火電廠煙氣脫硫脫硝技術研究進展

李大龍

摘要：現階段，我國社會各界的環保意識在不斷增強，火電廠這類排放煙氣量較大的生產企業將污染處理工作做到位，有效解決火電廠煙氣污染問題，故要加強火電廠煙氣脫硫脫硝技術的研究強度，增強火電廠煙氣脫硝脫硫能力及運行穩定性。基于此，本文介紹了火電廠煙氣脫硫脫硝現狀及技術難點，同時介紹了幾種火電廠煙氣脫硫脫硝新技術，為今后火電廠廢氣脫硫脫硝技術發展奠定基礎。

關鍵詞：火電廠;煙氣;脫硫脫硝技術;

引言

我國是世界上最大的煤炭生產國與消費國，燃煤產生的SO2和NOx造成的污染嚴重影響了人類的身體健康和居住環境.火電行業作為全國最大的大氣污染物排放源之一，火電廠的SO2、NOx、顆粒物等污染物的排放一直受到國家的重視。

1火電廠煙氣脫硫脫硝技術現狀

1.1石灰石∕石灰—石膏（濕法）脫硫工藝

石灰石∕石灰—石膏（濕法）脫硫工藝采用石灰石、生石灰或消石灰的乳濁液作為吸收劑吸收煙氣中的SO2，脫硫效率一般可達95%以上。石灰石/石灰-石膏法脫硫技術主要適用于大容量燃煤電廠鍋爐、高濃度SO2煙氣脫硫。該技術煙氣系統阻力大，設備功率高，且占地面積大，升級改造困難，其產生副產品脫硫石膏市場需求越來越小，大部分作為固體廢物堆存處理，容易造成二次污染問題。

1.2SCR脫硝技術

SCR脫硝技術根據催化劑的活性溫度分為中高溫和中低溫SCR脫硝技術。中高溫脫硝催化劑活性溫度區間為300～450℃，燃煤電廠鍋爐空預器前煙溫一般在300～400℃，溫度適合中高溫SCR催化劑反應，因此中高溫SCR脫硝技術是燃煤電廠應用最廣泛，技術最成熟的脫硝技術。由于燒結機出口的煙氣溫度區間在100～180℃，無法直接采用中高溫SCR脫硝技術。中低溫SCR脫硝催化劑活性溫度區間在200℃以下，反應溫度與燒結煙氣溫度匹配。但是，低溫催化劑對工況環境要求非常嚴苛，低溫催化劑易受到煙氣中硫氧化物、水、重金屬、粉塵等物質的影響，抗毒能力差，需在低硫低塵的位置。因此，中低溫SCR脫硝裝置僅能布置在除塵、脫硫裝置的后部，但無論是半干法脫硫還是濕法脫硫工藝，凈化后的煙氣煙溫均<80℃，燒結煙氣同樣無法直接采用此技術。另外，中低溫SCR催化劑的脫硝效率低于中高溫SCR催化劑，但其造價和運行費用遠高于經過充分市場競爭的中高溫SCR催化劑，且目前尚無長期穩定運行的成功業績，因此不建議采用中低溫SCR脫硝技術。

1.3濕法煙氣脫硫、脫硝技術

全濕法脫硫技術主要是在液體堿性溶劑的作用下，加速其與內部二氧化硫的化學反應，實現毒害物質分解處理。在實際應用中，該技術反應迅速、效率高、成效顯著，但也存在一定弊端。全濕法脫硫技術容易造成污水堆積，不有效處置會加大二次污染發生的概率。該技術的實際應用前，需要做好充足的準備工作，科學處置廢水，杜絕廢水排放。可以將其應用于生產的二次利用，在保護環境的同時實現成本節約，是一舉兩得的重要舉措。目前，在電廠鍋爐燃燒運行中，通過濕法完成煙氣治理的技術分為兩類。可以選擇適宜的毒害氣體吸附試劑，也可以應用石灰石或石膏等材質。第一類技術可以全面吸收煙氣中的硫化物，完成硫元素脫離，目前常用堿性較高的試劑有廢棄的電石渣等，治理效果顯著。第二類技術按照要求選擇特定的石灰石以及石膏完成煙氣內的毒害物質吸附處置，廢氣處置率可以超過90%。嚴格控制鍋爐燃燒中的污染氣體排放，將分離后的雜質等再次循環應用，可以維護自然生態環境的同時，降低能源的使用效率，實現企業的最大創收。

