火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵的技術研究

李子敬

摘 要：我國政府積極提倡建設環保型社會、節約型社會，為了響應這一號召，火電廠應該采取有效的措施減少煤碳燃燒中的污染，這就需要積極研究鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術，使煤碳燃燒的效率得以提高減少，煤碳燃燒的環境污染。本文對火電廠鍋爐脫硫脫硝和煙氣除塵技術進行了分別介紹，在未來的研究中，應該將脫硫脫硝和煙氣除塵技術結合起來，形成一體化新技術。

關鍵詞：煙氣除塵；脫硫脫硝；火電廠

在經濟發展的過程中，我國燃燒的煤碳總量越來越多，而煤碳燃燒會帶來非常嚴重的環境污染，對人們的正常生產和生活造成極其惡劣的影響。在發電的過程中火電廠必然要使用到煤碳，為了減小環境污染，火電廠應該積極推進脫硫脫硝、煙氣除塵技術的創新和發展。

一、脫硫脫硝技術和煙氣除塵技術

（一）脫硫技術

當前火電廠常用的脫硫技術是石灰石-石膏濕法，吸收塔是脫硫技術的關鍵，脫硫技術的效果會受到吸收塔形式的影響。在當前的火電廠中常用的吸收塔形式主要有4種：液柱塔、填料塔、鼓泡塔、噴淋吸收塔。然而這4種吸收塔各有弊端，單獨使用均不能達到良好的脫硫效果[1]。

1、液柱塔。液柱塔屬于無填料塔，其液柱主要是由下往上垂直噴射的液柱形成的，通過塔底或者塔頂，煙氣會進入吸收塔內，液體和氣體產生強烈的擾動，并吸收二氧化硫。但是液柱塔中的煙氣會產生較多的阻力，出現較大的脫硫損失。

2、填料塔主要是將固體填料裝設在塔內，填料層表面流淌下漿液，在穿過填料的過程中，煙氣就會和漿液接觸并發生反應。這種技術雖然具有簡單的結構，但是很容易出現堵塞，不利于實際操作。

3、鼓泡塔主要是使用噴射管，使煙氣進入漿液面以下的部分。通過漿液的洗浴之后，煙氣會鼓泡并冒出來。鼓泡塔具有較好的脫硫效果和除塵效果，而且具有良好的適應性，但是結構過于復雜，阻力較大，占地面積較大，具有較高的造價。

4、噴淋吸收塔，該技術雖然在造價上和結構上都有一定的優勢，但是不能均勻地分布煙氣。

（二）脫硝技術

常用的脫硝技術主要有兩種： SNCR 煙氣脫硝技術、SCR煙氣脫硝技術，同時當前還出現了聯合煙氣脫硝技術。SNCR 煙氣脫硝技術、SCR煙氣脫硝技術的優點在于其能夠促使煤碳充分燃燒，并且使鍋爐內部的壓力提高。

1、SCR脫硝技術（選擇性催化還原法）煙氣脫硝技術是一種成熟的NOx控制處理方法.這種方法是指在有氧條件下且合適的溫度范圍內，用還原劑NH3在催化劑的作用下將NOx有選擇性地還原為氮氣和水，脫硝效率能夠達到60%至90%。

2、SNCR脫硝技術（非選擇性催化還原法），是指在沒有催化劑參與的情況下，用氨（NH3）或尿素（CO（NH2）2）等還原劑將煙氣中的NOX還原為N2和水。爐膛是該技術的主要反應器，爐膛溫度要保持在900-1100℃，脫硝效率受鍋爐設計、鍋爐負荷等因素的影響較大，脫硝效率較低，在30%～60%之間，因此多用于低NOx燃燒器的輔助工程。而且作為還原劑的尿素又會產生一定的N2O，會對臭氧造成一定的破壞。

3、SNCR/SCR 聯合煙氣脫硝技術。鑒于以上兩種脫硝技術各有優缺點，因此可以將以上兩種脫硝技術聯合使用，其脫硝效率能夠達到60%-80%。但是在該工藝中，必須對SCR 脫硝效率進行控制，不得超過30%。這種技術具有比較復雜的運行系統，實際應用較少。

