探究电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术

2020-02-12沈淼苏晖孙芳婷

节能与环保 2020年4期

文_沈淼苏晖孙芳婷

1.浙江德创环保科技股份有限公司杭州分公司 2.浙江海元环境科技有限公司 3.聚光科技(杭州)股份有限公司

1 分析火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术的现实意义

科学技术水平的提升，使得各行各业的发展对煤炭能源的需求量越来越大。据统计，平均每天直接用于燃烧的煤炭量高达12t。其中，火电厂对煤炭的燃耗量，在目前节能减排的发展背景下，仍呈现出递增趋势。这种情况下，火电厂大量排放的污染物就会对周边的生态环境建设造成严重的影响，甚至会形成酸雨。虽然处于运行状态的燃煤机组的脱硫设备安装基本完成，但是，其脱硝以及除尘设备的应用，仍有很大的提升改造空间。因此，相关建设人员应该在明确脱硫脱硝及烟气除尘技术应用现状的情况下，找出优化控制的方法策略，这是实现工业发展可持续目标的重要课题内容。

2 火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术的技术特点和现状

2.1 火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术的意义和技术特点

原煤中除了有碳元素外还有其他的各种能对大气环境产生危害的元素，比如硫元素和氮元素等。这些元素的氧化物对大气环境和生态环境都能造成巨大的危害。如果直接燃烧原煤不仅降低了碳元素的利用率，还将原煤中有害元素的氧化物释放到了大气之中，最终导致酸雨、光化学烟雾等出现。脱硫脱硝及烟气除尘技术在火电厂的应用使得这种现象得到了改善，不仅大幅度降低了污染物的排放量，还提高了煤炭资源的利用率，在一定程度上降低了电力的成本。

脱硫脱硝及烟气除尘技术具有许多很好的技术优势，首先这种技术工艺并不复杂不需要很多的人力即可进行操作。其次这种技术因为极大地节省了人力成本，所需要的电力成本也并不是太多，所以这种技术的另一个优点便是运行成本非常低。最后这种技术具有相当强的适应性，不论是什么型号规模的电厂锅炉都能够非常好地使用这项技术，而且不会产生二次污染，可以确保发电过程中产生的污染物的排放量达到最低。

2.2 火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术的现状

随着社会的不断发展,国家对于环境的保护也越来越严格，“绿水青山”也成为了当代人们的追求。在这种背景之下，治理火电厂在发电过程中产生的大量的大气污染物已经迫在眉睫，脱硫脱硝及烟气除尘技术广泛应用于火电厂的发电过程之中，为降低污染物的排放量做出了巨大的贡献。可是我国的脱硫脱硝及烟气除尘技术与国外的先进技术还存在一定的差距，所以火电厂企业应该结合自身的实际情况积极对此技术进行创新和改进，使这项技术可以更好地为企业的节能减排工作做出更大的贡献，提升企业在市场中的竞争力。

3 电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术分析

3.1 脱硫脱硝技术

（1）湿法脱硫脱硝技术

湿法脱硫脱硝技术是目前火电厂进行原煤的脱硫脱硝处理中最常采用的技术。常见的方式主要有两种。其一是利用吸收剂对发电过程中产生的各种大气污染物进行吸收，以此来达到脱硫脱硝的目的。另一种是传统的石灰石--石膏湿法技术，这种技术的脱硫脱硝的效果非常好，甚至达到了90%以上的脱除率。此外通过这种方法得到的副产物也能通过回收进行再次利用，避免了脱硫脱硝后的副产物对环境进行二次污染或者副产物难处理的问题产生。

（2）干法脱硫脱硝技术

干法脱硫脱硝技术的使用必须在干燥的环境之中，这项技术通过吸收剂对锅炉发电过程中产生的废气中的硫和硝进行吸收和反应，以此达到脱硫脱硝的目的。因为在这个过程中不会产生水蒸气、硫蒸气等对机器设备有害的腐蚀气体，所以采用这种方式可以在一定程度上保护机器设备。这种技术随着科学技术的发展也在不断地完善，目前出现了许多新的处理方式。比如采用电子束对烟气进行辐照，或借助高能电子对硫元素和氮元素产生的各种化合物进行分解以此脱硫脱硝的方法。这些新的技术和方法丰富了干法脱硫脱硝技术，提高了脱硫脱硝的效率和脱除率，使干法脱硫脱硝技术可以更好地促进火电厂的发展。

