火电厂烟气脱硫脱硝技术与节能环保

王杰

摘要：随着我国经济水平不断提升，生态环境的污染问题逐渐显现。对生态环境污染进行治理时，重视大气污染物控制至关重要。大气污染物主要包括氮氧化物、二氧化硫等有毒有害物质。在火电厂运行过程中产生的烟气中氮氧化物以及二氧化硫的排放量比较大，会导致严重的大气污染。因此，在火电厂实际运行中需要加强脱硫脱硝技术的充分应用。为了提高火电厂烟气脱硫脱硝技术的节能环保水平，需要对当前脱硫脱硝技术的具体应用情况进行全面掌握，同时利用科学有效的节能环保措施，提高火电厂烟气脱硫脱硝技术的应用效益。

关键词：火电厂;烟气脱硫脱硝技术;节能环保

引言

在第75屆联合国大会中，中国领导人宣布了中国碳减排目标与碳中和愿景。中央经济工作会议也将“做好碳达峰、碳中和工作”作为2021年的重点任务之一，提出我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和，并要求抓紧制定2030年前碳排放达峰行动方案。目前，国家对于火电厂烟囱污染物排放提出新的挑战与任务，其中SO2≤50mg/m3，NOx≤500mg/m3，对于特殊地区排放标准为SO2≤30mg/m3，NOx≤150mg/m3。虽然电厂脱硫脱硝技术已趋于成熟化，但因火电厂烟气具备特殊性，不能将电厂脱硫脱硝技术全方位予以应用，火电厂烟气随着煤质改变，其中SO2及NOx浓度变化差异较大，且变化范围较广，同时火电厂不断实施换向操作，其中烟气所含成分波动较大。此外，火电厂自身还存在窜漏现象，加之烟气中含有硫化氢、一氧化碳等各类污染物，更加剧对环境污染程度。基于此，采用合适的脱硫脱硝技术尤为重要，为人们健康及生态环境发展保驾护航。

1空气污染物排放现状与烟气脱硫脱硝技术

在进一步展开火电厂脱硫脱硝技术与节能环保内容分析前，应对空气污染物排放的实际现状有一个清楚的了解与把握，只有掌握好这些方面的内容才能为后续技术的分析，奠定坚实的前提基础。从最近几年的发展现状可知，空气污染严重的新闻频繁出现在国内新闻中，这在很大程度上直接反映了国内空气污染的实际现状。据有关雾霾数据观察可知，PM2.5中所占到成分最高的污染物质主要为硝酸盐和二次硫酸颗粒，大数据直接显示其占到整个雾霾污染物的42%以上。该两种大气颗粒物都是由大气中的二氧化硫及氮氧化物等反应形成，进一步分析能了解到，这些污染物的直接来源主要是火电厂等生产领域形成，如不重视火电厂运营各个环节工作的控制，势必会从根本上加大大气污染的程度。煤烟型污染是国内硫化物、氮氧化物的主要污染形式，其绝大部分都出自于火电厂等机构，因为这些机构生产所采用的都是煤炭资源，如不采取合理措施解决必定会形成严重的大气污染与环保问题。在研究火电厂烟气脱硫脱硝技术时，需切实把握空气污染物排放的实际现状研究内容，只有确保这些方面的内容得到掌握后，才能从根本上做好相应的技术研究工作，关于此点内容应得到重视。烟气脱硫脱硝技术核心目的就是将火电厂生产形成的烟气中的硫与硝脱出，减少氮氧化物和二氧化硫的排放。