脫硝技術的主要發展方向就是積極開發，聯合使用爐后 SCR 煙氣脫硝技術和低 NOx燃燒技術，同時積極研發低溫催化劑[2]。

（三）煙氣除塵技術

在火力發電廠的鍋爐生產過程中，相比脫硫脫硝技術而言，除塵技術的效率更高，而且該技術也比較穩定。除塵技術的發展方向是旋轉電極除塵，也就是使用旋轉的清灰刷、回轉的陽極板作為旋轉電極的陽極部分，只需定期進行一次除塵，清除積累的煙塵即可。該方法具有良好的效果，能夠極大的降低煙塵排放的濃度，使其達到國家的煙塵排放標準。

以旋轉電極除塵技術為基礎，一些對除塵有較高要求的火電廠又加設了濕式靜電除塵器，能夠對帶電負離子進行吸附，將灰塵吸附掉。濕式電除塵器的除塵效率比干式電除塵器高65%-75%。

二、火電廠鍋爐脫硫脫硝與煙氣除塵的一體化技術

將脫硫脫硝技術和煙氣除塵技術結合起來，是火電廠鍋爐生產的一個重要的發展方向，這也對火電廠的可持續發展起到了重要的作用。當前火電廠對脫硫脫硝技術和煙氣除塵技術的運用仍然存在一定的問題。要使用脫硫脫硝和煙氣除塵技術必然要投入較多的成本，這也會影響火電廠的運營成本，給火電廠帶來一定的壓力。而且脫硫脫硝和煙氣除塵設備，所需的場地較大，用電量較大。這些都嚴重影響了火電廠的生產運營，不能滿足火電廠的生產和發展需要。

鑒于此，火電廠應該將煤碳燃燒技術和和煙氣脫硝技術聯合使用，節約設備投入。而且鍋爐低負荷的溫度如果達到了催化，那么催化劑就會發生一定的溫度反應，可以在該溫度區域內加裝脫硫裝置，達到脫硫的目的[3]。

火電廠在運用脫硫技術時，可以將噴淋和液柱兩種吸收塔的形式結合起來，也就是運用雙塔技術。使用液柱塔作為前塔，將煙氣中的大部分二氧化硫清除出去，該階段大約能去除煙氣中70%左右的二氧化硫，然后再使煙氣進入逆流噴淋塔，對煙氣中剩余的二氧化硫進行脫除，使煙氣達到排放標準。雙塔技術具有很高的脫硫效率，能夠超過98%。

火電廠也可以將煙氣除塵技術和脫硫技術結合起來使用，也就是在除塵時，在脫硫之前先用干式旋轉電極除塵器進行除塵，在脫硫之后再使用濕式電極除塵器進行除塵，提高脫硫和除塵的效果。另外，國家電投遠達環保工程有限公司的沸騰式泡沫傳質構件加高效除霧器技術，也可以將脫硫吸收塔出口二氧化硫含量≤35mg/Nm?（標準狀態，干基，6%O2），粉塵含量≤5mg/Nm?。與此同時，還應該在煙氣系統中設置熱量回收裝置，也可以對灰塵清除的效率進行提高。為了滿足更為嚴格的環保要求，同時考慮到設備成本和技術水平，火電廠還可以應用將石灰石-石膏濕脫硫技術和SCR脫硝技術結合起來，并且將低溫省煤器布置的脫硫裝置之前，再將濕式電除塵器安裝在脫硫裝置之后。

三、結語

火電廠生產的過程中必然需要煤碳燃燒，但是煤碳燃燒發電又會帶來一定的環境污染，這就需要火電廠采取各種有效的脫硫脫硝、煙氣除塵技術，減少各種有害氣體的排放。我國社會對于大氣污染排放的重視程度越來越高，也制定了更為嚴格的大氣污染排放標準。為了得到持續、穩定的發展，火電廠必須積極研發脫硫脫硝和煙氣除塵的聯合新技術。