火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵的技術研究

彭　濤（保定市紅鵬電力工程有限公司,河北保定071000）

火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵的技術研究

彭濤
（保定市紅鵬電力工程有限公司,河北保定071000）

現階段，我國經濟的發展離不開煤炭資源的大力支撐，經濟快速的發展對煤炭資源的利用率增多，由煤炭燃燒產生的大量污染物也在逐年增多，給我國環境帶來很大的不利影響。對此，深化改革火電廠鍋爐排放設置，提高煤炭燃燒率迫在眉睫。本文主要從目前脫硫、脫硝技術和煙氣除塵技術的發展說起，并提出火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術的創新研究。

火電廠；鍋爐；脫硫脫硝；煙氣除塵；技術

0　引言

近年來，隨著我國經濟的快速發展，對煤炭能源的使用量在不斷的加大，每年直接用于燃燒的煤炭量甚至達到了12噸之余，特別是針對于火電廠企業來說，煤炭的燃耗量更是在歷年中有增無減，所排放的大量污染物對火電廠當地的生態環境造成了很大的污染，嚴重的地區甚至產生了酸雨，對人們生產、生活產生了深遠的不利影響。根據對中電聯的數據顯示，在2014年，我國火電廠脫硫容量達到3600萬千瓦，投入的煙氣脫硫機組容量約7.2億千瓦，全國現役燃煤機組脫硫基本完成，脫硝、除塵設備剩余安裝改造空間較大。

1　脫硝技術的發展

脫硝技術主要通過兩個方式實現脫硝，一個是低氮燃燒技術；另一個是SCR煙氣脫硝技術。兩種技術可以使燃燒更加充分，使火電廠脫硝功能更加充分，提高火電廠爐內壓力。現階段對火電廠爐內煙氣脫硝技術采用三種：SCR煙氣脫硝技術。將還原劑(如尿素)放入煙氣中，通過化學反應生成N2和水，會產生300℃～400℃溫度，在脫硝效率上也會提升到60%～90%；SNCR煙氣脫硝技術。該技術的反應器為爐膛，當爐膛溫度達到850℃～1100℃，脫硝還原劑所分解出的NH3與爐內產生的NOx產生SNCR化學反應，生成N2，該技術的脫硝效率不高，大約在20%～50%，同時所產生的N2O對臭氧會造成不利影響；SNCR/SCR聯合煙氣脫硝技術。該脫硝技術效率在60%～80%，是前兩種技術的綜合，但由于系統技術的復雜性，其實際應用較少。

2　脫硫技術的發展

脫硫技術采用石灰石-石膏濕法是眾所周知的，但是火電廠脫硫技術的關鍵在于吸收塔，吸收塔的型式不同，所產生的效果也會不同，通常吸收塔分為四種：一是填料塔。該類型是利用內部固體填料，將漿液由填料層表面流下，與爐內煙氣融合反應，完成脫硫，但這種方式易出現堵塞，實際操作少；二是液柱塔。通過煙氣與氣、液融合，充分傳質，完成脫硝，雖然在脫硫方面效率很大，但是爐內無阻塞，煙氣產生的阻力會造成脫硫損失較多；三是噴淋吸收塔。該技術是目前應用較為廣泛的脫硫技術，通常爐內的煙氣運動形式是自上向下的，噴淋吸收塔是一個喇叭狀垂直或以一定的角度向下噴射，對吸收煙氣會更加充分。雖然從結構上和造價上都優越于前兩種，但是煙氣分布不均勻；四是鼓泡塔。利用石灰石將煙氣壓置下面，但煙氣與漿液融合后就會產生鼓泡，會起到很好的脫硫效果，效率高，煙氣流量分配均勻，缺點是阻力較大，結構較復雜。

3　除塵技術的發展

除塵技術在運行穩定性來看，電除塵效率要較高一些，電除塵技術的發展趨勢傾向于采用了旋轉電極的方式，，旋轉電極電場中陽極部分采用回轉的陽極板和旋轉的清灰刷。當煙塵達到反電暈厚度時，就會把灰塵徹底清除，不會產生二次煙塵，這種除塵效果好，而且在排放的濃度上也會有所降低的。除此之外，對于粉塵排放標準較高的火電廠而言，還可以增設濕式靜電除塵器，由于煙氣的粉塵顆粒能夠吸附帶電負離子，就可以通過濕式靜電除塵器將積塵進行吸附，而相比于干式電除塵器而言，濕式電除塵器效率可達70%。

4　脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術的創新研究

從目前火電廠脫硫脫硝除塵技術的應用上來看，仍存在很多的問題，從經濟角度看，電力廠脫硫脫硝除塵設備價格很高，對電力廠的運營成本會造成很大的經濟壓力，導致電力廠遲遲并未安裝運行，但從一個脫硫設備來看，一年的運營成本就在上千萬，高昂的脫硫成本與電價不能同步，同時老機組的脫硫改造目前仍存在一定問題，火電廠脫硫脫硝除塵設備需要大場地，需要合理的電價進行支撐，但目前并不能滿足電力廠的需求，對此，從諸多的問題看出，火電廠脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術的創新研究勢在必行。

在脫硫技術上，可以將NOx燃燒技術與爐后SCR煙氣脫硝技術相結合，采用省煤器分段，在鍋爐低負荷時，溫度亦能達到催化劑活化反應溫度的區域增設脫硝裝置；在脫硝技術上，推薦使用液柱+噴淋雙塔技術，前塔采用液柱塔，除去煙氣中70%的SO2，然后進入逆流噴淋塔，進一步脫除殘余的SO2，達到排放標準，最高脫硫效率可達98.5%；在除塵技術上，采用脫硫前干式旋轉電極除塵器，脫硫后濕式除塵器，并且在煙氣系統中增加熱量回收裝置，以提高除塵效率。總之，從火電廠的設施、技術、成本上考慮，火電廠實現脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術可采用SCR脫硝方式，石灰石-石膏濕法脫硫，并在脫硫裝置前布置低溫省煤器，脫硫裝置后再加裝濕式電除塵器，能夠滿足目前最為苛刻的環保要求。

5　結語

隨著經濟的不斷發展，人們對生活質量的要求逐步增加，治理火電廠污染也已經引起了政府相關部門的高度重視，一些有關于對火電廠污染進行法律規范的相關行政法規相繼出臺，如《火電廠大氣污染物排放標準》、《火電廠煙氣脫硫關鍵技術與設備國產化規劃要點》等，這對我國火電廠提高環保意識起到了很大法律監督作用，同時火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵一體化技術的創新研究仍需要在實踐中不斷探索和完善，從而提高電力產業從粗放型企業向環保型企業發展，促進火電廠實現可持續發展。

[1]尹連慶,郭靜娟.石灰石—石膏濕法脫硫系統石灰石品質試驗研究[J].電力科技與環保,2011(01).

[2]楊全武,吳賢甫,蔡善詠,李和平.梅鋼燒結干法、濕法脫硫技術運用實踐[C].2011年全國燒結煙氣脫硫技術交流會文集,2011.

[3]祁君田.煙塵濃度對濕法脫硫吸收塔的影響研究[C].第十四屆中國電除塵學術會議論文集,2011.