電廠鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵技術

陜西金泰氯堿化工有限公司熱電分廠 魯曉強 魯 韻

電廠鍋爐生產中采用先進的科學技術應用于鍋爐脫硫脫硝及煙氣除塵中，可以降低環境污染并有利于對環境保護。目前電廠鍋爐采用脫硫脫硝以及煙氣除塵技術已成為電廠鍋爐運行中的重要技術手段，在全國95%以上的電廠運行中得到廣泛應用。采用脫硫脫硝技術在電廠鍋爐中的應用，普遍使用石灰石石膏濕法來控制鍋爐煤炭燃燒量，再加上吸收塔的作用會產生不同的實際效果。據相關數據統計分析，吸收塔中的液柱塔脫硫設備的運行效果比較好，并結合SCR 技術可更好的實現脫硫脫硝以及除塵功效，并有效的控制含硫和含氮污染物質的排放污染。鍋爐脫硫脫硝技術以及煙氣除塵技術的應用已成為電廠企業安全中采用的重要技術，在電廠鍋爐安全生產中得到了廣泛的應用。

目前很多電廠鍋爐的技術工作人員采用對系統調試設計的方法來實現基本的操作，并滿足脫硫脫硝的實際需要，基本上實現了對鍋爐脫硫脫硝以及除塵的功能。很多企業也在投入大量資金的同時，采用科學的脫硫脫硝以及煙氣除塵技術在鍋爐運行中進行應用。鍋爐脫硫脫硝以及煙氣除塵技術在應用工藝上不復雜，經過過長期的改進和創新，目前采用的技術在操作流程以及整體的自動化控制方面都有了新的突破，一方面降低了企業的投資成本，另一方面滿足了企業對技術應用的需要。技術應用的同時，對操作的溫度以及環境的酸堿度進行控制，有效的對脫硫脫硝進行控制，并降低了電廠企業的生產成本。目前技術的廣泛應用、操作流程的簡化都有利于鍋爐脫硫脫硝以及除塵的實現，并避免了對生產環境的二次污染情況發生。

1 電廠鍋爐脫硫脫硝技術研究

1.1 SCR 技術和低氮燃燒技術

SCR 技術可以有效的對鍋爐廢氣進行脫硝處理。在方案的應用中，鍋爐煙氣的溫度控制在300℃到400℃之間，并加入一定的催化劑和液氨還原劑，這樣可在最大程度上讓煙氣中的NOx 和液氨還原劑進行充分的化學反應，實現脫硫脫硝的作用并生產水和氮氣，降低產生的物體對空氣造成的污染。SCR 技術可有效對NOx 的排量機芯控制，并達到90%以上的脫硝率。低氮燃燒技術是以NOx 的燃燒器為輔助設備對空氣中氮進行有效的分級，分離原理是以水平彎頭離心應力的原理為依據來實現空氣中氮的分離，并在燃燒的實際過程中控制排放氣體中的N 的含量，并可提高煤粉的燃燒效率，進而降低了NOx 的排量溶度[1]。

方案設計目標：經過數據測試得出電廠鍋爐排放的NOx 濃度在300mg/m3和450mg/m3之間，以鍋爐燃料燃燒的種類為依據得出標準為550mg/m3，并計算出減排目標為95mg/m3。以上數據為依據并結合市場煤炭價格制定相應的設計方案。采用SCR技術對鍋爐煙氣進行脫硝處理，并實現NOx 排放達到標準目標。

方案設計過程：低氮燃燒技術和SCR 技術相結合對鍋爐燃燒系統進行系統性的設計，實現大幅度降低NOx 濃度的目標，然后充分把SCR 技術應用到煙氣脫硝中來實現95mg/m3濃度排放量的目標。本方案在具體的實施中把SCR 技術和燃料燃燒技術相結合，并降低了在煙氣脫硝過程中對成本的消耗，而且實現了95mg/m3濃度排放量的目標，最終實現了電廠鍋爐脫硫脫硝的目標。SCR 技術的應用降低了在脫硝過程中催化劑和還原劑的使用率，節約了成本，而且方案的推廣應用可滿足電廠鍋爐脫硫脫硝的基本需要。

