火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀及煙氣脫硫脫硝技術(shù)

摘 要：近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化建設(shè)進程的不斷加快，各領(lǐng)域?qū)﹄娏Y源的需求量不斷的增加，火電廠大氣污染物的排放量持續(xù)增加，嚴重影響了環(huán)境，這與資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的構(gòu)建方針相違背。文章將對火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀進行分析，并在此基礎(chǔ)上就煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用，談一下自己的觀點和認識。

關(guān)鍵詞：火電廠；大氣污染；煙氣；脫硫脫硝；技術(shù)

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展促進了工業(yè)化建設(shè)進程的加快，火力廠數(shù)量、規(guī)模不斷增加、增大的同時，也造成了非常嚴重的生態(tài)破壞、大氣污染。在這樣的情況下，若不及時采取針對性的措施，則可能會造成更為嚴重的后果。因此，在當(dāng)前的形勢下，加強對火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀、煙氣脫硫脫硝技術(shù)問題研究，具有非常重大的現(xiàn)實意義。

1 當(dāng)前國內(nèi)火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀分析

隨著工業(yè)化建設(shè)進程的不斷加快，國內(nèi)各領(lǐng)域的生產(chǎn)生活用電量持續(xù)增加，每年國內(nèi)能源消耗量也呈上升之勢。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2006年國內(nèi)發(fā)電能源需求量大約為2188萬噸，至2011年需求量超過3437萬噸，期間大約增長了57%左右。根據(jù)這一增長，預(yù)計到2050年，國內(nèi)發(fā)電能源需求量將超過6657萬噸。在此需要特別強調(diào)的，國內(nèi)電廠尤其是火力發(fā)電廠所需的都是煤炭等原材料，在燃燒和發(fā)電過程中，產(chǎn)生大量的二氧化硫、硝化物，如果不經(jīng)處理，直接排放到大氣中，必然會對生態(tài)環(huán)境造成非常嚴重的污染和侵害，后果不堪設(shè)想。這樣的環(huán)境，對人類的生產(chǎn)生活也會造成非常不利影響。

火電廠發(fā)電過程中，主要是靠燃煤產(chǎn)熱，然后再將熱能轉(zhuǎn)化成電能。在此過程中或產(chǎn)生大量的廢氣污染物，主要包括二氧化硫、粉塵、一氧化碳以及硝化物和二氧化碳等廢氣。其中，二氧化硫和硝化物對生態(tài)環(huán)境造成的危害最大，同時也對人體健康產(chǎn)生嚴重的威脅。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2010年國內(nèi)工業(yè)廢氣排放量超過了519168億立方米，較之于去年同期上升了大約19.1%，2012年工業(yè)廢氣排放量已經(jīng)超過了520000億立方米。其中，工業(yè)生產(chǎn)中的二氧化硫的排放量超過了1880萬噸，占全國排放量85%左右。隨著十二五期間的大力整治，國內(nèi)SO2實際排放量、工業(yè)排放量均有一定程度的下降，但形勢依然嚴峻。從宏觀發(fā)展的視角來看，國內(nèi)工業(yè)二氧化硫和硝化物排放量逐年增加，因此采用有效的措施進行脫離脫硝，成為當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護工作的重中之重。

2 火電廠煙氣脫離脫硝技術(shù)應(yīng)用

基于以上對當(dāng)前火電廠大氣污染排放情況分析，火電廠排氣中的二氧化硫、硝化物是最主要的污染物，因此加強火電廠污染防治，首先要從煙氣脫硫脫硝方面著手。

2.1 火電廠煙氣脫硫技術(shù)

實踐中可以看到，火電廠煙氣脫硫方法有很多種，本文以石膏濕法脫硫技術(shù)為例，就其脫硫技術(shù)應(yīng)用進行分析。

2.1.1 脫硫工藝系統(tǒng)

火電廠煙氣脫硫工藝系統(tǒng)，主要包括脫硫廢水排放、壓縮空氣、設(shè)備冷卻水、石膏脫水、排放、吸收、煙氣以及吸收劑漿液和石灰石漿液制備等系統(tǒng)，如圖1所示。

