燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术应用研究

时间：2024-07-28

张照欣

（许昌龙岗发电有限公司，河南许昌 461670）

燃煤电厂使用可燃性燃煤的同时将未经处理的有害气体二氧化硫直接排放到大气中，使废气与大气中的水、氧气反应后产生了酸雨或者化学烟雾，加剧了环境的污染。为了减少燃煤电厂在煤炭燃烧过程中产生的废气，防止环境继续污染，燃煤电厂需要根据燃烧情况进行综合分析，从而尽可能地从各个方面有效降低对当前环境的影响。随着工艺的改革，燃煤电厂可以使用环保煤炭，实现对环境的有效保护。本文阐述了当前燃煤电厂脱硫脱硝除尘的方法。

1 燃煤电厂脱硫技术的要点

通过对煤炭燃烧进行合理分析，燃煤电厂脱硫可以分为：燃烧前、燃烧过程中和燃烧后三个部分[1]。首先在燃烧前，燃煤电厂可以通过外观或者化学反应，筛选出含硫较高的原煤，挑选含硫、含硝量较低的原煤来使用，从源头上解决废气问题。第二，在燃烧过程中投入相关的化学物品与燃煤进行化学反应，降低硫、硝的含量。第三，在燃烧以后进行相关的脱硝脱硫，对燃烧后的废渣废气进行合理地处理。废渣部分在一定的条件下与化学物品发生反应，减少废渣中的污染性废料，比如，将燃烧后的残渣与大量的海水混合，在一定程度上可以稀释污染物。并且，海水中的相关物质还可以在与二氧化硫发生化学反应后得到固化，实现一定的脱硫效果。然而采用这种方法，会使融合后的产物难以从海水中提取，造成了二次污染，所以一般情况下，不采用这种方法。最后的半干法则是使用石灰浆将残渣中的SO2进行吸收，通过这种方式可以达到85%左右的去除效果。燃煤电厂也可以通过物理或者化学甚至当前的高科技方法有效去除废气中的污染气体。目前，随着科学技术的迅速发展，燃煤电厂也从整体上设计出了相应的解决方法，这项技术叫整体煤气联合循环技术[2]。这项技术可以从整体上来实现脱硫脱硝除尘，目前，国外的使用率较高，国内也在逐渐引进该技术，但是目前相关技术还不成熟，而且还需要结合国内的实际情况。

2 燃煤电厂在脱硫脱硝过程中的实际应用

在实际应用过程中，脱硝技术和脱硫技术是同步进行的，而且通过某些特定的方式，可以同时实现脱硝和脱硫，但同时，燃煤电厂也要防止两者的处理方式相互影响，尽量避免两者在相互影响后产生新的污染物。根据脱硝技术的特性可分为三个阶段，分别是脱硝燃烧前、脱硝燃烧中和脱硝燃烧后，所以在处理相关的废物时，脱硝技术的相关工艺和脱硫技术的相关工艺存在相似的地方。

2.1 燃煤燃烧前的脱硝技术

燃煤在燃烧前的脱硝技术可以在选煤过程中实现，如果在这个过程中尽可能地阻止相关氮化物的生成，并通过控制相关的产生条件：比如可以控制氧气的浓度、在燃烧的过程中加入一定量的惰性气体，都可以降低生成氮化物[3]。

2.2 燃煤燃烧后的脱硝技术

2.2.1 使用脉冲电晕等离子化学处理方式进行处理

这项技术是通过使用高压脉冲中的电晕离子的闪射流来加速烟尘中气体与相关的电子发生碰撞，在相互碰撞过程中，将NOX转化成HNO3，再通过与氨结合形成NH4NO3，实现脱硝目的。该工艺也能将SO2最终转化成（NH4）2SO4，所以该方法可以同时进行脱硫和脱硝。

2.2.2 高能电子束处理技术

高能电子束处理技术理论上具有一定的存在意义，并在实际生产中得到了应用，但由于其成本较高，实现目的也需要相应的条件，这里只作简单介绍。该项技术是将过滤后产生的废气进行收集，收集后将温度控制在65～70 ℃左右，然后按照废气的体积质量，输入一定量的氨气，待氨气与废气融合稳定后，在容器内进行高能电子束照射。混合气体在电子束的作用下使烟气中的氧气、氮气和水蒸气等气体发生辐射反应，从而产生大量原子、电子，最终产生活性较低的化学废品，这些废品因为活跃性较低，基本不会对环境造成严重危害。

2.2.3 固体吸附剂的使用

这项技术是使用固体吸附剂吸附气体，类似于活性炭吸附，但固体吸附剂吸附的是NOX和SO2。但这项技术处理废气的效率不高，且在处理完成之后，固体吸附剂不容易处理。此外，固体吸附剂处理废气不彻底，所以这种工艺需要与其他的处理方式配合使用，才会实现更好的处理效果。

3 燃煤电厂中的除尘技术

在处理烟尘过程中，我们首先所能想到的高效方法就是优先防护，这要求燃煤电厂科学合理地分配及利用资源，最大限度地减少烟尘对环境的污染，所以提高周边生态环境质量、加强燃煤车间管理可以使附近的生态资源健康合理地发展，从而实现低碳环保经济。

3.1 采用高性能过滤器

高性能过滤器根据过滤方式的不同，可以分为以下几种：第一，颗粒过滤器。该过滤器可以有效去除废气中的微小尘粒，但是这种过滤装置需要定期清理，否则容易在高温环境下发生堵塞问题。第二，金属网过滤器。该过滤器是利用金属纤维来实现对尘粒的过滤，这种过滤器的缺点是金属纤维耐高温性较差，容易发生变形，从而导致过滤效果变差，所以不适用于高温除尘。第三，陶瓷过滤器。这种过滤器是利用柔性陶瓷的纤维带，可以根据需要随意改变形状，并且不受酸碱和高温的影响，因而，这种过滤器既可以在高温、酸碱环境下进行工作，除尘效果也非常理想。以上三种处理方式都属于高性能过滤，但目前，部分燃煤电厂对陶瓷过滤器的使用率还不高。相关部门应做好产品推广工作，让电厂尽可能使用更好、更科学的过滤装置来进行相关废气的过滤。

3.2 排放时采用的高效除尘器

在治理燃煤电厂烟气过程中，一种最高效直接的办法就是在燃煤电厂燃煤时统一使用除尘设备。目前常规的除尘设备大致包含以下几种：旋转式除尘设备、静电式除尘设备、机械式除尘设备、布袋式除尘设备等。其中，静电式除尘设备的工作效率最高，因为其利用静电吸附的方式可以在高温高压环境中正常工作，一般能够处理空气中90%以上的粉尘，同时能够捕捉到6 μm的粉尘。目前，我国使用的静电除尘级别为四级左右，在除尘效果方面比传统方式较好，但是这种方式缺点也相对明显，如成本较高。机械式除尘器的工作方式是经过高速旋转，通过离心力使沉淀分离，进而实现除尘效果。这种除尘方式对硬件的要求比较高，而且除尘效率也远远不及静电除尘方式的效率。但是，这项技术成本较低，一般燃煤电厂都可以使用，然而，这种机械式除尘器也有相应的缺点，即除尘的精度较差，不能精确地对粉尘进行有效处理。

除尘工艺作为脱硫脱硝除尘的最后一个步骤，燃烧废物状态的复杂性更高，所以在设计相关工艺、处理方式方面也更复杂，需要注重更多细节。通过设计出一整套类似于烟气净化工艺的方式来处理废气，在废气循环的过程中将污染物进行转化、固化，再经过相关处理来减少此过程的步骤，进而实现高效率除尘，提高生产效率。