身邊的“化學與技術”

馮長坪

摘 要： 利用煤、石油和天然氣等一次能源所含能量發電的方式統稱為火力發電。以煤、石油或天然氣作為燃料的發電廠統稱為火電廠?；鹆Πl電廠帶來的環境污染問題日益突出，如何保護環境、減少污染已不容忽視，在新的環境下應轉變原有的觀念，加強對廢氣物的處理，對環境的監督管理進行完善，以有效降低污染排放，提高環境質量.我們身邊的火發廠—神華神東電力萬州港電責任有限公司。他們在廢氣方面的處理措施是怎樣的呢？

關鍵詞： 火力發電 廢氣 環境保護

【中圖分類號】 F426.61 【文獻標識碼】 A【文章編號】 2236-1879（2017）20-0268-01

人類在生產和生活中都離不開燃料，火力發電廠生產也主要是利用燃料燃燒產生的化學能轉變成熱能，熱能在煤汽輪機內轉變成機械能帶動發電機生產電能。火力發電廠所用燃料主要是煤，煤燃燒后從煙筒中排出的粉塵、SO2、NOx、CO、CxHy、CO2等氣體對大氣環境造成了嚴重污染和破壞，排放到大氣環境中70%的粉塵，90%的SO2，70%的NO2、71%CO，43%CxHy和85%的CO2來自于煤的燃燒。如何處理這些污染物呢？我們身邊的火力發電廠—神華神東電力萬州港電責任有限公司，他們對于發電過程中產生的廢氣有哪些？采取什么方法處理達標后再排放的呢？

一、神華火力發電廠的主要廢氣物

經檢測，神華火力發電廠的廢氣物主要有二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及烴類氣體，這些氣體對環境有何影響呢？

神華火力發電廠的主要燃料是煤，我國煤炭儲存量中含硫在2%以上的高硫煤占25%左右。燃煤產生的SO2對大氣的污染十分嚴重。二氧化硫是一種無色有刺激性氣的有毒氣體，對人體健康危害很大，會引發各種惡性疾病。同時，二氧化硫隨著與水降落下來形成硫酸型酸雨（pH值小于5.6的雨水稱為酸雨）。具資料顯示，我國長江以南大部分城市和鄉鎮都受到酸雨的侵蝕，有進一步向北發展的趨勢。

同時，氮氧化物中的N2O俗稱笑氣，是溫室效應的源頭氣體之一，它是煤低溫燃燒下生成的一種有害氣體。在大氣中N2O的濃度比CO2小得多，但它吸收紅外線的能力是CO2的100倍以上。N2O還是一種破壞大氣圈中臭氧層的氣體。N2O在同溫層與臭氧反映生成NO，消耗了臭氧。

CO2是一種最主要的溫室效應氣體，它主要來自于化石燃料的燃燒。在我國主要來自于煤的燃燒，所以神華火力發電廠的主要廢氣就是CO2?？刂艭O2的排放量的主要的措施是改變能源生產結構，大力發展新能源，減少化石燃料的使用。另外，神華火力發電廠采用了先進的清潔煤燃燒技術，減少了CO2排放量。

氣態烴類氣體——烷烴、烯烴和芳香烴等有機化合物等來自于煤的燃燒過程中的產物。這些碳氫化合物排入大氣中，嚴重污染環境，是強致癌物質。

二、神華火力發電廠對廢氣物的處理措施

神華火力發電廠對環境產生的最重要的危害之一就是廢氣污染，近年來，他們采取了各種措施處理廢氣，減少廢氣對環境的影響。他們采取的措施主要有石膏法煙氣脫硫、半干法煙氣脫硝以及選擇性催化還原煙氣脫硝等措施。

1、石膏法煙氣脫硫。

在燃煤火力發電廠的鍋爐引風機后部的總煙道中，將需要排放的煙氣引出，通常升壓增壓風機的壓力，使得煙氣經過再熱器，最后進入吸收塔。在吸收塔中廢氣與石灰漿液進行充分接觸反應后，使得煙氣中的二氧化硫等物質被充分的反應，最后完成脫硫。在這個過程中，利用吸收塔的作用是把含硫氣體與石灰漿液反應生成石膏漿液后進行濃縮、脫水，最后得到含水量較低的固體石膏，這種固體石膏再次回收綜合利用，真正實現資源再利用，保護生態環境的可持續發展理念。

2、半干法煙氣脫硫技術。

半干法工藝是利用含有石灰（氧化鈣）的干燥劑或干燥的消石灰（氫氧化鈣）吸收二氧化硫的，這兩種吸收劑都可使用，也可以使用含適當堿性的飛灰。

任何干法煙氣脫硫工藝中，關鍵的控制參數都是反應區內，即反應器及其后的除塵器內的煙氣溫度。在相對濕度為40至50時，消石灰活性增強，能夠非常有效地吸收二氧化硫。煙氣的相對濕度是利用給煙氣內噴水的方法提高的。在傳統的干法煙氣脫硫工藝中，水和石灰是以漿液的狀態（不論是否循環）注入煙氣的，但水分布在粉料微粒的表面，水在其中的含量僅占百分之幾。這樣，吸收劑的循環量比傳統干法煙氣脫硫要高得多。

3、選擇性催化還原法脫硝技術。

采用選擇性催化還原法脫硝技術，主要工藝原理如下：脫硝反應器布置在省煤器后、空預器前的空間內，滿負荷設計煙氣溫度為370℃，還原劑采用液氨。液氨蒸發為氨氣后輸送至反應器區，與稀釋空氣混合后稀釋至5%以下，經空氣稀釋的氨氣通過噴氨柵格噴入到反應器上游的煙道內，與煙氣均勻混合后進入到脫硝反應器內。在反應器內布置的催化劑的作用下，發生選擇性催化還原反應，生成無污染的N2和H2O。

煙氣溫度既決定了催化還原反應的速度，也決定了催化劑的活性。當煙氣溫度在340℃～380℃之間時，V2O5活性最高及催化劑活性最高，這也是大多數SCR反應器置于省煤器和空預器之間的原因。當煙氣溫度較低，不僅催化劑活性降低，而且噴入的還原劑NH3與SO2反應生成硫酸銨，附著在催化劑表面；當煙氣溫度較高，噴入的還原劑NH3與O2反應生成NOX抵消了脫硝效果。當催化劑長時間暴露于450℃以上的高溫環境中可引起催化劑活性位置的燒結，導致催化劑顆粒增大，表面積減小，而使催化劑活性減低。煙氣溫度主要隨鍋爐負荷變化而變化，因此應盡量保持爐膛負荷穩定，根據國家政策的要求，部門SCR裝置均增裝了省煤器旁路，當鍋爐負荷變化時，造成SCR反應器入口煙氣溫度變化，這時可采取煙氣走省煤器旁路的辦法調節SCR反應器入口煙氣溫度，達到全工況脫硝的要求。

采取了以上措施后，神華火力發電廠的廢氣均達到了國家安全排放標準，通過先進的技術，加強對廢氣物的處理以及對環境的監督管理進行完善，以有效降低污染排放，提高環境質量。

參考文獻

[1] 普通高中課程標準實驗教科書 化學 必修2 人民教育出版社

[2] 何振坤.關于燃煤火力發電廠的環境保護措施探索[J].資源節約與環保，2016，（09）：41.

[3] 王立金.火力發電廠建設期建設全程環境保護管理的探討[J].經營管理者，2011，（23）：420-421.

[4] 《中小學教材教學》——人民教育出版社