（3）半干法脱硫脱硝技术

半干法脱硫脱硝技术也是目前常用的脱硫脱硝技术之一，该技术是在固体、液体、气体中对烟气的湿热蒸发反应来达到脱硫脱硝的目的。这种技术有两种方式可以实现脱硫脱硝。第一是在电厂锅炉内部通过增湿和添加活化反应剂来和烟气中的含有硫元素和氮元素的化合物进行反应和吸收。第二是将吸收剂进行液雾化处理，使其可以更快更充分地与烟气反应，以此提高硫和硝的脱除率。这种技术具有辽阔的发展空间，所以企业应该积极地对其进行改良和完善。

3.2 烟气除尘技术

对煤炭燃烧过程产生的各种固体小颗粒和烟尘进行处理的过程就是烟气除尘技术的原理。现在火电厂普遍使用的烟气除尘技术只有两种：静电除尘和袋式除尘。这两种技术中静电除尘的除尘效率更高，本文主要分析静电除尘技术。

静电除尘技术是将烟尘先通过强电场，使粉尘颗粒带上电子，使其在通过除尘电板时被通电的电板吸附下来，这样便可以将粉尘处理干净。静电除尘技术的除尘效率很高，也具有很大的发展和应用前景。

4 各项技术的未来发展

4.1 脱硝技术的发展

脱硝技术主要通过两个方式，一是低氮燃烧技术；另一个是SCR 烟气脱硝技术。两种技术均可使燃烧更充分，达到充分脱硝效果。目前，火电厂炉内烟气脱硝技术常采用以下三种方式，一是把还原剂放进烟气内，利用化学反应产生氮气与水，温度会达到350℃左右，脱硝率最高可达90%左右；二是SNCR 烟气脱硝技术，该技术的反应器为炉膛，当炉膛温度达到850 ～1100℃，脱硝还原剂所分解出的NH3与炉内产生的NOx 发生SNCR 化学反应，生成N2，该技术的脱硝效率不高，大约在20%～50%，同时所产生的N2O 对臭氧会造成不利影响；三是SNCR/SCR 联合烟气脱硝技术，该脱硝技术效率在60%～80%，是前两种技术的综合，但是由于系统技术的复杂性，实际应用较少。

4.2 分析脱硫技术的发展

脱硫技术采用石灰石-石膏湿法是比较普遍的，但是，火电厂脱硫技术的关键在于吸收塔，吸收塔的型式不同，所产生的效果也会不同。通常吸收塔分为四种：一是填料塔。填料塔利用内部固体填料，可以让浆液从填料层表层流入其中，和炉膛内烟气融合，实现脱硫目的，但是，在应用这种方法时，可能产生堵塞现象；二是液柱塔。通过烟气与气、液融合，充分传质，完成脱硝，虽然在脱硫方面效率很大，但是，炉内无阻塞，烟气产生的阻力会造成脱硫损失较多；三是喷淋吸收塔。喷淋吸收塔脱硫技术的应用较为广泛，通常，炉膛烟气自上到下运动，外形为喇叭状，或是利用特定角度可以向下喷射，对烟气进行充分吸收。虽然从结构上和造价上都优越于前两种，但是烟气分布不均匀；四是鼓泡塔。利用石灰石将烟气压置下面，但烟气与浆液融合后就会产生鼓泡，起到很好的脱硫效果，效率高，烟气流量分配均匀，缺点是阻力较大，结构较复杂。

4.3 分析除尘技术的发展

除尘技术在运行稳定性来看，电除尘效率要较高一些，电除尘技术的发展趋势倾向于采用旋转电极的方式，旋转电极电场中阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。当烟尘达到反电晕厚度时，就会把灰尘彻底清除，不会产生二次烟尘，这种除尘效果好，而且在排放的浓度上也会有所降低。除此之外，对于粉尘排放标准较高的火电厂而言，还可以增设湿式静电除尘器，由于烟气的粉尘颗粒能够吸附带电负离子，就可以通过湿式静电除尘器将积尘进行吸附，而相比于干式电除尘器而言，湿式电除尘器效率可达70%。