火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保分析

叶帆灵

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;节能环保

1 火电厂烟气脱硫脱硝技术

1.1 氨法脱硫技术

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。

1.2海水脱硫技术

海水脱硫技术是在脱硫吸收塔内将经除尘后的烟气与海水相向流动充分接触，烟气中的二氧化硫被海水洗涤进入到海水中，并与海水中的碱性物质发生反应从而被去除，净烟气经加热后排放。脱硫吸收塔排出的酸性海水进入曝气池与其他新鲜海水混合，经过曝气处理使其水质恢复，从而达标排放。有相关资料研究表明，该技术脱硫率可达95%以上。通过该项技术能够有效降低火电厂投入成本，在进行脱硫时不再需要使用其他药剂，有效避免对环境造成二次污染。海水脱硫技术的脱硫效果相对较好，但在应用过程中需要确保火电厂选址处附近有大量海水。目前海水脱硫技术的发展已进入成熟阶段，以国内的某500MW的火电厂来举例，该火电厂先通过吸收塔将海水吸收到塔顶，然后再将烟气进行冷却，接着让其进入吸收塔底部，通过相应设备使烟气与海水相互接触，去除烟气中的二氧化硫，通过该项技术二氧化硫去除率可达98%。

1.3燃烧炉内石灰石脱硫工艺

炉内脱硫作为减少二氧化硫排放的有效途径，特别适合于循环流化床燃烧。通过向炉内添加石灰石，石灰石中的碳酸钙遇热先煅烧分解为可与二氧化硫作用的多孔状氧化钙，从而显著降低烟气中二氧化硫的排放。一般当钙硫比1.8～2.5，脱硫剂粒径1mm时，炉内脱硫率可达50%～90%。该工艺技术较为简单，但脱硫效率波动较大，较难长期稳定运行，且仅适用于中小机组燃用中、低硫煤的流化床燃烧烟气脱硫。

1.4低温SCR脱硝技术

低温SCR脱硝技术拓宽了传统火电厂脱硝催化剂温度使用范围，通过提高在低温条件下催化剂反应活性来提高火电厂锅炉低负荷运行时的NOx去除效果。刘欣、李俊华等采用浸渍法制备了钒钼基催化剂，催化剂反应活性温度由于其中催化剂中钼的掺入而明显降低，当烟气空速达到60000h-1的条件下，O2体积分数为5%，NH3和NO浓度分别为500μL/L，处于200℃～400℃范围内的SCR法NOx去除率可达到90%以上，完全能满足火电厂低负荷运行时的NOx去除效率要求。郭林等在石河子市某热电厂进行了中试研究中发明了低温NH3-SCR脱硝装置，该装置是在脱硫除尘之后采用低温低尘SCR布置，并采用Fe-Mn-Ce/Al2O3催化剂（浸渍法制备）。

1.5 SNCR/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。

2 烟气脱硫脱硝技术与节能环保分析

当前，国内工业发展速度持续加快，这为经济增长注入了强劲的动力，但是环境污染也更为严重，如果这个问题无法得到解决，就会对经济发展产生负面影响。我国对此形成了正确的认知，并出台了相关的法律法规，且宣传力度持续加大，人们的环保意识也逐渐形成。从火电厂的角度来说，必须重点关注烟气处理，对烟气脱硫脱硝技术加以有效应用。在该形势下，全球很多国家对烟气脱硫脱硝技术进行深入研究，我国也是如此，在该方面的投入明显增加，以保证技术研发工作的顺利展开，效果也较为显著。从当下脱硫脱硝技术研究的实际情况看，资源得到充分利用，成本大幅降低，可持续发展也受到了人民群众的普遍关注。火电厂在实际应用烟气脱硫脱硝技术时，要切实突显节能环保，在发电过程中要保证副产品能得到充分利用，如此可以切实消除二次污染，明显提高资源的实际利用效率，顺利实现节能环保目标。这需要切实做好副产品研究工作，使烟气脱硫脱硝的整体水平得到明显的提高，实现烟气脱硫脱硝目标，进而保证火电厂实现稳健发展。另外，火电厂发电后要充分利用剩余的各种资源，提升资源利用率，还可以对环境起到一定的保护作用，使企业达到国家节能减排的标准要求，实现经济效益与环境效益的统一，响应国家可持续发展的号召。烟气脱硫脱硝技术对企业和社会均具有重大深远的意义，需加强对其的研究，充分发挥其在节能减排环保中的重要作用。

3 烟气脱硫脱硝技术的发展趋势

3.1 脱硝技术的发展 脱硝技术主要采用两种方法，一种是低氮燃烧技术;另一种是SCR烟气脱硝技术。两种技术都可以使燃烧更加充分，并实现充分的脱硝效果。目前，火力发电厂的烟气脱硝技术通常采用以下三种方法：一种是将还原剂放入烟气中，并利用化学反应生成N2和水，温度达到350℃左右时，脱硝率可达90%。第二种是SNCR烟气脱硝技术。这项技术的反应器是一个炉膛。当炉膛温达到850～1100℃时，脱硝还原剂分解的氨气与炉内产生的氮氧化物进行SNCR化学反应生成氮气。该技术的脱硝效率不高，只有20%～50%左右，产生的N2O对臭氧有不利影响。第三是SNCR/SCR烟气脱硝联合技术，其效率为60%～80%，是前兩种技术的结合，但是由于该系统太过于复杂，在电场中的实际应用很少。

3.2 分析脱硫技术的发展

石灰石-石膏湿法通常用在脱硫技术当中。但是，火力发电厂脱硫技术的关键在于吸收塔。不同类型的吸收塔将产生不同的效果。通常，吸收塔有四种类型：一种是填料塔。填料塔使用内部固体填料，使浆液从填料层的表面流入其中，并与炉内的烟气融合以实现脱硫的目的。但是，应用此方法时，可能会发生阻塞;第二个是液柱塔。通过烟气，气体和液体的熔融，完全传质和完全脱氮，尽管脱硫效率很高，但炉内没有阻塞，烟气产生的阻力会引起更多的脱硫损失;第三个是喷雾吸收塔。喷雾吸收塔脱硫技术得到了广泛的应用。通常，炉子中的烟气从上到下移动，并且形状为喇叭状，或者可以以特定角度向下喷洒以充分吸收烟气。尽管烟道气在结构和成本上都优于前两者，但烟道气分布不均;第四个是鼓泡塔。石灰石用于压住烟气，但烟气和浆液熔融后会产生鼓泡，脱硫效果好，效率高，烟气流量分布均匀，唯一的缺点是阻力大并且结构更复杂。

总之，为了更好、更稳定地满足人们的需求和企业的发展，火电厂有必要对发电过程中产生的各种空气污染物进行处理。由此可见烟气除尘技术的重要性。火力发电厂应更加重视这项技术的应用，更加积极地开展节能减排工作，增强企业在市场上的竞争力。

参考文献：

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[2]火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保[J].刘震.价值工程. 2019（23）.

[3]火电厂烟气脱硫脱硝技术的节能环保问题研究[J]. 武作民.  电力设备管理. 2020（12）.