火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術的應用分析

高聯平

（重慶涪陵電力實業股份有限公司 重慶涪陵 408000）

火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術的應用分析

高聯平

（重慶涪陵電力實業股份有限公司 重慶涪陵 408000）

隨著社會經濟的發展，生產以及生活對于電力的需求與日俱增，國家加大了對電力行業的扶持力度，促進了電力行業的發展，而火電廠作為我國發電中的重要形式之一，在運行的過程中由于會使用到大量的煤炭等資源，而煤炭燃燒所排放的氮氧化物以及硫化物對大氣造成了嚴重的污染，因此，隨著科學技術的進步，對煙氣脫硫脫硝的技術也得到了廣泛的發展，使得環境質量得到了提高。本文從對煙氣進行脫硫脫硝處理的必要性著手，探究脫硫脫硝一體化技術及應用。

火電廠；煙氣脫硫脫硝一體化技術；應用

隨著國民經濟的發展，對電力資源的需求與日俱增，而火電廠作為一種重要的發電形式，在運行的過程當中由于會使用到大量的煤炭等資源，容易導致氮氧化物以及硫化物對大氣造成一定的污染，因此，隨著煙氣脫硫脫硝一體化技術的發展以及應用，使得火電廠的煙氣排放得到了有效的治理，促進了大氣質量的改善。

1 對火電廠煙氣進行脫硫脫硝處理的必要性

隨著我國國民經濟的快速發展，對于電力資源的需求力度逐漸增大，促進了電力行業的發展。火電廠作為我國電力生產中的重要組成部分，在電力的生產中主要使用的是煤炭等資源，導致所排放的煙氣當中有大量的氮氧化物以及硫化物等，這些對于我國的大氣造成了嚴重的污染，出現了一系列的酸雨、臭氧破壞等環境問題。為了順應我國所提出的可持續發展的目標規劃，再加上火電廠這樣的運行方式，雖然能夠獲得巨大的經濟效益，但是由于煤炭屬于不可再生資源，使得火電廠這樣的發展模式不利用長遠發展目標的實現，因此，在火電廠運行的過程當中，必須要對其所排放的煙氣進行脫硫脫硝的處理工作，這對于我國社會生態可持續發展有著極其重要的作用。

2 火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術及應用

由于火電廠煙氣當中所含有的硫化物以及氮氧化物本身都屬于酸性污染物，這就為從根本上同時脫除提供了可能性，就目前來看，對煙氣進行脫硫脫硝一體化處理的技術已經超過了70多種類型，但是在實際的應用過程中，能夠與火電廠相適應的卻十分稀少，其中比較突出的技術主要有以下幾種：

2.1 CuO吸附脫硫脫硝技術

2.1.1 技術的基本原理

CuO吸附脫硫脫硝技術指的是使用CuO-SiO2和CuO-Al2O3為主要成分的吸附劑，對火電廠所排出煙氣當中的硫化物以及氮氧化物進行吸收脫除，從而起到脫硫脫硝的目的。一般來說，CuO在特定的溫度（300～500℃）之下能夠與煙氣當中的硫化物進行反應，從而生成CuSO4。同時，由于反應生成的CuSO4以及CuO這兩者本身就屬于活性很高的催化劑，在加入NH3的條件之下，可以按照SCR法進行催化，從而還原成為氮氧化物。而對于已經處于飽和狀態的CuSO4可以發生還原反應，從而再次生成CuO，并且利用所產生的副產物二氧化硫制酸，實現對煙氣脫硫脫硝的目的。

2.1.2 該技術的運行流程

CuO吸附脫硫脫硝技術在進行應用的過程當中，當把所要脫除的煙氣引入到吸附容器之前，需要在容器中適當的加入一定量的NH3，然后再把煙氣引入到容器中，與容器中的吸附藥劑進行反應，從而把煙氣中所含有的硫化物以及反應所生產的CuSO4脫除掉，進而使氮氧化物與N2進行還原反應，并把所生產的脫除掉。最終把處于吸收飽和狀態的吸附劑轉移到再生器當中，在還原性氣體的作用下進行再生[1]。

2.1.3 該技術的特點

CuO吸附脫硫脫硝技術在火電廠煙氣脫硫脫硝處理過程當中應用之時，脫硫的比例能夠達到90%以上，脫硝的比例也能夠超過75%。可以說有著良好的脫硫脫硝效果，而當脫除吸附的溫度能夠在750℃之時，該技術的脫硫脫硝的比例都能夠在90%之上，并且還具有近100%的除塵率。同時，CuO吸附脫硫脫硝技術在實際應用的過程當中，不會產生廢渣或者廢液，不會對環境造成二次污染，并且最后所形成的副產物還可以進行回收。此外，經過該技術所處理的煙氣能夠在常溫下進行排放，所使用的吸附藥劑也能夠進行循環使用，避免經常的添加，節省了火電廠運行的經費。

2.1.4 該技術存在的不足

CuO吸附脫硫脫硝技術在使用的過程中存在著一定的不足之處，其主要表現在所用吸附藥劑的穩定性較差，在不斷吸附、還原的過程當中，CuO自身的活性會出現一定的下降，久而久之就會失去應有的作用。同時，由于在使用的過程當中，所要求的問題較高，需要額外配置一定的加熱設備，再加上所用的吸附劑在制作之時花費成本較高，嚴重缺乏經濟性。

