燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術的節能環保問題分析

（潔華控股股份有限公司，浙江 海寧 314418）

一、引言

化石燃料燃燒產生的SO2和NOx是形成酸雨、光化學煙霧和臭氧層損耗，造成城市空氣污染主要原因。化石燃料燃燒煙氣脫硫脫硝技術的占地面積小，可同時降低多種污染物的濃度。煙氣脫硫脫硝技術的發展有效提升了我國大氣污染治理成效，有力推動我國化石燃料的清潔高效利用。脫硫脫硝方法主要有離子體法、固相吸附法、溶液吸收法和生物法等。如何有效提高脫硫脫硝效率，降低化石燃料燃燒煙氣SO2和氮氧化物的排放量，成為目前的研究熱點。

二、煙氣脫硫脫硝技術在火電廠中的應用

（一）氯酸氧化技術的應用

氯酸氧化技術是將氯酸形成噴霧狀的強氧化劑，實現NO與SO2的完全氧化。使用時應先將大量的氯酸氧化劑噴撒到煙道的脫硫脫硝器中，此時氯酸可以與煙道中的SO2、NO充分轉換，實現對硫、硝酸鹽以及煙氣等物質的凈化。此項技術最大的優點就是可在同一時間、同一設備中對硫酸、硝酸進行處理。此外，在使用此項處理技術時可以在設備的輔助下將處理時間進行分段，先將基本吸收設備、氧化吸收設備進行組裝，進而提升硫酸、硝酸的去除率。此外，使用此項技術時其中的氧化劑可以將煙氣中的有害元素、金屬元素等進行清除；同時，在使用此項技術時可以不使用化學氧化還原劑，以此來避免催化劑中毒的情況。

（二）濕法煙氣脫硫脫硝技術的應用

在應用該項技術時，先將煙氣輸送到SCR設備中，在此設備中催化劑通過化學反應可以將NO轉化為N2。然后煙道中的氣體會被輸送到改質器中，SO2會在催化劑的作用下被轉換為SO，通過冷凝器過濾冷凝。硫酸與冷凝水混合后，可以產生濃度較高的硫酸。在火電廠運行過程中會有一部分氨氣被消耗，不會給火電廠生產帶來影響，可見使用此項技術可以達到良好的脫硫脫硝效果，并可以保證整體過程的穩定性與安全性，但是該項技術的成本相對較高，且過濾后所產生的濃硫酸不好儲存，因此并沒有得到廣泛的應用。

（三）同時脫硫脫硝技術的應用

同時脫硫脫硝技術主要包括電暈放電技術、電子束照射技術、煙道氣循環硫化床技術、光催化氧化技術等。其中，電子束照射技術可以對煙氣進行凈化，并可以將氣態污染物放置到二氧化硫與氮氧化物之上，在反應后完成脫硫脫硝，形成硝酸與硫酸，最后可以與煙道中的氨氣發生反應形成無色結晶與白色顆粒。在但是此項技術的設備可靠性不高、極速器能耗較大且所產生的副產品回收較難，同時會產生氨氣泄漏的情況，但是該項技術脫硫脫硝率相對較高。脈沖電子鹵素脫硫脫硝技術主要是使用高電壓脈沖，在產生活化電子后可以破壞煙道中的二氧化硫與氮氧化物，實現脫硫、脫氮的目的，且不會出現二次污染，但是使用此項技術時應對電流范圍進行改進。

三、火電廠脫硫脫硝技術的節能環保措施

（一）煙氣脫硝設施

1.在原注氨調節閥旁增加了小流量注氨調節閥，氨氣最大量由52.03m3/h（標況）降至19m3/h（標況），經過近一年操作，能夠滿足當前催化操作條件下調整使用，且當前注氨調節閥已投自動控制調節。2.脫硝反應溫度偏差較大是由于南側測點檢測到爐內局部短路未換熱煙氣的溫度，故在原安裝位置旁重新開孔，熱電偶長度由800mm變為1200mm。改造后，脫硝反應溫度偏差降至15℃以內，為脫硝設施平穩操作提供真實數據。3.為消除中壓蒸汽吹灰器震動較大、卡澀故障較頻繁的隱患，保證中壓蒸汽吹灰器正常運行，在吹灰器蒸汽主管上新增自立式減壓閥。改造后蒸汽吹灰器運行平穩，保證了脫硝反應床層穩定運行。4.針對氨逃逸表檢測問題，先期由選取預留采樣口進行激光檢測，到激光抽取式改造，再到選取在不同位置改回原內置式激光檢測。調試后氨逃逸表數值顯現出變化趨勢，但根據注氨量的調整，氨逃逸表數值變化較大，且數值最高在10×10-6，設計要求氨逃逸監控數值在3×10-6以內，目前注氨量與理論需氨量數值基本一致時，氨逃逸表數值4×10-6，判斷此氨逃逸表還存在異常，不能真實反應實際煙氣中氨逃逸數值。目前在保證環保指標排放達標前提下，控制單臺爐煙氣出口NOx數值不低于20mg/m3（標況），以盡可能降低實際氨逃逸量。

（二）工藝過程中SOx和NOx的減排措施

催化裂化裝置再生煙氣中SOx和NOx污染物的控制首先必須加強源頭治理，通過降低催化原料的硫含量和氮含量、優化催化裂化裝置操作條件，盡可能減少再生煙氣中SOx和NOx的生成。當前工藝條件下，可以通過以下方法降低再生煙氣SOx的含量：一是選用性能穩定的脫硫助劑，降低原料硫含量，可以在不增加設備投入的情況下快速控制再生煙氣中SOx排放量；在已經配置催化劑原料加氫預處理裝置的催化裂化裝置，可以通過提高加氫操作苛刻度，選用高脫硫活性催化劑等方式降低催化裂化裝置原料的含硫量。降低再生煙氣中NOx的方法有：在再生方式一定的前提下，優化再生器操作條件，減少過剩氧含量和鉑助燃劑的使用；在設計階段考慮低NOx再生器的設計理念，改進待生催化劑床層分布器和主風分布器的結構，采用低氮噴嘴、分段燃燒等技術優化CO焚燒爐的設計，盡可能降低過剩氧含量，抑制NOx的生成，也可以通過加注脫硝助劑的方式降低再生煙氣中NOx的排放。

四、結束語

火電廠在生產運行的過程中所產生的煙氣會給空氣質量帶來一定的影響，并嚴重威脅著人們的身體健康，因此，應采用有效的方式進行解決。目前，我國在治理火電長煙氣時以脫硫脫硝技術為主，雖然在技術方面還有些不足，但是在治理的過程中得到良好的效果，在提升煙氣排放質量、效率的基礎上達到了節能環保的目的。