煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電廠(chǎng)大氣污染中的應(yīng)用分析

任曉珍，趙 歡，曹 熙

（沈陽(yáng)科技學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110167）

近些年來(lái)，隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)，我國(guó)對(duì)于環(huán)境保護(hù)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用也在日益重視。火電廠(chǎng)作為當(dāng)前環(huán)境污染的重要組成部分，需要積極響應(yīng)國(guó)家的戰(zhàn)略號(hào)召，推動(dòng)各類(lèi)新型環(huán)境保護(hù)技術(shù)措施的研發(fā)和應(yīng)用，促使火電廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)綠色化發(fā)展?；诖?，本文將以煙氣脫硫脫硝技術(shù)為例，介紹新型環(huán)境保護(hù)技術(shù)在火電廠(chǎng)大氣污染防治中的具體應(yīng)用，以期能夠?yàn)榛痣姀S(chǎng)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展提供一定理論參考。

1 火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

1.1 火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

近些年來(lái)，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的持續(xù)增長(zhǎng)，各類(lèi)煙氣脫硫脫硝技術(shù)也得到了廣泛地普及應(yīng)用，促使相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用中得到完善、發(fā)展及成熟，進(jìn)而為我國(guó)火電廠(chǎng)的煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用提供重要的技術(shù)支持，降低火電廠(chǎng)煙氣排放所造成的環(huán)境污染問(wèn)題。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，如今煙氣脫硫脫硝技術(shù)主要可以分為干式煙氣脫硫脫硝技術(shù)和濕式煙氣脫硫脫硝技術(shù)兩大類(lèi)。兩類(lèi)技術(shù)的區(qū)別在于干式煙氣脫硫脫硝技術(shù)中應(yīng)用了物理和化學(xué)雙重反應(yīng)，即先通過(guò)高能電子高速運(yùn)轉(zhuǎn)的方式來(lái)對(duì)煙氣中的硫氧化物進(jìn)行離析，然后再通過(guò)高能等離子對(duì)離析后的煙氣進(jìn)行氧化處理[1]。

此外，在信息技術(shù)的支持下，如今火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)中也開(kāi)始信息化發(fā)展，即通過(guò)傳感器系統(tǒng)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)變化數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)在采集后會(huì)傳輸給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而從中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前火電廠(chǎng)煙氣處理中存在的問(wèn)題和隱患，提高火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝問(wèn)題的提前發(fā)現(xiàn)和防治效果。但結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)有的信息化技術(shù)大多僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集和信息化管理，無(wú)法在具體火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝過(guò)程中發(fā)揮出相應(yīng)的技術(shù)支持，再加上相關(guān)信息化系統(tǒng)還存在造價(jià)昂貴、維護(hù)不便等問(wèn)題，使得相關(guān)信息化技術(shù)尚未在我國(guó)火電廠(chǎng)中進(jìn)行普及使用，這也使得我國(guó)火電廠(chǎng)在信息化監(jiān)控和管理方面仍然存在一定欠缺[2]。

1.2 火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)如今，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展一方面促使人們?nèi)粘Ｉ钏降目焖偬嵘?，另一方面也使得社?huì)對(duì)于電力供應(yīng)的需求日益增長(zhǎng)。為能夠有效滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)的實(shí)際需求，我國(guó)火電廠(chǎng)的建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，導(dǎo)致火電廠(chǎng)在日常生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的煙氣排放量快速增加，進(jìn)而加劇了我國(guó)大氣污染問(wèn)題。針對(duì)此種情況，火電廠(chǎng)需要結(jié)合自身的實(shí)際情況不斷推動(dòng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，促使各類(lèi)新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用來(lái)提高煙氣脫硫脫硝成效、降低脫硫脫硝處理成本，提高火電廠(chǎng)綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值[3]。也就是說(shuō)，火電廠(chǎng)推動(dòng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展不僅可以落實(shí)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的相關(guān)要求，也可以推動(dòng)火電廠(chǎng)在當(dāng)前社會(huì)的長(zhǎng)久健康發(fā)展。因此，火電廠(chǎng)需要引進(jìn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，對(duì)現(xiàn)有專(zhuān)業(yè)工作人員進(jìn)行綜合培訓(xùn)提升，為火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研發(fā)提供重要人才保障。此外，火電廠(chǎng)還需要加大火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)與信息化管理技術(shù)的集成化研究和發(fā)展，促使最終所形成的信息化管理系統(tǒng)不僅可以提高煙氣脫硫脫硝處理效率和效果，降低煙氣處理成本，還能夠有效提高綜合管理成效，提高火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝大氣污染問(wèn)題的防治成效。