實際操作過程中，將成品石灰石粉作為脫硫吸收劑，并且在石灰石漿液中加入適量的水，制成漿液。石灰石粉倉頂部側(cè)面位置，應(yīng)當(dāng)裝上接觸式料位計，一旦倉中的料位達到最高點，接觸式料位計就會自動報警。同時，將壓力真空釋放閥裝在石灰石粉倉頂部位置，當(dāng)艙壓增加至選定值以后，壓力會低于原本的選定值，此時閥蓋返回正常狀態(tài)。

2.1.2 脫硫過程中的化學(xué)反應(yīng)

上述系統(tǒng)的吸收區(qū)中，SO2溶解造漿液之中，同時吸收HCl、HF等氣體。反應(yīng)公式為：SO2+H2O→H2SO3；在FGD設(shè)備中的脫硫效率取決于氣、液傳質(zhì)速率。當(dāng)SO2溶解在液體中以后，就會形成亞硫酸，并分解成亞硫酸氫根、氫離子等，即H2SO3→H++HSO3-或者H2SO3→H++SO32-。吸收漿液進入吸收區(qū)以后，因吸收了大量的SO2 HCl物質(zhì)，必然或產(chǎn)生了大量的H+，從而導(dǎo)致漿液酸堿值降低，SO2 吸收能力也會隨之降低。經(jīng)吸收區(qū)洗滌液作用，其中所含有的CaO3與上述反應(yīng)中的離子再次進行化學(xué)反應(yīng)：

2.2 脫硝技術(shù)應(yīng)用

火電廠煙氣中的硝化物去除時，實踐中常用的脫硝技術(shù)主要有氣相反應(yīng)脫硝法和液相反應(yīng)脫硝法，前者又稱為干法，后者又稱為濕法。需要說明的是，當(dāng)前國內(nèi)采用的干法脫硝技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用方法的廣泛，而且成為主流研究方向。對于干法脫硫技術(shù)而言，其又可以分為選擇性催化還原法（即SCR）、催化分解法以及選擇性非催化還原法（即SNCR）以及烴類和催化還原法，以下將以選擇性催化、非催化兩種還原方法為例，就其應(yīng)用進行分析。

第一，選擇性催化還原脫硝法。實踐中可以看到，該種脫硝方法主要是將催化劑、溫度條件作為具體的反應(yīng)環(huán)境，然后將烴、氨等物質(zhì)作為脫硝還原劑，將硝化物選擇性還原成氮氣、水等，無毒害性氣體和液體。

SCR主要反應(yīng)：

從實踐來看，就選擇性催化還原脫硝法應(yīng)用實例而言，其可以有效脫去硝化物中超90%的廢氣，比如NH3-SCR型脫硝技術(shù)，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。早在上世紀末，我國就投運了SCR脫硝系統(tǒng)工程，后期因受氨量誤差因素的影響，實際脫除效率并不高。目前經(jīng)過改進，擇性催化還原脫硝法的應(yīng)用效率已經(jīng)明顯有所提升，而且產(chǎn)生的物體不會對大氣環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的污染和危害，已成為應(yīng)用廣、脫硝效果好的成熟技術(shù)。

第二，選擇性非催化還原脫硝法。該種脫硝方法，通常被稱為是熱力脫硝法，即將尿素、氨類物質(zhì)作為還原劑，噴在爐膛內(nèi)的高溫區(qū)，一般溫度可達900至1050攝氏度，以此來實現(xiàn)脫硝之目的。實踐中可以看到，目前全世界有超過三百套的選擇性非催化還原脫硝法設(shè)備，被有效地應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)鍋爐、發(fā)電廠鍋爐以及垃圾焚燒爐領(lǐng)域。從應(yīng)用效果上來看，選擇性非催化還原脫硝法，可以直接利用現(xiàn)有的鍋爐設(shè)備進行改造，所以投資費用相對較低等，但同時也表現(xiàn)出脫硝效率相對差一些、氨逃逸率相對比較高，而且還原劑需求量比較大等不足，其中還原劑消耗量大的原因是還原劑與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，生成水和二氧化碳。目前采用的選擇性非催化還原脫硝法，可與再燃燒技術(shù)以及低硝化物燃燒技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，其脫硝效果會有顯著提升。

3 結(jié)束語

總而言之，我們不能只顧GDP的增長，還要加強生態(tài)環(huán)境保護，尤其要做好火電廠煙氣脫硫脫硝工作，只有這樣才能確保我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時這也是構(gòu)建環(huán)境友好型社會的客觀要求。

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