2火电厂烟气脱硫脱硝技术应用

2.1活性焦脱硫脱硝一体化技术

该技术主要原理为：在进行脱硫进程中，烟气中SO2在催化剂催化作用下，与氧气和水充分发生化学反应，产物为H2SO4，并将其留存于活性焦孔中;脱硝进程中，按照NOx含量配比相同比例的NH3，经活性焦催化下，发生还原反应，将烟气中NOx还原为N2和H2O。其中活性焦床层作为良好的过滤层，在碰撞后惯性作用下，将烟气中所含颗粒予以收集，完成净化操作。该技术主要特征有：活性焦具有良好过滤作用，其化学结构稳定性较高，耐磨、抗压能力强、损耗少;在脱硫脱硝进程中，只需选用一套装置即可，降低投入成本;技术适应能力较强，对水消耗量极少，应用范围广泛，且可循环使用。但是该技术存在部分不足，首先该装置脱硫效率较低，同时在其装置中需不断添加活性焦予以实施吸附;其次活性焦在进行解吸时，需配置相匹配的解吸酸气制酸装置，同时需在制酸之前对其予以进行净化操作，制酸整个过程较长，且占地面积大，制酸自身设备极易被腐蚀，所以对于后期需投入相应维护成本;最后，最为重要的是其技术脱硫速率较慢、容量较低，扼制其被工业广泛应用。

2.2低氮燃烧技术

低氮燃烧技术是火电厂烟气脱硝过程中应用比较普遍的技术类型之一，反应效率比较高。在煤炭燃烧过程中进行应用，可以对烟气中的氮氧化物含量进行有效控制。在火电厂的具体生产过程中，科学使用低氮燃烧技术，可以借助变化燃料燃烧的方式完成脱硝处理工作。在具体的应用过程中，能够对气体比例进行科学控制，防止烟气中产生有害物质。并且在低氮燃烧技术应用中所产生的能耗也相对较低，对提高烟火电厂烟气脱硫脱硝的节能环保效益有积极帮助。需要注意的是，该技术在实际应用中也需要对燃烧方式的调整时机进行明确，同时做好相应的记录工作，利用信息技术来完善数据库，也为智能化管理体系的建立提供重要参考。

2.3石灰石以及石膏技术

根据目前实际操作看，该项技术的应用能起到较为理想的效果，人们在使用相应要点时才能确保这些方面的要点得到更为合理的保障。石灰石与石膏技术在脱硫脱销工作中会使排放出的烟气最大化得到优化，进而使得各个环节的水平都能够到提升与强化，当这些方面的要点得到实现后，再次采取措施对烟气中的化学成分展开衡量，目的在于确保消除烟气中的有害物质成分。当这些方面的特点得到掌握后，势必能极大提升与增强火电厂脱硫脱销的质量水平，满足有关工作开展的基本水准。同时还能将其应用到烟气的指标判断环节，在各个环节上加以重点研究，使内部的有害气体产生中和反应，这样能够杜绝烟气对外在环境的影响。由此可见，切实注重把握好该技术要点，对于提升火电厂运营水平将会产生极为重要的意义。

2.4电子束辐射法烟气脱硫脱硝

电子束辐射法脱硫是一种脱硫技术的最新发展，通过20多年的不断探索和优化，已逐步走向工业化。其主要特点为：干式处理方法，不产生废水废渣;能同时脱硫脱硝，脱硫脱硝率较高，脱硫率在90%以上脱硝率在80%以上;系统简单，操作方便，流程易于控制;产生废弃物为硫酸铵和硝酸铵混合物，可用作化肥。焦炉烟气经除尘后，在高温下进行反应。在烟气进入反应器之前，注入适量的氨气。在反应器内，烟气受高能电子束照射，烟气中的氮气、氧气和水蒸气等发生辐射反应，生成大量的活性物质，它们将烟气中的二氧化硫和氮化物氧化为三氧化硫和二氧化氮。硫氧化物和氮氧化物与水蒸气发生化学反应生成雾状的硫酸和硝酸，再与反应器的氨反应，生成硫酸铵和硝酸铵。最后用静电除尘器收集气溶胶状的硫酸铵和硝酸铵，净化后的烟气可直接排放。该技术相比较于之前的几种脱硫脱硝方法较为新颖，实验数据较少，所需工艺步骤较为繁琐，脱硫脱硝效率尚有差距，能否在后续中进一步广泛应用，还需更多的实验与研究。

2.5海水脱硫技术

海水脱硫技术在当前的火电厂烟气脱硫脱硝中的应用也相对普遍。在海水脱硫技术应用过程中，可以利用海水中的碱成分脱离烟气内的二氧化硫，降低烟气二氧化硫浓度，从而降低火电厂烟气对大气产生的污染。在对海水脱硫技术进行应用时，相关工作人员必须对前期投入成本进行有效控制，才能够提高海水脱硫技术的应用效益。除此之外，在实际脱硫过程中尽可能不要使用化学燃料，才能够防止化学反应的生成物对环境产生二次污染和破坏。海水脱硫技术在使用过程中需要利用海水资源，因此一般在临近海边的火电厂烟气脱硫脱硝过程中进行应用。除了能够降低该技术的应用成本之外，还可以降低火电厂生产运行对环境产生的污染和破坏，其脱硫脱硝的节能环保效益相对较高。