2 煙氣脫硫脫硝技術(shù)在火電廠(chǎng)大氣污染中的應(yīng)用分析

2.1 活性焦炭技術(shù)

火電廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量含有二氧化硫等有害物質(zhì)的煙氣，所謂活性焦炭技術(shù)，就是先通過(guò)催化劑促使煙氣中含有的二氧化硫等有害物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理，促使二氧化硫等有害物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為硫酸、硝酸等物質(zhì)，然后再通過(guò)活性焦炭對(duì)轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)進(jìn)行吸附處理，促使有害物質(zhì)附著在活性焦炭表面上，最后將活性焦炭送入到分離設(shè)備中進(jìn)行分離處理。在分離設(shè)備中，吸附在活性焦炭表面的硫酸、硝酸等有害物質(zhì)會(huì)被二次加工，常用的二次加工方式一般會(huì)分為兩個(gè)處理流程，其一是對(duì)表面吸附有硫酸、硝酸的活性焦炭進(jìn)行高溫炙烤處理，具體炙烤溫度會(huì)控制在350℃左右，通過(guò)此種方法可以有效釋放吸附在活性焦炭表面的硫酸，并促使其轉(zhuǎn)化為二氧化硫等有害物質(zhì)；其二，通過(guò)催化劑將釋放后有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瓿蔁煔饷摿蛎撓鯚o(wú)害化處理的全過(guò)程。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，活性焦炭技術(shù)對(duì)煙氣脫硫脫硝凈化處理的效率高達(dá)95%，所以可以在當(dāng)前火電廠(chǎng)中進(jìn)行普及應(yīng)用。

2.2 石灰石-石膏法

現(xiàn)如今，火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝處理中最為常用的技術(shù)為石灰石-石膏法。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，此種技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、反應(yīng)過(guò)程穩(wěn)定、有害物質(zhì)脫除能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且相對(duì)于其他煙氣脫硫脫硝技術(shù)來(lái)說(shuō)，石灰石-石膏法對(duì)于煙氣中二氧化硫的凈化能力更強(qiáng)，進(jìn)而可以有效降低因煙氣中含有二氧化硫所引發(fā)的大氣污染問(wèn)題。當(dāng)前常用的石灰石-石膏法系統(tǒng)主要分為煙氣系統(tǒng)、脫水系統(tǒng)、二氧化硫系統(tǒng)以及漿液制備系統(tǒng)四部分。具體應(yīng)用過(guò)程中，石灰石-石膏法系統(tǒng)需要先將石灰石與水進(jìn)行充分混合，制備成石灰漿液，并通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行分離處理，處理后所獲取到的漿液根據(jù)保存要求進(jìn)行儲(chǔ)存；然后，在實(shí)際煙氣脫硫脫硝處理過(guò)程中，處理設(shè)備會(huì)對(duì)儲(chǔ)存漿液吸附到吸收塔中，同煙氣進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)成煙氣脫硫脫硝效果。通常情況下，石灰石-石膏法的煙氣脫硫脫硝凈化率可以達(dá)到90%以上，并且由于此種方法技術(shù)難度和對(duì)煤炭的質(zhì)量要求均相對(duì)較低，所使用的材料也較為常見(jiàn)，整合脫硫脫硝成本相對(duì)較低，所以促使石灰石-石膏法在火電廠(chǎng)中得到廣泛的普及應(yīng)用[4]。