1.2 濕法煙氣脫硫脫硝技術

該技術采用堿性物質的液體溶液，通過堿性物質與二氧化硫和一氧化硫等進行化學反應，這樣可以達到脫硫的目的，該技術在方案的應用中具有一定的優勢。該技術采用吸附劑作為關鍵部分，在鍋爐運行的不同階段，可以采用吸附劑媒介對廢氣中的二氧化硫和一氧化硫等物質進行吸附，然后吸附劑中的堿性溶液和含硫氣體進行幻雪反應，清除了廢氣中的含硫量，達到了鍋爐廢氣脫硫脫硝的目的。該技術采用的堿性物質主要是廢電石渣等堿性物質，通過堿性硫酸鎂對廢氣中硫進行化學中和反應，把廢氣中的硫進行化學消除。

在方案實際應用中，由于該技術的應用會產生廢水，因此濕法煙氣脫硫脫硝技術應用要和廢水零排放技術相結合進行應用，保證不會對外界水資源造成污染，并可以把產生的廢水進行有效的循環利用來降低鍋爐運行過程中水資源的浪費、達到節能降耗的目的。在方案的應用中有兩種技術：一是以吸收劑為輔助的技術，吸收劑作為脫硫脫硝技術應用中常用的媒介，可以很好的從多個角度對廢氣中的硫和硝物質進行吸收，并實現鍋爐廢氣脫硫的目的；二是以石灰石為輔助的技術，充分利用石灰石對廢氣中的硫和硝物質進行吸附，然后經過相應的化學反應對其進行化學消除。經過多年的脫硫脫硝技術的應用和創新，濕法煙氣脫硫脫硝技術在鍋爐脫硫脫硝應用中可實現90%以上的脫硫脫硝率。濕法煙氣脫硫脫硝技術的應用不僅可以對硫和硝物質進行化學處理，而且經過化學處理后產生的副產品可以進行二次利用，這樣在提高脫硫脫硝技術的同時，也提高了廢物的利用率，達到了節能降耗的目的，并起到了環境保護的作用[2]。

1.3 半干法煙氣脫硫脫硝技術

半干法脫硫脫硝技術是電廠鍋爐對廢氣進行脫硫脫硝處理過程中應用較為廣泛的技術，在方案的應用中采用該技術對鍋爐產生的廢氣煙氣進行濕熱蒸發的化學處理方式，并對廢氣煙氣處理的化學反應實時的查看，然后在結合除塵器的處理作用，最終達到對廢氣煙氣中的硫和氮元素進行脫硫脫硝的處理效果。該技術原理是可以在液體、固體和氣體中進行應用，采用濕熱蒸發和除塵器相結合的模式實現脫硫脫硝的目的。

本方案在實際應用中采用半干法煙氣脫硫脫硝技術可分為兩種方式：一是爐內噴鈣濕活化技術，該方法在脫硫脫硝應用中采用輔助設備，比如火花反應器和水射流加濕器等具有專業性的設備，在鍋爐內對存在的含有硫和硝的廢氣物質進行清除。這項技術在應用中可降低電廠鍋爐脫硫脫硝技術應用的投入成本，并可有效的對鍋爐產生廢氣進行脫硫脫硝作用；二是旋轉噴霧干燥技術，在方案的實施中該技術主要是通過吸收劑等物質與鍋爐產生的廢氣煙氣進行化學反應，采用旋轉工作方式加快了吸收劑和煙氣之間的反應速率，并可提高脫硫脫硝技術的應用效率。半干法煙氣脫硫脫硝技術的應用是鍋爐脫硫脫硝的重要技術，不僅可以提升鍋爐脫硫脫硝的整體效果，且可保證鍋爐機組設備的正常運行。

