火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術探究

陳 林

（中海石油舟山石化有限公司，浙江 舟山 316000）

1 前言

當前由于我國電力的供應主要還是以火力發電為主，這就使得大量的煤炭資源用于火力發電。在火力發電中，由于煤炭的燃燒，產生的粉塵等污染物如果直接排放到大氣中，會給我們生存的環境造成非常大的傷害。因此，在能源消耗的同時，必須要通過各種技術手段來降低鍋爐在燃燒時造成的環境污染問題。

2 火電廠鍋爐加強脫硫脫硝及煙氣除塵技術應用的重要性

隨著人們對環境保護的重視度不斷加大，火電廠在電力生產制造過程中硫化物等的排放，也引起了人們的極大重視?；痣姀S自身也加大了鍋爐脫硫脫硝和煙氣除塵技術的應用?？v觀全球，能源消耗和環境破壞所帶來的問題，不僅限制了社會的經濟發展，也嚴重影響到了人類的可持續發展。因此，節能減排是趨勢。減少煤炭燃燒過程中的污染排放，提高煤炭在燃燒過程中的利用率，不僅能達到降低成本的目的，更重要的是向大氣中排放的污染物減少，有利于人們的身心健康。國家層面和地方政府也在陸續出臺了一些政策和法規，火電廠必須要積極承擔相應的社會責任。加大鍋爐脫硫脫硝和煙氣除塵技術的研究，充分把握技術發展現狀，并結合我國目前火電廠的現狀，通過技術的不斷完善，逐步降低污染物的排放，為實現可持續發展提供技術支持。

3 火電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術的特點和現狀

3.1 技術特點

當前，我國絕大多數火電廠在實際電力生產制造過程中都較多地脫硫脫硝和煙氣除塵技術。這項技術由于比較簡單，對電廠的規模要求不大，而且需要投入的資金有限，在應用過程中也多數采用自動化控制，極大減少了人員的勞動力，而且在鍋爐工作時通過自動監測酸堿值和溫度，保證的測量數據的及時性和準確性[1]；另外，脫硫脫硝和防塵的應用，使得煤炭得到了充分的燃燒，在減少了污染物排放的同時，還提高了能源的燃燒效率。從大的層面來說，這有利于不可再生資源的節約，促進社會經濟的發展。小的方面來說，由于能源的充分利用，減少了電廠的成本支出，提高了電廠的經濟效益，促進電廠健康發展。

3.2 技術發展現狀

隨著人們對環境保護的意識不斷提高，對各種社會活動中產生的各種污染排放物的要求也越來越嚴格。為了保護地球環境，國家層面也制定了很多關于環境保護的法律法規，這就使得企業要不斷通過技術改進，以此滿足法律法規關于排放的要求?；痣姀S在鍋爐脫硫脫硝以及煙氣除塵方面也投入了很多的精力，不斷加大新技術新設備的研發力度，逐漸在各火電廠中得到了普遍的應用。隨著全球可開采煤炭資源的不斷減少，而由于經濟的發展需要，對煤炭的需求量卻是在不斷增加，因此火電廠技術人員需要在當前技術基礎上，結合法律法規要求和技術的應用現狀，不斷對鍋爐的脫硫和脫硝方式進行優化和改造，精益求精，進一步提高脫硫脫硝和煙氣除塵的科學性和有效性。

我國的火電廠目前普遍采用石灰石和石膏并加濕進行脫硫的技術工藝。這種技術工藝根據吸收塔的存在形式不同，所產生的效果會有所區別。目前各大火電廠中采用的吸收塔主要有噴淋塔、填料塔和液柱塔等多種式樣，其中液柱塔的使用效果最為明顯。

4 火電廠鍋爐脫硫脫硝技術

火電廠中鍋爐的脫硫脫硝技術主要有下述四點。

4.1 干法脫硫脫硝技術

這項技術的使用，幾乎不會給電站帶來副作用，因此屬于比較重要的技術。它的要點是必須要在干燥的環境中進行操作。通過使用顆粒狀或者是粉末狀的吸收劑將鍋爐廢氣中的硫和硝吸收，達到清除的目的。而吸收劑通過化學反應則生成了干粉。使用這項技術進行脫硫脫硝，它的優點是不會產生廢硫或者是水，電站的鍋爐一直處于干燥狀態，這樣就避免了電站鍋爐內的設備發生腐蝕。不僅起到了保護設備、降低電廠運行成本的目的，而且還避免了空氣的二次污染。目前干法脫硫脫硝技術有脫硫和脫氮兩種。脫硫使用的是荷電干式噴射法[2]，它通過快速路過加料區的方法，減少了反應時間，不僅提高生成效率，而且還提高了脫硫脫硝的成功率；脫氮法是等離子法。它主要是使用高能電子對鍋爐中的硫酸銨和硝酸銨進行分解，生成對環境無污染的物體。干法脫硫脫硝技術最大的缺點就是成本偏高，這會對火電廠的經濟效益產生不利影響。