2.6氧化镁法

氧化镁法还有另一个称呼是技术氧化物法，其原理就是利用SO2与氧化镁的化学特性，在其反应后生成硫酸镁和亚硫酸镁，这两种物质在经过充分煅烧之后以分解重构的方式再次生成氧化镁，在这一过程中还能回收纯净的SO2气体，如此一来基本上没有产生什么浪费，且脱硫剂能够再次重复利用，在实际操作中，相对于石灰水而言，氧化镁有着更强的活性、液气比较小，总的脱硫效率更高，但该方法并不是十全十美的，因为氧化镁多为固体状，所以在反应过程中会出现大量的固定沉降，会造成堵塞问题，且反应过后所产生的硫酸镁极难处理，若直接抛弃很容易造成二次污染，若想全部去除则需要消耗大量成本。

2.7循环流化床法

该方法就是利用氢氧化钙与二氧化硫、三氧化硫所发生的化学反应的方式来达到既定的脱硫效果。在该技术的加持下，脱硫剂存在的条件便利，其能与塔内的烟气充分反映，大大提高了脱硫原料的使用效率，在实际运行过程中，若脱硫塔中没有易损坏或无转动部件，则可达到一种不需经常维护或不维护的状态。一般情况下，脱硫渣以干态的方式存在，在这种较为稳定的状态下其与系统设备间不会出现堵塞、黏结、腐蚀等问题，且脱硫效率高达90%以上，在脱硫完成后，烟气的平均温度要远远高于露点温度，所以很难形成湿润环境，也无须考虑烟道与相应设备的防潮、防腐措施。在使用过程中我们不难发现，该脱硫系统有着操作简单、占地面积少、无废水排放、耗能低、建设与运营成本小等优势，也正是因此该技术受到许多企业的推崇。

3火电厂烟气脱硫脱硝技术中的节能环保措施

现阶段，在我国工业化水平不断提升的背景下，在工業生产中产生的污染物也在不断增加，导致生态环境遭受了极大破坏，对我国社会以及经济的持续发展产生极大影响。近些年来，我国生态文明建设工作的深入发展，在一定程度上提升了人们的环保意识。在火电厂生产过程中烟气污染问题是人们普遍关注的问题。为了降低火电厂生产过程中烟气污染情况，需要加强火电厂烟气处理技术的有效应用。在对火电厂烟气脱硫脱硝技术进行应用时，还需要对其节能环保效益进行充分考虑：第一，相关技术人员在对烟气脱硫脱硝技术进行创新研究时，需要保证资源的利用效率，同时对脱硫脱硝技术的应用成本进行合理控制，从而促进我国火电厂可持续发展。第二，在对脱硫脱硝技术进行科学选择时，需要对发电过程中产生的副产品进行再利用，这样才能够有效防止发电产生的副产品对环境以及大气产生的污染与破坏。并且对相关资源进行回收利用，可以提高资源的综合利用效率，达到节能环保的目的。第三，在对发电过程中产生的副产品进行运用时，需要开展有效的分析工作，全面掌握在烟气脱硫脱硝过程中副产品的具体性能、特点等资料，才能够采取科学措施利用副产品提高烟气脱硫技术的节能效果和环保水平。

结束语

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。干法脱硫脱硝工艺相对于传统的湿法工艺具有占地面积小、无脱硫废水等优点，越来越受到政府及火电厂的重视。本文总结了适用于火电行业的干法脱硫脱硝工艺流程及特点。总体来看，尽管目前干法脱硫脱硝工艺仍具有钙硫比大、运行成本较高等问题，干法脱硫脱硝技术是未来火电行业烟气净化技术发展的方向之一，应着眼于机理探究及工程应用2方面的研究，使干法脱硫脱硝工艺更好地为火电行业服务。

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