電廠煙氣脫硫脫硝及治理策略

馬丁

摘要：隨著煙氣排放標準的日趨嚴格，煙氣同時脫硫脫硝已勢在必行。中國雖然對同時脫硫脫硝技術進行了大量的研究，取得了很大進步，工藝方法也很多，但多數仍停留在試驗研究階段，已工業化的方法也有待進一步完善。今后，仍需加大研究力度，開發出適合中國國情，有效而經濟可靠的煙氣同時脫硫脫硝技術。本文探討了電廠煙氣脫硫脫硝及治理策略。

關鍵詞：電廠；煙氣脫硫脫硝；治理策略

1 引言

基于可持續發展的提出與實現，保護環境、節約資源已經成為了人們的共識，這就需要將其落實到實際工作中去，防治各種污染現象以及資源浪費現象的出現。通過加大對電廠煙氣治理及脫硫脫硝技術的研究力度，并將其加以有效利用，能夠顯著降低電廠煙氣對大氣的污染，對于保護自然環境，維護生態平衡具有重要意義。

2 燃煤電廠排放的煙氣組成及其危害影響

煤炭，也常常稱之為“樹木化石”，屬于自然資源中的不可再生的資源，經歷了上億年的化學變化和物理變化才逐漸形成。煤炭里富含碳、氧、氮、硫等元素，在燃燒后會排出大量煙塵，其成分主要有一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等氣體，還包括礦物質微粒等雜質。

雖然當前國內的大部分燃煤電廠都在積極研究與自己生產情況相對應的環保策略，其中包括使用發電專用的特種鍋爐及與之相配套開發的設備，在燃燒的煤炭中添加能夠吸收氮、硫元素的礦物質等，以促進燃煤的完全燃燒，并降低煙氣中二氧化硫及氮氧化合物的含量。但是，由于電廠相比其他工廠來說，蒸汽是其發電機動力的來源，所以額定蒸發量難以避免比其他工程大得多，有害氣體的產生量也排在各行業的前列。這些化石燃料燃燒后產生的有害氣體及其他固態微小顆粒進入到大氣后，勢必會造成大氣質量下降，這不僅會給工農業生產帶來嚴重損失，也會給人們造成各種呼吸性疾病的困擾，降低人們的生活水平。比如，煙氣中的二氧化硫、二氧化氮等氣體與大氣中水蒸氣相結合，會降低雨水的pH 值，是酸雨形成的一個很重要的原因；同時，在燃煤電廠的煙氣中所包含大量有毒微小的顆粒物，在空氣中促進了霧霾的形成。由此可見，酸雨、霧霾等天氣現象，與燃煤電廠向大氣中排放的大量有毒有害煙氣有著密切的聯系。酸雨pH 值較低，融入土壤，進入地下水循環后不僅會改變水質和土壤質量，影響農作物的正常生長，而且其直接降落到植被以及建筑物上時，會對植被、建筑物等產生強烈腐蝕。根據相關研究表明，霧氣的成分中有20 余種對人體有害的細顆粒、有毒物質。霾對人的身體健康的危害更加嚴重：霾中細小粉粒狀的飄浮顆粒物可以躲避過粘膜和纖毛的保護作用直接通過呼吸系統進入支氣管，而導致肺部炎癥、呼吸道疾病、腦血管疾病、鼻腔炎等多種病癥的發生。

3 電廠煙氣治理策略

3.1 有效利用除塵設備

電廠煙氣除塵設備類型多種多樣，根據其工作原理的不同，可以將除塵技術分為機械式除塵、靜電除塵、布袋除塵、實施除塵等幾種方法，這些都是當前燃煤電廠比較常用的幾種除塵技術。以靜電除塵為例，其技術原理先在高溫環境下將煙塵顆粒物轉化為帶電粉塵，然后將帶電粉塵通入到高壓靜電場中，將其進行吸附排除，進而實現除塵效果。該方法除塵效率較高，并且成本較低，受到了廣泛應該用，具有較高的推廣價值。

3.2 更新煙氣治理技術

應用除塵設備也只是飲鴆止渴，燃煤電廠若想從根源上解決煙氣問題，必須要不斷提升煙氣治理技術，引進先進的技術，將煙氣中含有的有害物質消除，才能減少環境污染。因此，燃煤電廠應該及時更新廢氣治理技術，加大廢氣治理技術的資金投入，對傳統技術進行完善，將廢氣治理技術和潔凈煤技術結合在一起，改善電氣污染現狀。

