燃煤電廠脫硫脫硝技術和煙氣治理方法探討

武建勇

摘 要：利用燃煤發電不可避免地會產生有害煙氣，如果沒有進行有效處理直接排放，會對生態環境造成污染和破壞。本文對燃煤電廠鍋爐煙氣特點與危害進行分析，對當前所采用的煙氣治理方法進行論述和分析，對分別和同時兩種不同的脫硫脫硝技術進行研討，可供相關人員參考。

關鍵詞：燃煤電廠;脫硫脫硝;綠色能源

0 引言

當前，煤炭還是生產電能的主要能源，燃煤電廠排放沒經過處理的煙氣成分中有氮氧化合物、二氧化硫等物質，電廠附近的空氣會受到污染，沉降的粉塵會影響到植物的正常生長，這就要求采取有效的脫硫脫硝技術。

1 燃煤電廠鍋爐煙氣特點與危害

煤炭燃燒發電會釋放出大量的煙氣，煙氣成分與礦物質在煤炭中的含量有著直接關系，煤炭類型和鍋爐設備的熱能利用率會對排放煙氣中污染物濃度和排放量造成影響。鍋爐燃燒溫度普遍在800-1200℃，釋放的煙氣污染物濃度比冶金和化工行業要低，氣態物質再次應用存在著較大的難度，需要投入更多的資金和設施，回收利用率不高[1]。同時，釋放的煙氣具有一定的溫度和濕度，采取高煙囪排放的辦法，由于電廠發電會持續消耗煤炭，煙氣的排放量和擴散的范圍較大，會隨著風傳播更遠的距離，煙氣中的二氧化氮、二氧化硫轉化較慢，會對空氣造成很大的污染，附近農作物生長會受到煙氣粉塵沉降而受到影響，二氧化硫還會對金屬制品和建筑物產生腐蝕，人體呼吸一氧化碳會出現中毒癥狀。

2 治理燃煤電廠煙氣方法

2.1 利用除塵設備

為了降低煙氣粉塵含量，燃炭電廠多應用靜電除塵、旋轉式除塵和布袋除塵裝置。靜電除塵不需要投入太多資金，有著較高的除塵效率，使用的最為廣泛，可以把高溫煙氣中的顆粒物質帶上電荷，利用高壓靜電場來吸附粉塵。

2.2 加快技術改進創新

燃煤電廠排放的煙氣會對空氣造成很大的污染，需要經過處理后并達到標準后排放到空氣中，需要加強煙氣排放處理技術的創新，采用在線監測技術對煙氣濃度進行采集，如果發現濃度超標需要組織專家進行分析。還需要加大煙氣處理技術的研發力度，淘汰落后的煙氣處理設備，研發并應用潔凈煤技術，利用技術手段來處理煙氣污染問題，使能源的利用和經濟可持續發展達到平衡。

2.3 開發綠色新型能源

燃煤電廠煙氣污染物質含量大的根源在于煤炭燃燒不充分，會釋放大量有害氣體和粉塵[2]。如果想徹底解決煙氣污染就應該采用綠色能源，根據我國綠色能源分布情況，利用太陽能、地熱能和風能等發電，可以取得很高的經濟效益，減少不可再生能源的利用，有著很好的環保效果。

3 煙氣脫硫脫硝技術

3.1 煙氣分別脫硫脫硝技術

當前，燃煤電廠采用的煙氣分別脫硫脫硝技術較為廣泛，處理技術比較成熟可靠。該處理技術根據燃燒階段的不同劃分為前、中和后三種類型。

燃燒前脫硫技術是對煤炭中的硫質成分進行脫硫處理，可以能去除掉無機硫成分，無機硫為與煤炭結構結合的硫分，以晶粒狀態摻雜在煤炭當中，以黃鐵礦為主要成分[3]。

生物或化學脫硫法還可以脫除掉煤炭的無機硫，由于需要很多資金投入，很多燃煤電廠并沒有應用，同時煤炭的氣化和液化技術還需要不斷改進，水煤漿技術是新型的煤炭處理技術，可以很好地保持煤炭特懷，有著很大的市場應用潛力。

燃燒中脫硫是指在鍋爐內進行脫硫處理，利用化學反應原理對高溫條件下的煤炭顆粒中加入碳酸鹽類固硫劑，使得硫化物形成固體硫酸鹽，不直接參與煤炭的燃燒，會隨著爐渣排出。燃燒后脫硫技術主要有濕法、干法等，煤炭中沒有脫除干凈的硫分參與燃燒會形成二氧化硫氣體，后脫硫技術是避免二氧化硫技術排放到空氣最后防線。

濕法脫硫有用氫氧化鈉等堿性溶液來對二氧化硫氣體進行回收，并利用石膏等進行輔助處理，可以對二氧化硫氣體進行吸附并轉化為其他易于處理的物質，該技術在很多燃煤電廠中得以應用。半干法是高溫蒸發水分中采用堿性粉末與二氧化硫氣體反應形成固體狀的粉末，處理設備簡單，后期的維護使用都比較便利，但達不到濕法脫硫處理效果。

干法脫硫技術為煤炭中的硫分在高溫高壓或催化作用下，把顆粒狀吸收劑分解成電子態來使二氧化硫成分降低，該處理方法反應過程較慢，需要耗費較長間，很多熱電廠已經不在應用。

脫硝技術可以降低煙氣中的氮氧化合物質，該類物質是煤炭在鍋爐中燃燒產生的。脫硫技術主要依靠催化還原反應、粉末吸附等原理實現。催化還原反應把氮元素處理為不會造成污染的氮氧化合物，再應用活性炭等進行吸附，采用強堿性的液體進行還原反應。石膏脫硫催化還原脫硝技術可以達到80%脫硝效率，有著很好的脫除處理能力，采用石灰石等作為吸附劑，不需要投入太多的改造資金。

3.2 煙氣同時脫硫脫硝技術

脫硫脫硝技術還沒有工業應用，金屬氧化催化技術可以在300-450℃條件下把氧化銅置于催化劑中進行吸附并催化鍋爐煙氣中的二氧化硫，使其轉變為硫酸鹽，還會以很高的效率對氮氧化物進行催化，轉變為無害的氮氣，可實現95%脫硫率和90%脫硝率，但該技術應用的催化劑無法再生。

炭基催化法處理成本不高，形成的處理物質可以再次應用，還可把煙氣中的有害物質進行脫除，催化劑可以經過水洗處理后再生，可以有效減小能源耗損，還可以對含硫材料進行再次應用，有著很好的推廣和使用前景。

4 結束語

綜上所述，燃煤電廠采用的脫硫脫硝技術和煙氣治理辦法需要結合企業的實際情況，淘汰陳舊的處理設備，改進和優化原有處理持測試儀，嚴格控制好有害氣體和粉塵的排放，在保證生態環境的同時提高電廠經濟效益。

參考文獻：

[1]李海彬.芻議燃煤電廠煙氣治理方法及脫硫脫硝技術[J].內蒙古煤炭經濟，2016（01）：33-34.

[2]洪巧巧.燃煤電廠煙氣脫硫脫硝除塵技術生命周期評價[D].杭州：浙江大學，2015.

[3]周忠亮.煙氣循環流化床同時脫硫脫硝運行分析和數值模擬[D].杭州：浙江理工大學，2019.