2.2 脈沖電暈脫硫脫硝技術

2.2.1 技術的基本原理

脈沖電暈脫硫脫硝技術在使用的過程當中，火電廠需要使用高壓電源電暈進行放電產生高能電子。該技術在使用之時，需要把交直流疊加電源安置到放電的電極之上，利用所產生的高壓脈沖電暈進行放電，從而使得火電廠所排放的煙氣分子能夠瞬間得到巨大的能量，獲得在常溫條件之下非平衡的等離子體，而這些等離子體當中蘊含有活性較大的高能離子以及電子等，這些粒子在電暈放電的同時，激活煙氣當中所含有的硫化物以及氮氧化物分析，在經過一系列復雜的電化學反應之后，最終形成酸。而在所形成的酸當中加入適當地氨，能夠形成（NH3）2SO4以及NH3NO3，當把這些形成的物質進行收集之后，在經過后期的加工能夠形成化肥[2]。

2.2.2 該技術的運行流程

脈沖電暈脫硫脫硝技術在運行的過程當中，主要是把火電廠所排放的煙氣進行熱濕化處理之后，引入到反應容器當中，在脈沖電源的刺激之下，使得煙氣當中的硫化物以及氮氧化物與水蒸氣形成酸，從而達到脫硫脫硝的目的。并利用收集裝置收集反應生成的副產物銨鹽，對其加工處理。

2.2.3 該技術的特點

脈沖電暈脫硫脫硝技術主要是從電子束照射法演化而來，但是在實際火電廠煙氣脫硫脫硝中的應用中沒有電子槍壽命以及X射線屏蔽等相關問題，能夠一體對氮氧化物以及硫化物進行脫除[3]。

2.2.4 該技術存在的不足

由于該技術出現時間較短，對其進行的實驗研究并不是十分充分，導致添加劑以及脈沖電暈放電等方式對于脫硫脫硝作用的大小缺乏科學的數據參考，而且所生產的副產物很難收集。此外，該技術還具有高耗能的特點，沒有與之相匹配的電源。

2.3 炭基催化脫硫脫硝技術

2.3.1 技術的基本原理

炭基材料主要包括活性炭以及活性焦等，其都具有豐富的孔隙結構，吸附性較好[4]。其在脫硫脫硝中的反應原理如下：①脫硫，炭基材料吸附硫化物的形式主要有物理以及化學吸附兩種類型，其中，物理吸附主要發生在煙氣中缺乏水蒸氣以及氧氣等情況之時，對于硫化物的吸收量較少，而當煙氣當中水蒸氣以及氧氣含量充足之時，就會激發炭基材料表層的催化作用，使得物理以及化學吸附同時出現，使得吸附量提高，最終把煙氣當中所含有的二氧化硫氧化成為三氧化硫，再與其中的水蒸氣反應形成硫酸；②脫硝，當炭基材料處于90～250℃溫度范圍之內時能夠使一氧化氮發生還原反應，最終新城各行氮氣以及水，而這一溫度范圍正好處于火電廠煙氣排放的溫度當中，因此，在對煙氣進行脫硝之時，可以把炭基材料作為催化劑，并與NH3相結合，與煙氣當中的氮氧化物發生化學反應，形成氮氣，實現脫硫的目的。

2.3.2 該技術的運行流程

該技術在應用之時，需要把火電廠所排放的煙氣進行冷卻，從底部自下而上的引入到吸收容器當中：①把煙氣當中的二氧化硫演化成為三氧化硫，進而形成硫酸氣體，并利用炭基材料進行吸附。②再把NH3添加進來，利用催化還原，使得煙氣中的氮氧化物形成氮氣和水，實現脫硝的目的[5]。

2.3.3 該技術的特點

該技術有可再生性，能夠有效回收煙氣當中的硫。同時，炭基催化的方法本身在操作中較為簡便，對煙氣凈化之時溫度很高，不需要額外增加加熱設備，能夠直接安放在煙囪當中。

2.3.4 該技術存在的不足

在吸附硫化物之時需要消耗大量的炭基材料，使得使用的成本較高，而且在反應裝置中加入NH3，會使得氣流分布不均勻。同時，該技術在使用之時，煙氣當中的硫化物以及氮氧化物之間會相互影響。

3 結語

火電廠在對煙氣進行脫硫脫硝的過程當中，需要根據自身的實際情況，選擇切實可行的煙氣處理技術，但就目前來看，炭基催化脫硫脫硝技術在運行的過程當中所需的費用較低，尤其是脫除劑的來源較廣，最終所形成的副產物有著極大的利用價值，在我國有著良好的應用前景。

[1]馮 威.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術的發展[J].廣州化工，2013，41（8）：50～51，93.

[2]高峰.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化工藝設計與研究[J].城市建設理論研究（電子版），2015（17）：7019.

[3]宋雪梅，任振峰.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術的發展[J].城市建設理論研究，2014（11）.

[4]胡旭軍.火電廠煙氣脫硫脫硝一體化工藝設計與研究[J].城市建設理論研究（電子版），2013（30）.

[5]王雪濤，王沛迪，劉予，等.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術發展趨勢[J].能源與節能，2014（8）：1～3.

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1004-7344（2016）10-0044-02

2016-3-20