本方案中采用的吸附劑主要以活性炭為材料，在低溫的煙氣環境下進行脫硫脫硝，選擇活性炭作為吸附劑是非常關鍵的。活性炭的表面存在很多不規則的孔，這樣可以提高活性炭的吸附能力，且鍋爐廢氣中的水蒸氣可在活性炭脫硫工作中與硫酸等物質發生化學反應，這樣提高了二氧化氮的化學還原性。并應用活性炭物理和化學的吸附原理，在鍋爐煙氣中氧氣和水蒸氣的含量比標準值高時活性炭的化學吸附能力會增強，有效的降低煙氣中的含硫物質含量。活性炭在吸附廢氣過程中由于吸附量的不斷增加，根據活性炭的結構以及活性炭的化學性，可對吸附的面積進行不斷的擴大，發揮活性炭更大的吸附性并實現脫硫脫硝的目的[3]。

1.4 干法脫硫脫硝技術

本方案采用該項技術需在干燥的環境下進行應用，且采用的吸收劑為粉末狀或顆粒狀，通過化學反應后把含有硫和硝的氣體轉變為干粉狀的產物然后進行清除，這樣實現對鍋爐廢氣中的硫和硝進行脫硫脫硝化學反應。干法脫硫脫硝技術應用主要是采用吸收劑對鍋爐運行過程中產生的含有硫和硝的廢氣進行吸收。在整個脫硫脫硝化學反應過程中，不會產生對鍋爐機組設備具有腐蝕作用的廢硫和水蒸氣等物質，這樣可從技術方面對鍋爐機組設備進行保護。在干燥的環境下通過技術處理，可避免強酸物質對鍋爐機組設備的腐蝕。

本方案在電廠企業應用中采用兩種技術方法：一是荷電干式噴射技術法，該方法主要是采用吸收劑作為媒介，通過吸收劑和鍋爐產生廢氣進行化學反應實現脫硫脫硝，并在實際應用中提高脫硫脫硝的效率。吸收劑可實現與廢氣中含硫和含氮物質的快速反應，而且化學處理時間相對短，并可在鍋爐脫硫脫硝過程中完全實現脫硫脫硝的技術處理；二是等離子體技術方法，該技術的應用原理是采用電子束或高能電子原理對鍋爐運行產生的廢氣進行輻照，降低廢氣中含有硫元素和氮元素的含量。并應用電力分解含有硫元素和氮元素的化合物，然后可把處理后生成的化合物在農業中進行應用，實現了資源的再次利用，這項技術的應用提升了脫硫脫硝技術的應用價值并降低了對環境的污染。

2 煙氣除塵技術

2.1 靜電除塵技術

靜電除塵技術在煙氣除塵中是應用較為普遍的方式，采用靜電除塵器吸附煙塵中的粉塵顆粒實現對煙氣進行除塵。該技術裝備除塵器大大提高了除塵效率，并可快速的清除煙氣中的粉塵，且在除塵過程中降低了塵屑物質的產生。靜電除塵技術的應用不受溫度的影響，由于鍋爐運行中產生的溫度比較高，采用該技術可快速準確的實現除塵工作。

在方案設計中，應用靜電除塵設備排除高溫對靜電除塵技術的影響，安全穩定的實現了除塵工作，而且在整個除塵過程中對設備的損耗較低，保證了設備的正常運行。在實際應用過程中，靜電除塵器在長期高負荷作用下設備磨損較輕，除塵設備的使用年限基本可以滿足預期值。靜電除塵技術應用中設備安裝表復雜，因此安裝的專業性比較強，對除塵設備定期保養進而實現除塵效果達到最佳。

2.2 旋轉電極除塵技術

旋轉電極除塵技術應用的方案設計采用的設備分為陰陽兩極電場，兩極的電場不同，并在兩極分別安裝旋轉除塵設備。在方案實施過程中，采用旋轉除塵設備對鍋爐內累積的灰塵進行清除，對灰塵堆積的區域進行清掃，保證鍋爐內部的清潔，而且在除塵后保證了鍋爐的工作效率。

在對鍋爐煙塵進行清除過程中，該技術可對區域內具有局限性的部分也可進行有效的灰塵清除，并在設備旋轉過程中對粉塵進行清理。由于鍋爐運行過程中要保證除塵設備的高穩定性，且除塵設備要具有最佳的除塵效果，企業在應用旋轉電極除塵技術中，在陽極配備回轉旋轉清灰刷，在灰塵累積到一定程度時對其徹底清除，這樣可避免鍋爐機組設備再次產生灰塵，且在除塵設備的實際運行過程中，最后排放的粉塵濃度降低到最大程度，真正實現了該項技術在鍋爐煙氣除塵中的應用效果[4]。