2.3 SCR脫硝技術(shù)

SCR脫硝技術(shù)又被稱(chēng)為消除氮氧化物技術(shù)，其是當(dāng)前火電廠(chǎng)中應(yīng)用最為廣泛的煙氣脫硝技術(shù)，實(shí)際脫硝凈化率可達(dá)90%以上。SCR脫硝技術(shù)的主要原理就是通過(guò)還原劑與氮氧化物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，此反應(yīng)過(guò)程中需要適當(dāng)增加反應(yīng)溫度，進(jìn)而促使催化劑活性增加，提高煙氣脫硝反應(yīng)效率和效果。在經(jīng)過(guò)還原劑處理以后，煙氣中的氮氧化物將會(huì)被轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?，不?huì)產(chǎn)生其他額外產(chǎn)物。因此，SCR脫硝技術(shù)還具有綠色無(wú)污染的特點(diǎn)，符合當(dāng)前火電廠(chǎng)綠色可持續(xù)發(fā)展的實(shí)際要求。在具體應(yīng)用過(guò)程中，SCR脫硝技術(shù)的還原劑將會(huì)被安置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，再將氨噴射在省煤器和還原劑之間的煙道中，無(wú)需另行添加設(shè)備，所以此技術(shù)還具備成本低的優(yōu)勢(shì)。

2.4 海水脫硫技術(shù)

現(xiàn)階段，火電廠(chǎng)中所采用的海水脫硫系統(tǒng)主要有煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、海水供應(yīng)系統(tǒng)以及水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)四部分，相對(duì)于其他煙氣脫硫脫硝技術(shù)來(lái)說(shuō)，海水脫硫技術(shù)可以有效降低火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝過(guò)程中的前期投入成本，并且在實(shí)際脫硫過(guò)程中無(wú)需引入化學(xué)染料作為支持，所以可以有效避免因化學(xué)染料所引發(fā)的二次污染問(wèn)題，進(jìn)而綜合降低了煙氣脫硫脫硝處理成本。不過(guò)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，海水脫硫技術(shù)雖然有著較好的應(yīng)用成效，但其對(duì)于使用區(qū)域有著較高的要求，即周邊有著大量海水，這也就使得當(dāng)前海水脫硫技術(shù)雖然已經(jīng)相對(duì)成熟，但其應(yīng)用范圍仍然局限在沿海地區(qū)。

2.5 循環(huán)流化床干法脫硫技術(shù)

現(xiàn)階段，循環(huán)流化床干法脫硫技術(shù)是所有煙氣脫硫脫硝技術(shù)中綜合效益最高的技術(shù)手段，這也促使此技術(shù)在我國(guó)火電廠(chǎng)中得到廣泛的普及應(yīng)用。在煙氣脫硫脫硝處理過(guò)程中，煙氣會(huì)先進(jìn)入到吸收塔底部，并在此區(qū)域與提前加入的吸收劑、吸附劑以及循環(huán)脫硫灰進(jìn)行充分混合，進(jìn)而初步進(jìn)行脫硫反應(yīng)過(guò)程，以此來(lái)去除煙氣中的鹽酸、HF、重金屬、有機(jī)污染物等物質(zhì)；其后，經(jīng)過(guò)初步處理的煙氣將會(huì)進(jìn)入到循環(huán)流化床中，并在氣流的作用下發(fā)生氣固兩相湍動(dòng)和混合，形成絮狀物下落，但由于混合過(guò)程過(guò)于劇烈，絮狀物將會(huì)再次被粉碎，然后重新循環(huán)混合、粉碎，最終形成循環(huán)顆粒流，其中一部分顆粒流會(huì)伴隨著氣流的上升被帶出吸收塔，而另一部分則會(huì)急需進(jìn)行循環(huán)混合，促使吸收塔中的顆粒濃度持續(xù)提升，最終顆粒伴隨氣流脫出吸收塔。顆粒在脫出后將會(huì)進(jìn)入到脫硫除塵器中，煙氣則會(huì)順著煙囪排出，顆粒在被脫硫除塵器捕捉后將會(huì)重新回到循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)處理，直至顆粒成為脫硫灰后進(jìn)入到脫硫灰倉(cāng)進(jìn)行外排處理。

3 結(jié)論

綜上所述，如今火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝技術(shù)在經(jīng)過(guò)多年的研究和發(fā)展后已經(jīng)相對(duì)成熟可以在一定程度上滿(mǎn)足當(dāng)前火電廠(chǎng)煙氣脫硫脫硝處理的實(shí)際要求，但即便如此，火電廠(chǎng)仍然要對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究和發(fā)展，促使相關(guān)技術(shù)凈化率得到有效提升的同時(shí)，降低脫硫脫硝整體成本，最終為技術(shù)的應(yīng)用和推廣提供重要支持。