（大唐珲春发电厂）
摘要：本文叙述了燃煤火电厂烟气对大气影响，说明烟气治理的重要性，并论述了国内电厂烟气除尘、脱硫、脱硝工艺优缺点，阐述其发展方向，以期能够引起企业的重视，确保烟气排放合格。
关键词：烟气；除尘；脱硫；脱硝
我国是一个贫油、少气、富煤的资源型国家，为使煤炭的利用率达到最高，国家兴建了大量以煤头为基础的煤化工、煤制油、煤制气及燃煤电厂项目，这些项目在带动国民经济高速增长的同时，其燃煤锅炉、燃煤电厂的烟气（含有粉尘、硫氧化物、氮氧化合物）对环境也造成了不可估量的破坏。
近年来，国家工业发展的政策从着力发展经济逐渐转移到发展经济和环境保护双重政策，人们的环保意识也逐渐增强。因此，燃煤电厂烟气除尘、脱硫脱硝工作变得尤为重要。烟气治理工艺也逐渐发展为一个新兴的课题。
一、为何要治理燃煤电厂烟气
燃煤电厂指以煤为原料，在锅炉炉膛中燃烧，加热炉内软水以生产蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电或为工厂提供直接动力的工厂。
由于煤中含有硫和氮，在高温炉膛内被氧化为硫氧化物和氮氧化物的酸性气体，会随燃煤烟气进入空气中会形成酸雨。煤炭燃烧后会产生固体粉尘颗粒，如进入空气被人畜吸入，会造成肺气肿等疾病，严重危害人畜健康。
由于燃煤电厂烟气中含有粉尘、硫氧化物和氮氧化物，会对环境和人们健康造成严重影响，烟气治理成了燃煤电厂运行的重要组成部分。
二、燃煤烟气对环境的影响
1.粉尘的影响
燃煤电厂在生产过程中会有大量的粉尘产生，据统计，粒径大于10μm的粉尘颗粒会长时间停留在呼吸道；而粒径小于10μm的粉尘颗粒会直接进入肺泡并长时间停留；而在粉尘内会夹带有一定量的焦油、酚类和烃类，这些均是致癌性较强的物质。长时间接触含有粉尘的烟气，罹患支气管炎、硅肺、哮喘、肺气肿甚至癌症的可能性会大大提高。大量的粉尘排放会堵塞管道，增大输送的阻力。
2.硫氧化物的影响
燃煤烟气内的硫氧化物主要是指SO2，是由于煤炭内的硫燃烧产生，SO2在进入空气会被氧化为SO3，SO3溶于则生成硫酸，也就是我们平时说的酸雨，酸雨能大面积的腐蚀石灰岩类的建筑，会对古建筑、古文物造成不可挽回的损失。而SO3本身也会对人畜的呼吸倒造成损伤。
3.氮氧化物的影响
煤炭中的氮会在高温下与氧气作用，生成NO、NO2、N2O、N2O5为主体的氮氧化物，这些物质随燃煤烟气进入大气后，和碳氢化合物一起，在紫外线作用下会形成光化学烟雾，是剧毒物质，对人畜的呼吸系统造成严重损伤。
烟气中的粉尘、硫氧化物和氮氧化合物进入大气中还会和水雾结合，长期得不到消散，形成雾霾及平流团雾，既会影响人畜健康也会妨碍交通安全。
三、燃煤烟气治理工艺
（一）烟气除尘
电厂烟气除尘设施有很多种，大致可归为四大类：机械式除尘；湿法除尘；过滤式除尘；电除尘。机械式除尘和湿法除尘目前已经不再使用，过滤式除尘和电除尘及组合式除尘是各大燃煤电厂普遍采用的除尘工艺。
1.过滤式除尘
布袋除尘法是最直接的一种过滤式除尘法，将纺织的滤布制成圆筒形滤袋垂直悬挂在除尘器中，以过滤掉烟气中的粉尘。适用于捕集细小、干燥粉尘，是干法脱粉尘的代表工艺。
布袋除尘法在使用时要经常检查，新旧布袋不能混装，滤袋安装不能过紧或过松，布袋前后的压差要注意检测，发生堵塞要及时清理，发生破损的布袋要及时更换。
2.电除尘
电除尘法在国内应用的较早，上个世纪70年代开始应用于部分火电厂。是利用高压静电场给粉尘粒带上负电粒子而被阳极表面吸引，逐渐收集从而除去。