2.3 濕式靜電除塵技術

在鍋爐煙氣除塵中，由于粉塵的累積數量不同、且粉塵產生的種類也不同，因此采用濕式靜電除塵技術與其它除塵技術相互配合，這樣能達到最佳的除塵效果。該技術采用水對設備的灰塵進行清除，在實際應用過程中對設備進行噴刷可降低電阻頻率，并讓煙氣中的粉塵聚集到極板上，實現除塵的效果，而且可以清除設備周邊的細小灰塵。電廠鍋爐粉塵排放標準定制的較高，針對排放標準需采用濕式靜電除塵技術以更好的保證煙氣除塵效果。在鍋爐煙氣排放中粉塵吸附的電負離子顆粒多，采用濕式靜電除塵技術可通過吸附方式對灰塵進行處理，提高了煙氣除塵的效率。采用濕式靜電除塵技術（加濕式靜電除塵器、濕式電袋集塵器），可更好的滿足煙氣除塵中粉塵排放污染標準高的要求。

在方案設計中，加濕式靜電除塵器的具體應用采用真空設備，這樣可有效阻止二次揚塵情況的發生，而且除塵效果好。在蒸汽鍋爐生產中選擇干式的電極除塵器，在煙氣生成后選擇濕式除塵器，這樣可有效實現煙氣除塵工作并提高一次除塵的效果，而且濕式除塵器可通過小負荷的電量的作用來實現煙氣除塵的功效。濕式電袋集塵器的具體應用是收集有毒煙霧中的細小顆粒，并采用科學的洗滌方式對灰斗中灰塵進行收集，濕式電袋集塵器濕度高、進而形成液滴，采用濕式電袋集塵器技術通過旋風分離器中的陽極板的水分分配系統，把水蒸氣噴到反電極方向。在電場中由于電場的作用白霧被霧化到電極上，這樣水氣和灰塵顆粒就粘在一起，經過加濕的顆粒凝結，在收集小塵粒過程中電場起到了關鍵的推動作用。集塵器中的水霧會形成水膜，而且水膜在水霧的表面會對灰塵進行收集然后經過洗滌后放入煙灰桶中，然后把灰塵從系統中排除[5]。

2.4 布袋除塵技術

袋式除塵器的除塵效率較高，采用過濾組件把灰塵中的有害固體物質以及氣體進行分離后分別收集。其中過濾袋是布袋除塵技術中采用的主要部分，過濾袋是采用過濾材料特殊制作的。在除塵器內部安裝金屬結構的框架，并采用纖維材料作為過濾袋的制作材料，在過濾過程中長纖維層具有重要的功能，長纖維層要設計小的孔徑，這樣有利于對小顆粒物質的阻擋。在過濾過程中小孔徑的纖維層可以提高布袋除塵技術的應用效率。

在方案的設計中主過濾器采用灰塵噴射室的模式進行設計，在過濾材料表面構建一個灰塵層，可以提高袋式旋風除塵器除塵效率。對布袋除塵技術要進行科學合理的設計與應用，縮小除塵器布袋表面的孔徑可有效阻擋顆粒通過過濾網，空氣運行的阻力變大、粉塵溫度變高，因此布袋設計要采用耐高溫設計。對袋子經常清洗，在清洗過程中避免袋子搖晃而采用清水沖洗，這樣可延長袋子的使用壽命。方案設計和實施過程中要采用耐高溫的材料對袋子進行制作，而且袋式過濾器的性能設計上要采用表面小孔徑設計，這樣可起到有效的除塵作用。

3 結語

電廠鍋爐脫硫脫硝技術以及煙氣除塵技術的應用具有高效節能環保的功效，在電廠企業生產中廣泛的應用。因此加強鍋爐脫硫脫硝技術以及煙氣除塵技術在電廠鍋爐運行中的應用，不僅保護了生產環境而且提高了電廠企業的生產效率，是電廠企業安全穩定生產的重要內容。