目标能否顺利实现。因此，针对火电厂烟气治理和脱硫脱硝技术进行分析和研究是十分重要的。

2、火电厂烟气的特点与危害

火电厂生产工艺中的烟气，其主要成分包括硫氧化物和氮氧化物，除此以外，烟灰中含含有氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钛等金属化合物。如果不对烟气进行处理，则直接对环境造成危害，引起气候恶化、自然灾害等生态问题，对人类的健康生存和社会的持续发展都有着深远且严重的危害。

3、火电厂烟气治理方法

我国火电厂烟气治理主要有三种方式，一种是静电除尘法，另一种的干式除尘法，还有一种是湿式除尘法。静电除尘的方法应用原理是创建高压直流电离条件，在电离环境中烟气中的气体分子被激发成离子态，离子态物质在电场作用下向双向极点运动，这一过程使烟气中的颗粒物质得到收集。干式除尘是利用干式过滤装置收集烟气中的颗粒灰尘。湿式除尘是通过喷雾装置加湿烟气，增强自重，将带有烟尘的液滴集中收集，使烟气得到净化。

4、火电厂脱S脱N技术现状

4.1脱硫技术

一类是湿法脱硫技术。该技术主要的脱硫剂是石灰石、氢氧化钠、氧化镁，湿法脱硫技术中又根据不同的情况分为多种脱硫方法，如氨法、海水法等。湿法脱硫技术是一种应用十分普遍的技术，其应用的突出优势是脱硫反应较快，系统对烟气的处理效率较高。其不足之处在于，湿法工艺环境对工艺设备的腐蚀较为严重，这就导致设备维护的成本增加，需要考虑采用防腐性能更优的设备材质;另外，二次污染的可能性也较高。

另一类是干法脱硫技术。该技术是将吸收剂投入二氧化硫发生器中，通过吸收剂与二氧化硫的充分反应实现脱硫的目的。为了提高干法脱硫效率，新的技术不断涌现，比如脉冲电晕等离子体技术、电子束照射技术等。电子束照射技术中，通过电子加速器来产生持续的电子束，烟气中的水蒸气和氧气被激发产生具有强氧化性的大量自由基，在氨气的作用下，这些自由基能够与烟气中的硫氧化物发生氧化还原反应，生成硫酸铵，从而实现脱硫的目的。该技术脱硫效率高，同时产生的副产物可进行再次利用，比如用作化肥原料、工业生产原料等，可为电厂增加一条经济来源。但该技術对电子发射装置要求较高，同时需要对电子辐射进行屏蔽，以免对工作人员造成危害。离子体技术是上述电子束技术的升级版，不同之处在于反应系统是利用脉冲高压来创建等离子体环境，继而产生高能量电子，代替电子加速装置，在很大程度上避免了电子加速装置的设备使用问题。

4.2脱硝技术

目前成熟的燃煤电厂氮氧化物控制技术主要包括燃烧中脱硝技术和烟气脱硝技术，其中燃烧中脱硝技术是指低氮燃烧技术（LNB），烟气脱硝技术包括SCR、SNCR和SNCR/SCR联用技术等。

LNB低氮燃烧技术是新时期国家对燃煤电厂烟气排放处理倡导的首选技术。在燃煤电厂氮氧化物浓度不符合行业规范中的排放指标时，或者排放总量超出行业规定的总量标准时，应采取低氮燃烧技术，并在低氮燃烧技术中应注意遵循因地制宜的原则，实现工艺技术成熟且经济合理的目标。

SNCR技术是利用液氨喷入装置来控制反应条件和反应氛围，在高温的条件下（900～1100℃），利用液氨来将烟气中的氮氧化物还原为对环境无害的水和氮气。在实际应用中，该技术对生产工艺的要求较为严格，一般适用于一些火电厂老机组改造工艺中。如果机组负荷的变化的适应性较差时，难以实现理想的脱硝效果。因此该技术在煤质变化波动较大的情况下以及机组负荷变动频繁的情况下，应用的效果不理想。

SCR脱硝技术是利用液氨作为反应的还原剂，在中温条件下（300～420℃），借助催化剂的助力来加快促进烟气中氮氧化物的脱氮反应，将氮氧化物转化为对环境无害的水和氮气。该技术的应用优势是脱硝的效率高，可实现80～90%的脱硝效率，成本合理，具有更高的适应性，尤其是在SNCR技术不适宜的一些机组负荷变化波动情况较大的场景中也能够具有良好的适应性。

SNCR/SCR技术是上述两种技术的优化整合，其中包括SNCR装置和SCR装置。通过在SNCR装置中喷入液氨来促进烟气中氮氧化物的还原反应，然后在SCR装置中进一步借助催化剂来去除烟气中剩余的氮氧化物，将其转变为水和氮气。SNCR/SCR技术具有单一技术所达不到的综合优势，如减少催化剂的使用量，脱硝效率更高，工艺紧凑对空间适应性强，占地面积小、系统压降小、运行费用少、腐蚀危害小等，该技术的不足之处是工程造价比单一的SCR技术和SNCR技术高，而且系统的工艺设备更加复杂，对工作人员的技术水平要求更高。

5、烟气脱硫脱硝综合治理技术

随着大型火电厂生产工艺的提升，脱硫脱硝及烟气除尘也从独立的治理工艺走向系统一体化的治理工艺，发挥出多项技术的综合协同优势，在火电厂脱硫脱硝及烟气除尘工作中表现出更多的优势。其中典型的代表是烟气脱硫脱硝除尘一体化技术。一体化技术应用的原理是利用喷射装置将烟水混合气吸入液体环境中，促使烟气和液体环境充分混合，在混合的过程中，烟气中的可溶性物质会溶解在液体中，烟气中的颗粒物因水的包覆而加速沉淀到溶液底部，这样就能够较好地将烟气中粉尘颗粒与烟气中硫氧化物等可溶性有害物的集中去除。该工艺应用的优势是工艺结构简单，脱硫脱硝效果好。当烟气溶解于弱碱水中时，有害气体会和碱反应生产盐类物质，烟气中的颗粒物被水浸湿，加速沉淀到溶液底部，因此，脱硫脱硝的目标能够同时实现。目前，烟气脱硫脱硝除尘一体化技术在火电厂环保工艺中得到越来越普遍的应用。

6、结语

现阶段，火电厂正处于深化改革的关键阶段。环保管理技术水平的提升对于火电厂提质增效发展目标的实现有着不容忽视的意义。为此，企业及技术人员必须结合火电厂生产工艺实际状况，进一步加强烟气治理和脱硫脱硝技术的研究，采取科学合理的措施，为企业早日走上节能环保、高质高效的发展道路奠定基础

保障。

参考文献

[1] 电厂烟气脱硝技术分析，徐菁，《宁波化工》，2018（03）

[2] 论现阶段火电厂脱硫技术与环保措施，胡建华，《科技经济市场》，2019（9）

[3] 火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保，刘震，《价值工程》，2019（23）

[4] 关于火力发电厂脱硫脱硝技术应用分析，李晓婕，高岳达，《山东工业技术》，2018（15）