静电除尘效率高，气体净化度高，全过程可实施计算机控制，操作简单方便。
3.组合式除尘
电袋复合除尘是组合式除尘最具代表的方法，是通过前区电捕集，除去75-90%的烟气粉尘，后区布袋除尘除去剩余的粉尘。
电袋复合式除尘的气体净化度高，可以长期稳定满足烟气粉尘排放值保持在30mg/m3以下；有效提高布袋的使用寿命；对PM2.5的捕集也有很好的效果。电袋复合除尘技术是今后各大燃煤电厂烟气除尘的发展趋势。
（二）烟气脱硫
电厂烟气脱硫分为前期脱硫、中期脱硫和后期脱硫。前期脱硫主要在源头上控制，即自坑口中挖掘的原煤经粉碎后直接进入洗煤厂，将煤中夹带的部分硫单质等洗掉，既可以保证入厂的煤炭品质，可以在源头控制部分硫量。中期脱硫指在燃烧过程中向锅炉内喷入石灰石粉末以除去部分燃烧的硫化物，最后随炉渣排放，是使用循环流化床锅炉的火电厂中经常用到的工艺。而后期脱硫主要是指通过加入介质除去燃煤烟气中存在的硫化物，是各个燃煤火电厂控制烟气指标的位置，也是我们下面将要介绍的项目。
1.石灰石-石膏法脱硫工艺
本工艺属于湿法脱硫工艺，利用石灰石粉末配制成悬浊液，在脱硫塔顶部喷入，与烟气逆流接触，与硫氧化物反应，再经氧化后生成石膏，最终将硫氧化物予以脱除。
石灰石-石膏脱硫法是目前应用最广泛、技术最成熟的工艺。由于使用塔器操作，吸收效率高，脱硫率可达95%以上；运行费用低，电耗小，系统稳定；经多年的发展，系统早已实现自动化控制，可降低工人劳动强度，吸收剂无毒副作用；烟气中粉尘不是特别严重的电厂甚至可以和粉尘一起脱除。该脱硫工艺是目前国内乃至日本、美国、法国电厂使用的工艺。
2.氨法脱硫
氨法脱硫是近几十年逐渐发展起来的工艺，利用高浓度的氨水在脱硫塔内和烟气中硫氧化物反应生成硫铵，而将其脱除。
图2 氨法脱硫工艺简图
氨法脱硫工艺也属于湿法脱硫工艺，该工艺中反应速率快，吸收剂利用率高，脱硫率可高达99%；技术先进，脱硫过程中，脱硫塔压差小，减少能耗；吸收剂可以用液氨、氨水或碳铵，价低易购，反应后副产品为硫铵，可作为肥料出售；单套处理能力大。合成氨厂多采用此种脱硫工艺。可以说氨法脱硫是目前低碳经济形式下的一种高效、绿色的脱硫法。
由于国内煤种的不同，不同地域燃煤电厂的烟气中硫含量也不尽相同。以山西为代表地区主要以无烟煤为主，硫含量偏低，而以内蒙古部分地区为代表的燃煤则以褐煤为主，硫含量非常高，应根据不同煤种、硫含量妥善选择、计算。同时在操作过程中要着重考虑硫化物对设备及管道的腐蚀，低温运行时候介质结晶对设备运行的影响。
（三）烟气脱硝
1.尿素脱硝工艺
尿素脱硝工艺是目前各个燃煤电厂普遍采用的脱硝工艺，即利用加热的尿素水解产生的氨与氮氧化合物反应生成氮气直接排放。
该工艺操作简便，不需单设脱硝装置，可将O2和O3混合气直接从烟道注入烟气中，可以使氮氧化物和硫氧化物一并脱除。
总结
燃煤电厂的烟气对大气的影响巨大，烟气治理是一个永恒的课题。值得注意的是，无论是哪种烟气治理方法，均有其局限性，而燃煤电厂的烟气治理是一项繁杂，长远工作，投资大，会影响企业的的直接利润。企业的经营者还要把观念转移到“要金山银山更要绿水青山”上来，保证烟气治理装置的安全稳定运行。
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论文作者:孟庆博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：烟气论文; 粉尘论文; 燃煤论文; 电厂论文; 氧化物论文; 工艺论文; 布袋论文; 《电力设备》2017年第6期论文;