3.3 開發綠色新型能源

造成燃煤電廠煙氣污染現象的根本原因是煤炭能源自身特性，這并不是可以用技術便能夠徹底解決的問題，應用除塵設備以及進行技術創新，并無法從根本上解決電廠煙氣污染現象，只有利用綠色新型能源來取代煤炭，才不會出現因煤炭燃燒而產生的煙氣，也就不會存在電廠煙氣污染現象，所以就需要開發綠色新型能源。太陽能、風能、水能、地熱能等，都是當前比較常見的綠色新型能源，并且已經在電能生產中得到了有效應用。另外，在綠色新型能源開發過程中，應提高能源利用率，避免能源浪費現象的出現，提高能源經濟效益，尋找環境保護與經濟建設的有效平衡點。

4 電廠煙氣脫硫脫硝技術分析

4.1 脫硫技術

燃煤電廠內部生產環節之重，脫硫的作用點技術分別在燃煤燃燒前、燃煤燃燒中以及燃燒后三點。燃燒前采用物理性的脫硫方法，讓煤粉首先通過磁力篩選，利用礦物質的磁性減少燃煤原料中所含的硫元素。燃燒階段，將硅酸鹽加入到燃燒中的燃煤煤炭中，通過化學反應將硫元素固化，進而進行脫硫處理。脫硫的過程為燃煤中含硫化合物在高溫下與固硫劑（碳酸、硅酸類化合物）產生化學反應，進而形成化學性質較穩定的硫酸鹽，不會變成煙氣飄向大氣，而是隨殘渣一起排出。在燃燒之后，該階段脫硫技術是為確保二氧化硫不會進入大氣循環的措施，使堿性物質與含硫氧化合物產生反映形成亞硫酸鹽、硫酸鹽，存留在溶液之中。

脫硫的方法包含濕法脫硫，干法脫硫以及半干法脫硫，其中濕法脫硫應用最為廣泛，過程是將添加碳酸鈣的強堿性溶液作為二氧化硫吸收液，來吸收大量的二氧化硫。該方法適合對含硫煤燃燒生產的煙氣進行脫硫處理。濕法脫硫主要分為兩種方式。

①石膏法：該方法的脫硫遠離是將空氣鼓入吸收塔中的漿液里，是Caso3強制性氧化為CaSO4，石膏是該方法脫硫后的副產品。與此同時，因為空氣的鼓入，會產生十分均勻的漿液，使其脫硫酸可打到90%，且對堵塞和積垢同樣易于控制。當今國內外的火電廠進行的煙氣脫硫，石膏法采用最為廣泛，因為石灰石相比其他原料，運輸簡單，而起造價低廉，易于節省企業成本。

②拋棄法：該方法的脫硫原理為：通過石灰石或是石灰的漿液作為脫硫劑，在吸收塔中噴淋洗滌SO2，致使煙氣中的SO2通過反應，進而生成CaSO3和CaSO4，在這個反應中會生生成Ca2+。在石灰系統中。Ca2+與CaO的存在有著密切的關聯，但是拋棄法的主要應用方式，需要脫硫劑的制備裝置和吸收塔脫硫后的廢棄物處理裝置組成，其最大問題是易于結垢和堵塞，因為其漿液中的水分蒸發會使固體沉積以及硫酸鈣或者氫氧化鈣沉積、結晶析出，因此脫硫后的固體廢棄物處理，是拋棄法的一大弊端，所以，多數使用拋棄法進行脫硫的火電廠，目前都采用石膏法將其代替。

4.2 脫硝技術

脫硝技術原理是通過減少氮氧化物的形成與發射，來降低電廠煙氣中氮氧化合物的含量，進而避免造成煙氣污染現象。在應用脫硫技術的時候，既可以從煤炭燃燒環節進行考慮，又可以從燃燒完成環節進行考慮。當前最常用的脫硝技術為催化還原脫硝技術，然后再利用吸附技術對經過化學反應后的煙氣進行處理，便可以有效排除其中的有害物質，降低煙氣的污染程度。但是，脫硝技術的應用效果與化學藥品濃度及反應條件有著很大關系。其中，催化還原反應指的是使用催化劑加快反應速率，使用還原劑還原氮元素，將有毒的氮氧化合物轉變為氮氣，進而實現電廠煙氣脫硝處理。

5 結語

總之，為了全面貫徹落實我國的可持續發展戰略，燃煤電廠不僅要治理排除的煙氣，還應當對燃燒技術進行改革，將脫硫脫硝的技術進行推廣，全面改善環境質量。

參考文獻

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[3]李曉婕，高岳達.關于火力發電廠脫硫脫硝技術應用分析[J].山東工業技術.2018（15）

（作者單位：中國大唐集團京津冀能源唐山熱電有限責任公司）