火电厂烟气脱硫脱硝技术研究进展

李大龙

摘要：现阶段，我国社会各界的环保意识在不断增强，火电厂这类排放烟气量较大的生产企业将污染处理工作做到位，有效解决火电厂烟气污染问题，故要加强火电厂烟气脱硫脱硝技术的研究强度，增强火电厂烟气脱硝脱硫能力及运行稳定性。基于此，本文介绍了火电厂烟气脱硫脱硝现状及技术难点，同时介绍了几种火电厂烟气脱硫脱硝新技术，为今后火电厂废气脱硫脱硝技术发展奠定基础。

关键词：火电厂;烟气;脱硫脱硝技术;

引言

我国是世界上最大的煤炭生产国与消费国，燃煤产生的SO2和NOx造成的污染严重影响了人类的身体健康和居住环境.火电行业作为全国最大的大气污染物排放源之一，火电厂的SO2、NOx、颗粒物等污染物的排放一直受到国家的重视。

1火电厂烟气脱硫脱硝技术现状

1.1石灰石∕石灰—石膏（湿法）脱硫工艺

石灰石∕石灰—石膏（湿法）脱硫工艺采用石灰石、生石灰或消石灰的乳浊液作为吸收剂吸收烟气中的SO2，脱硫效率一般可达95%以上。石灰石/石灰-石膏法脱硫技术主要适用于大容量燃煤电厂锅炉、高浓度SO2烟气脱硫。该技术烟气系统阻力大，设备功率高，且占地面积大，升级改造困难，其产生副产品脱硫石膏市场需求越来越小，大部分作为固体废物堆存处理，容易造成二次污染问题。

1.2SCR脱硝技术

SCR脱硝技术根据催化剂的活性温度分为中高温和中低温SCR脱硝技术。中高温脱硝催化剂活性温度区间为300～450℃，燃煤电厂锅炉空预器前烟温一般在300～400℃，温度适合中高温SCR催化剂反应，因此中高温SCR脱硝技术是燃煤电厂应用最广泛，技术最成熟的脱硝技术。由于烧结机出口的烟气温度区间在100～180℃，无法直接采用中高温SCR脱硝技术。中低温SCR脱硝催化剂活性温度区间在200℃以下，反应温度与烧结烟气温度匹配。但是，低温催化剂对工况环境要求非常严苛，低温催化剂易受到烟气中硫氧化物、水、重金属、粉尘等物质的影响，抗毒能力差，需在低硫低尘的位置。因此，中低温SCR脱硝装置仅能布置在除尘、脱硫装置的后部，但无论是半干法脱硫还是湿法脱硫工艺，净化后的烟气烟温均<80℃，烧结烟气同样无法直接采用此技术。另外，中低温SCR催化剂的脱硝效率低于中高温SCR催化剂，但其造价和运行费用远高于经过充分市场竞争的中高温SCR催化剂，且目前尚无长期稳定运行的成功业绩，因此不建议采用中低温SCR脱硝技术。

1.3湿法烟气脱硫、脱硝技术

全湿法脱硫技术主要是在液體碱性溶剂的作用下，加速其与内部二氧化硫的化学反应，实现毒害物质分解处理。在实际应用中，该技术反应迅速、效率高、成效显著，但也存在一定弊端。全湿法脱硫技术容易造成污水堆积，不有效处置会加大二次污染发生的概率。该技术的实际应用前，需要做好充足的准备工作，科学处置废水，杜绝废水排放。可以将其应用于生产的二次利用，在保护环境的同时实现成本节约，是一举两得的重要举措。目前，在电厂锅炉燃烧运行中，通过湿法完成烟气治理的技术分为两类。可以选择适宜的毒害气体吸附试剂，也可以应用石灰石或石膏等材质。第一类技术可以全面吸收烟气中的硫化物，完成硫元素脱离，目前常用碱性较高的试剂有废弃的电石渣等，治理效果显著。第二类技术按照要求选择特定的石灰石以及石膏完成烟气内的毒害物质吸附处置，废气处置率可以超过90%。严格控制锅炉燃烧中的污染气体排放，将分离后的杂质等再次循环应用，可以维护自然生态环境的同时，降低能源的使用效率，实现企业的最大创收。