1.4氨法脫硫工藝

氨法脫硫主要適用于有可靠氨源且氨肥能得到有效利用的燃煤鍋爐。氨法脫硫技術的脫硫效率一般在95%以上，氨的逃逸濃度在3.0mg/m3以下。該技術運行成本高，及運行時電耗、水耗高，脫硫劑氨價格較高，氨市場價格一般在2500元/噸～3000元/噸;且運行時結晶腐蝕及沖刷腐蝕較重，由于氨法脫硫漿液中會有硫酸銨，亞硫酸銨和亞硫酸銨，會滲入防腐層表面的毛細孔內造成腐蝕。另其產生析出的硫酸銨飽和晶體隨脫硫漿液在設備內部不間斷的連續循環，對設備會造成嚴重的沖刷腐蝕，長時間運行后會把系統防腐層沖刷掉，是脫硫系統最嚴重的腐蝕。

2新型火電廠煙氣脫硫脫硝技術

2.1活性焦脫硫脫硝

活性焦能吸附煙氣中的SO2，由此達到脫硫的目的。當焦爐煙氣中不存在氧氣和水蒸氣時，活性焦對SO2的吸附為物理吸附，吸附效率較低;當焦爐煙氣中存在氧氣和水蒸氣時，SO2與O2、水蒸氣在活性焦的催化作用下發生化學反應，生成H2SO4，此時活性焦吸附SO2由物理吸附轉變為化學吸附，較大地提升了活性焦吸附SO2的效率。向活性焦脫硫脫硝系統中加入NH3后，可以選擇性地將煙氣中的NOx還原成N2和H2O，達到減少NOx排放的目的。同時脫硫過程中反應生成的H2SO4也會與堿性的NOx進行反應，一方面可協助脫硝，另一方面也減少了活性焦的消耗。

2.2SNRB脫硫脫硝工藝

SNRB工藝是近些年發展的一種新型脫硫脫硝工藝，該方法分為濕法與干法兩種。濕法工藝是利用濕式布袋除塵器代替高溫陶瓷管。SNRB工藝脫硫主要采用鈉基吸收劑或鈣基吸收劑。顆粒狀脫硫劑從反應器前端管道噴入，SO2在脫硫劑表面被轉化為亞硫酸鹽和硫酸鹽并附著在脫硫劑表面。反應器內的高溫陶瓷管中裝有SCR催化劑，煙氣中的NOx與被噴入的氨發生氧化還原反應并被轉化為對環境無害的N2。SNRB工藝將SO2、NOx、顆粒物等污染物的去除集中在1個反應器上，占地面積相對較小。但高溫陶瓷管目前造價較高，該工藝投資成本高。在使用該工藝時，燃煤煙氣中的SO3與氨氣反應后會生成NH4HSO4，NH4HSO4是一種黏性極強的物質，該物質在催化劑表面富集會造成催化劑效率急劇下降，同時NH4HSO4對設備具有一定的腐蝕性，影響設備安全。總體來看，該工藝有較好的前景，但目前大規模應用還比較困難。

2.3SNCR/SCR聯合脫硝法

SCR脫硝法脫硝效率高，但是投資大，運行費用也較高。SNCR法理論上可以去除煙氣中大部份NOx，但存在鍋爐運行工況波動從而導致爐內溫度場分布不均勻，使得脫硝效率不穩定。故這兩種方法各有優缺點。SNCR/SCR聯合脫硝法先采用SN?CR法去除煙氣中一部份NOx，再利用在爐膛內逃逸的氨在省煤器后SCR反應器中與未被反應的NOx進一步反應，去除余下的NOx，從而大大提高脫硝效率。采用SNCR/SCR聯合脫硝技術，SCR反應器中的NOx負荷較低，因此可以減少SCR催化反應器的尺寸，從而節約SCR的部份投資。NOx排放量要求較低的地區可優先采用SNCR/SCR聯合脫硝法。

結束語

綜上所述，為了實現可持續發展戰略，我們應深入研究火電廠煙氣脫硫脫硝處理技術，盡量降低火電廠排出廢氣當中二氧化硫和氮氧化合物的含量。我國目前火電廠煙氣脫硫脫硝技術尚未成熟，傳統的火電廠脫硫脫硝工藝目前存在一定的不足，這就需要科研人員應該投入更多精力與時間來對煙氣脫硫脫硝技術進行不斷地改善與深入研究煙氣處理技術.在確保火電廠脫硫脫硝資源循環利用的基礎上，需要進一步提高其脫硫脫硝技術水平，從而創造更多的環境效益、經濟效益和社會效益，深入貫徹實施可持續發展戰略。

參考文獻

[1]陳振榮.煙氣脫硫脫硝技術在火電廠大氣污染中的應用分析[J].資源與環境，2021（4）：142～143.

[2]杜佳.火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用與節能環保措施研究[J].綠色環保建材，2019（12）：50.

[3]任志強.海水煙氣脫硫技術淺析[J].廣西節能，2019（4）：27～28.