火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保

尹文健

河北大唐国际张家口热电有限责任公司 河北张家口 075000

现阶段，随着我国科学技术的不断创新，烟气脱硫脱硝技术出现的种类有很多，从典型的烟气同时脱硫脱硝技术出发，总结了当前新兴技术，并且在我国烟气同时脱硫脱硝技术发展现状基础上对今后发展方向进行了展望[1]。

1 传统法脱硫脱硝

①喷雾干燥法。喷雾干燥方法使用石灰水作为吸收剂，并且将生活水平撒在物质上发生反应，除此之外它还可以吸收废气当中的水蒸气降低温度，最后以固体的方式排出废物，该方法与其它方法相比成本较低，操作很简单，对于设备的损坏小，反应物，处理方便，但是它的效率却不高。②循环流化床脱硫法。该方法主要是在循环过程当中加入石灰石，通过石灰石与二氧化硫进行反应，达到脱硫的效果，该方法操作十分的简单，投入的成本低，脱硫的效果也是非常明显，使用率很高[2]。

2 干法脱硫

干燥和半干燥烟道气脱硫系统中的固体碱性吸收剂，通过烟气穿透碱性吸收剂和烟道气的方式和烟道气进行接触，无论何种环境下，其中含有的二氧化硫和固体碱性物质都一定会反应生成硫酸盐和亚硫酸盐。为了快速发生反应，固体碱性物质要细小或松散。半干法烟道将水加入到气体脱硫系统的烟道气中，使碱性物质颗粒表面形成液膜，再将二氧化硫加入其中，可以使固体碱性物质反应速度提高，此技术中的脱硫和之后的处理都是在干燥环境中进行，这种方法对设备的腐蚀不是很明显，没有存在污水排放现象，并且在排放气体的过程中没有显著的温度下降，它使烟囱更容易通风和扩散。但是，该方法存在脱硫剂使用效率低、设备庞大等缺陷。

3 湿式同时脱硫脱硝技术的分析

湿式同时脱硫脱硝技术在国际上有两种高效的方法，一种是WSA-SNOx方法，另一种则是氯酸氧化法。其中WSA-SNOx方法的工作原理必须通过一种SCR反应器，而烟气中的氮氧化物在受到催化剂的作用立即转化成了氮气，催化剂还会使二氧化硫变成三氧化硫。而后冷凝器装着转化物在等待凝结，只要混合一定量的水就形成硫酸。这种方法烟气中二氧化硫及氮氧化物的脱除率能达到90%以上，且效果比较理想。WSA-SNOx方法与传统的SCR脱硝工艺相比较，该方法同时脱硫脱硝的技术不仅比传统技术的脱硝效率更高，元素硫还可以得到高效的回收，并且该方法处理过程无废水产生。目前此项工艺已应用于部分商业运行中，项目有着广阔的前景。另一种氯酸氧化法，其最重要的工作原理是在烟气脱硫脱硝过程中通过强氧化剂—氯酸的使用，然后产生氯酸的氧化作用将烟气中的硫氧与氮氧化物氧化，最后在相同设备作用下来达到同时脱硫脱硝的效果。烟气的脱硫脱硝效率不断地提高，并且能够在脱除烟气中的有毒金属元素。而这种方法中主要依靠烟气中的碱式吸收和氧化吸收。在这种方法的使用过程中只会对氨气资源进行消耗，而不存在对其他资源的消耗，因此，也就不会产生多余废水废气废渣，安全性非常高，相比其他方法具有较高的脱硫脱硝效率。

4 脱硝工艺

将烟气通过引风机汇合，用烟气升温系统将汇合烟气升温至250-260℃以满足低温 SCR 反应的温度，升温后的烟气通过低温 SCR 脱硝装置，在催化剂的作用下利用外购氨水中的 NH 3与烟气中 NO x 反应生成N2和H2O，完成烟气脱硝。此外，在脱硝前加设碳过滤装置，将烟气中焦油、 碳灰等过滤掉，保护催化剂。同时，在催化剂模块上方设声波吹灰设施，清扫催化剂表面灰尘。脱硝工艺的关键为脱硝反应系统，主要包括：反应器本体结构、 烟气预处理器、整流器、催化剂层、 声波吹灰器、 催化剂起吊装置、 配套结构及平台等。反应器水平段安装烟气导流、 优化分布装置以及氨和烟气的分布格栅，反应器竖直段装有催化剂床，催化剂布置选用 3层的布置模式。催化剂顶部设金属格栅及金属网，防止大颗粒进入催化剂空隙，同时也能减少细小的灰粒在催化剂表面累积，还能起到一定的烟气均布效能，同时提供检查检修的平台。每层催化剂上方均留有 1.8m 的间隙，方便进入检修，催化剂模块之间做好密封，以防飞灰积聚。反应器压力降每层不超过 200Pa，整个系统温度降不超过 10℃。

5 实现火电厂烟气脱硫脱硝技术节能环保的策略

实现火电厂烟气脱硫脱硝技术节能环保的目标，主要从两方面入手，一方面是提高脱硫脱硝效率，另一方面是提高副产物的利用率。目前，业内烟气脱硫脱硝和节能环保方面的研究热点集中在强氧化技术和湿式络合吸收技术方面。强氧化技术是在烟气有害物质净化过程中，先将氯酸等氧化剂与烟气中的有害物质如硫氧化物发生化学反应，在氧化吸收塔内对烟气中的有害物质氧化之后，进入到碱式吸收塔内，使其中的酸性气体或物质与苛性钠和硫化钠试剂发生中和反应，进而去除烟气中的有害物质。这一技术的研究主要是针对烟气中的重金属物质进行去除，使净化后的烟气满足排放目标。湿式络合吸收技术主要攻克的技术难题是烟气中氮氧化物在常温条件下溶解度较小，回收较为困难。湿式络合吸收技术采用Co或Fe作为催化剂，通过这些催化剂来促进烟气中的氮氧化物形成金属络合物，之后再与溶液中的硫酸盐形成氮硫化合物，使络合剂得到再生，反应得以持续。目前的技术难题主要是如何提高金属络合物的利用率，只有提高再生效率才能有效降低运行成本，这也是研究的重要方向[3]。

6 结语

火电厂作为我国发电的主体，如果不能对废气中的有害物质进行合理的处理，就会对环境造成很严重的破坏，因此，我们的工作重点是尽量减少废气中有害物质的排放，尽可能的将这些有害物质进行转化和吸附。必须根据电厂本身的情况选择脱硫和脱硝方法，不仅要符合国家排放标准，还必须考虑成本问题，以便同时进行保护环境和发电厂的发展。