1.4氨法脱硫工艺

氨法脱硫主要适用于有可靠氨源且氨肥能得到有效利用的燃煤锅炉。氨法脱硫技术的脱硫效率一般在95%以上，氨的逃逸浓度在3.0mg/m3以下。该技术运行成本高，及运行时电耗、水耗高，脱硫剂氨价格较高，氨市场价格一般在2500元/吨～3000元/吨;且运行时结晶腐蚀及冲刷腐蚀较重，由于氨法脱硫浆液中会有硫酸铵，亚硫酸铵和亚硫酸铵，会渗入防腐层表面的毛细孔内造成腐蚀。另其产生析出的硫酸铵饱和晶体随脱硫浆液在设备内部不间断的连续循环，对设备会造成严重的冲刷腐蚀，长时间运行后会把系统防腐层冲刷掉，是脱硫系统最严重的腐蚀。

2新型火电厂烟气脱硫脱硝技术

2.1活性焦脱硫脱硝

活性焦能吸附烟气中的SO2，由此达到脱硫的目的。当焦炉烟气中不存在氧气和水蒸气时，活性焦对SO2的吸附为物理吸附，吸附效率较低;当焦炉烟气中存在氧气和水蒸气时，SO2与O2、水蒸气在活性焦的催化作用下发生化学反应，生成H2SO4，此时活性焦吸附SO2由物理吸附转变为化学吸附，较大地提升了活性焦吸附SO2的效率。向活性焦脱硫脱硝系统中加入NH3后，可以选择性地将烟气中的NOx还原成N2和H2O，达到减少NOx排放的目的。同时脱硫过程中反应生成的H2SO4也会与碱性的NOx进行反应，一方面可协助脱硝，另一方面也减少了活性焦的消耗。

2.2SNRB脱硫脱硝工艺

SNRB工艺是近些年发展的一种新型脱硫脱硝工艺，该方法分为湿法与干法两种。湿法工艺是利用湿式布袋除尘器代替高温陶瓷管。SNRB工艺脱硫主要采用钠基吸收剂或钙基吸收剂。颗粒状脱硫剂从反应器前端管道喷入，SO2在脱硫剂表面被转化为亚硫酸盐和硫酸盐并附着在脱硫剂表面。反应器内的高温陶瓷管中装有SCR催化剂，烟气中的NOx与被喷入的氨发生氧化还原反应并被转化为对环境无害的N2。SNRB工艺将SO2、NOx、颗粒物等污染物的去除集中在1个反应器上，占地面积相对较小。但高温陶瓷管目前造价较高，该工艺投资成本高。在使用该工艺时，燃煤烟气中的SO3与氨气反应后会生成NH4HSO4，NH4HSO4是一种黏性极强的物质，该物质在催化剂表面富集会造成催化剂效率急剧下降，同时NH4HSO4对设备具有一定的腐蚀性，影响设备安全。总体来看，该工艺有较好的前景，但目前大规模应用还比较困难。

2.3SNCR/SCR联合脱硝法

SCR脱硝法脱硝效率高，但是投资大，运行费用也较高。SNCR法理论上可以去除烟气中大部份NOx，但存在锅炉运行工况波动从而导致炉内温度场分布不均匀，使得脱硝效率不稳定。故这两种方法各有优缺点。SNCR/SCR联合脱硝法先采用SN⁃CR法去除烟气中一部份NOx，再利用在炉膛内逃逸的氨在省煤器后SCR反应器中与未被反应的NOx进一步反应，去除余下的NOx，从而大大提高脱硝效率。采用SNCR/SCR联合脱硝技术，SCR反应器中的NOx负荷较低，因此可以减少SCR催化反应器的尺寸，从而节约SCR的部份投资。NOx排放量要求较低的地区可优先采用SNCR/SCR联合脱硝法。

结束语

综上所述，为了实现可持续发展战略，我们应深入研究火电厂烟气脱硫脱硝处理技术，尽量降低火电厂排出废气当中二氧化硫和氮氧化合物的含量。我国目前火电厂烟气脱硫脱硝技术尚未成熟，传统的火电厂脱硫脱硝工艺目前存在一定的不足，这就需要科研人员应该投入更多精力与时间来对烟气脱硫脱硝技术进行不断地改善与深入研究烟气处理技术.在确保火电厂脱硫脱硝资源循环利用的基础上，需要进一步提高其脱硫脱硝技术水平，从而创造更多的环境效益、经济效益和社会效益，深入贯彻实施可持续发展战略。

参考文献

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