4.2 半干法脫硫脫硝技術

它是在氣固液體中，對煙氣的蒸發反應觀察，和除塵器共同進行脫硝脫硫的一種技術方法，與干法脫硫脫硝技術有些類似。目前各火電廠中應用的主要有以下兩種形式：（1）爐膛內鈣的加入和加濕活化，通過活化反應，清除鍋爐廢氣里面的硫和硝；（2）通過吸收劑直接進行脫硫脫硝。

4.3 濕法脫硫脫硝技術

該技術是目前火電廠鍋爐中脫硫脫硝應用最廣泛的一種方法。不僅應用成熟，而且還有脫硫脫硝效率高、無污染物產生等優點。當前，在各火電廠應用中的濕法脫硫脫硝技術主要有以下兩種：（1）通過使用吸收劑，全方位無死角將鍋爐中二氧化硫進行吸收?？紤]到和二氧化硫進行化學反應后生成的物質不能對環境造成二次污染，使用的吸收劑是高堿性物質。在一定的溫度和環境下，生成了費電石渣。相對于將硫化物的氣體通過化學反應生成硫化物的固體，從而實現脫硫目的；（2）使用石灰石+石膏濕法，它的優點是提高脫硫脫硝的效率。一般來說可以達到91%以上。而且脫硫后形成的物質不僅不會對環境造成二次污染，還可以重復進行利用，對于企業的經濟成本具有一定的好處。因此，這種方法被廣泛用在當前各火電廠的脫硫脫硝技術應用中。

4.4 臭氧氧化脫硫脫硝技術

這種方法是通過將對氮氧化物進行氧化，再送到洗滌塔內進行洗滌，使生成的氧化物融入到水中，從而達到脫硫脫硝的目的。這種技術應用一般都會將洗滌的裝置安裝在鍋爐的尾部，燃燒過程中產生的硫化物和氮化物通過管道被輸送至洗滌裝置處。這種裝置對于脫硫效果非常好，幾乎能實現100%。但是對于脫硝的效果要稍微差一點，大約在85%。不過由于氧化物融入到水中，生成的污染物如果處理不當，容易造成二次污染。

5 火電廠鍋爐煙氣除塵技術

煤炭在燃燒過程中，由于煤炭的質量、燃燒的充分性等因素，會導致燃燒時有各種固體小顆粒狀物體產生。這些小顆粒如果處理不當被排放到空氣中，也會給環境帶來極大的危害。當前火電廠中普遍采用的煙氣除塵技術有袋式除塵和靜電除塵這兩種方法[3]。兩種方法各有千秋，火電廠需要根據自身實際情況來選擇適合自己的類型。

5.1 袋式除塵技術

這種技術對于火電廠的技術提出了比較高的要求。比如在系統設計時的參數、濾袋的質量等因素。在技術實施過程中，應結合脫硫脫硝系統的實際情況，不僅能夠充分發揮其除塵效率，而且還可以延長系統的使用壽命。隨著電廠對袋式除塵技術的研發力度不斷加大，系統的功能也越來越完善，使用的濾料達到的除塵效果也越來越好。該項技術在應用時，關鍵點為要選用合理的濾袋和濾料。這是因為煤炭燃燒后產生的粉塵顆粒大小不一，根據火電廠煤炭的實際情況來選擇，才能達到很好的除塵效果。如果選用的濾袋和濾料不合適，不僅達不到除塵的效果，還會由于這些顆粒被吸入到設備中，對設備產生一定的負面影響。

5.2 靜電除塵技術

煤炭燃燒后產生的顆粒物粉塵飄浮在空氣中，通過靜電除塵技術，能夠快速將顆粒物收集起來。由于技術簡單，而且投入成本較低，長期以來在我國火電廠中得到了廣泛的應用。在該技術中，先對顆粒物施加電荷，再給除塵器通電，使得煙塵被除塵器的正負極吸附。雖然這種技術有著操作簡單、除塵效果好的優點，但是系統的電阻會對除塵器的除塵效果容易產生影響，使得鍋爐中的除塵效果無法辦證。我國各火電廠也逐漸意識到了這個問題，在現行技術基礎上不斷優化，使其具有更精準的除塵效果。

為了實現更好的脫硫脫硝和除塵效果，目前有一種除塵一體化技術[4]，它是先采用干式旋轉電極除塵器，在脫硫脫硝工藝完成之后再使用濕式除塵器。通過熱量的增加對回收裝置，實現高效的除塵。

6 結語

綜上所述，為了不斷適應環境法律法規的要求，以及從社會和生態環境的可持續發展角度來說，火電廠必須要加大對鍋爐燃燒過程中脫硫脫硝技術的研究，以及對燃燒時顆粒物的充分吸收技術進行探討。煤炭作為經濟發展的主要能源，隨著開采的力度不斷加大，最終將會枯竭。如何提高煤炭的燃燒使用率，如果減少煤炭燃燒過程中帶來的環境污染問題，這些都是火電廠需要考慮的問題。合理選擇脫硫脫硝和煙氣除塵技術，減少有害物質的排放，降低火電廠的生產成本，使得企業在生態保護和經濟效率兩方面共同發展，全面促進社會的可持續發展。