摘要：我国一直是火力发电大国，以火电厂行业作为国民经济发展支柱，但为火电厂加热提供动力的燃煤锅炉却会造成严重的污染问题，其中污染性最强的是燃煤锅炉的炉气，它包括粉尘、多种含硫和含硝的有毒化合物，因此在污染治理中，最重要的是对于燃煤锅炉烟气的治理和硫硝的脱除。因此，我们应该积极寻找新的治理方法，来更好的进行燃煤锅炉的污染处理，带给未来一片蓝天。文章分析了电厂锅炉脱硝和烟气除尘技术，通过分析可以了解电厂锅炉脱硝的情况和应用烟气除尘技术的水平。
关键词：脱硝；烟气除尘；技术解析
引言
对火电厂生产中燃煤锅炉所燃烧的大量的煤炭所产生的大量烟气进行处理，采取有效的治理技术，进一步的改进现在的烟气处理技术，对燃煤所产生的烟气从和除尘两部分着手处理，减少对生态环境的破坏以及对人体的健康危害。对燃煤锅炉所产生的烟气的创新处理方式符合环境保护的需要，符合工业的可持续发展；良好的燃煤烟气处理可以创造更高的环境效益以及经济效益。
1、加强燃煤锅炉烟气治理的必要性
火电厂进程的推进，需要大量使用燃煤锅炉，而燃煤锅炉在使用过程中的污染问题，却是十分严重的。近年来，由于环境问题正在变得十分恶化，甚至已经威胁到了人们的生存情况，人们越来越关注环境保护问题，因此必须尽快对已被破坏的环境进行治理，并且对以前产生污染的设备进行改进。在燃煤锅炉中主要产生污染成分的是没有进行充分燃烧的煤，煤在没有充分燃烧的情况下会产生出一氧化碳，二氧化硫等等有毒气体，这些气体被排放到空气中，会对环境造成极大的破坏，因此我们需要完善燃煤锅炉的使用工艺，对炉气进行充分的和脱硝治理，以防其排到空气中，造成温室效应和雾霾。
2、电厂锅炉脱硝和烟气除尘技术特征
最近几年，很多的电厂锅炉企业开始发展，逐渐开始使用脱硝和烟气除尘技术。分析和研究脱硝和烟气除尘技术与传统技术的不同的地方，能够找到这个技术存在很多优势。第一，脱硝和烟气除尘技术很简便，人力资源成本低。我国现有、脱硝、烟气除尘技术简单，可实现全过程自动控制。基于此，可以减少电厂锅炉工人的工作量。在脱硝和烟气除尘技术的应用过程中，只需观察环境酸碱值和环境温度。二是脱硝和烟气除尘技术运行成本的比较低。因为此技术优势是流程简单，在工作中消耗的劳动力不多，所以能够减少该阶段的劳动力，从而降低人力资源成本。第三、脱硝和烟气除尘技术能够很好的适应环境。这个技术能够使用在不同大小的发电厂或锅炉，并且避免出现不良的影响或这导致二次污染。
3、电厂锅炉脱硝及烟气除尘技术现状
在这个阶段，人们逐渐增强对生态环境的保护意识。国家逐渐开始强调对于保护环境的重要性。因为新兴技术的发展，脱硝和烟气除尘技术得到了快速发展，并且普遍的使用到各种电站企业。经过不完全的调查统计分析，只有百分之十的电站锅炉企业在开发过程中不使用脱硝和烟气除尘技术。分析这个技术之后，可以确定SCR技术在、脱硝和除尘中的作用，能够很好地控制污染物的排放的。在电站锅炉脱硝和烟气除尘技术应用中，大多数电站锅炉技术人员通过相关方案的测试，可以满足脱硝的基本要求。我国的脱硝和烟气除尘技术处于迷茫的阶段，可以借鉴外国先进的脱硝的经验和技术，并且与我国传统的技术相结合，以达到技术创新的目标。
4、燃煤锅炉烟气除尘的现代技术
（1）机械式除尘器。在燃煤锅炉的污染物中，粉尘占主要部分，所以要想降低燃煤锅炉的污染物，需要对其进行除尘处理。常用的除尘方式是机械式除尘，它的原理是依靠颗粒的重力、惯性等来操作微尘。对于不同的使用目的，具体需要的机械式除尘方式不一样，在常用的几种方式中，旋风除尘器由于其易于操作、价格便宜而被广泛应用，旋风除尘器是利用较大的风力将微粒吸进杂质框，它可以在温度较高，压力较强的情况下正常工作，而且有很高的效率，但是旋风除尘器也有一个弊端，由于机器本身的限制，致使其不能吸收5um以下的微粒，这也是其需要改进的地方。 （2）静电吸尘器。在高温高压的环境下，空气会被电离，从而使微尘受到极化而带上电荷，而在封闭燃煤锅炉中，由于煤一直在释放很大的热量，所以锅炉里面也是高温高压的环境，因此我们可以通过加上静电场来吸引这些带电的微尘，从而进行除尘处理。这是一种有效的方法，但是由于受到锅炉状态的限制，此方法并不适用于所有情况。（3）过滤式除尘器。过滤除尘器一般根据其使用情况分为袋式除尘器、空气除尘器和颗粒层除尘器。过滤是将颗粒直径不同的粉尘进行分离的操作，过滤除尘利用的就是这个原理，它将收集到的粉尘通过专门的过滤材料进行分离，从而将一些难以通过过滤材料的大颗粒物质留下来。工业中常用的是颗粒层除尘器，它采用的一种新型的除尘方法，除尘效率可达80％。
5、燃煤电厂锅炉脱硝的NOx控制技术
5.1NO x的产生机理
NOx是锅炉的燃煤燃烧后的产物，主要包含NO 、NO2、N2O等，其中以NO 的含量最高，为5%～10%，N2O约为1%。NOx的生成主要为燃料型、热力型和瞬态型三种。大量实践表明，燃料型所产生的NOx数量最多。燃煤电厂锅炉中的NOx的主要生成和控制途径如图1所示。
图1NOx的生成控制技术
结合图1可以发现，燃煤锅炉的NOx控制可以分为锅炉内部低NOx燃烧和烟气脱硝两大类别。其中，锅炉内部主要是控制氧气浓度，在低氧的状态下促使其能够生成HCN与NH3等中间产物，从而遏制NOx产生。而烟气脱硝则可借助催化剂和温度条件调整实现烟气的脱硝，进而达到遏制燃煤NOx产物的目的。
5.2NOx排放控制技术
（1）炉内低氮燃烧。该技术是借助低NOx燃烧器进行空气分级。新型直流型低NOx燃烧器主要是借助水平弯头离心应力等来实现分离。在具体的煤燃烧中，低NOx燃烧器，可借助分级风的方式，使得煤粉、CO可以充分燃烧，最终实现对NOx的抑制。（2）SCR技术。该技术主要适用于烟气脱硝，将烟气的温度控制在300～400℃，再配合催化剂，使用还原剂如液氨、氨水等，将催化剂喷入烟气中，促使NOx与还原剂发生化学反应，从而将产物变成对空气没有污染作用的氮气和水。SCR技术是一种抑制NOx的理想方式，脱硝率可以达到95%以上。现对SCR技术的原理进行简单分析。
6NO ＋4NH3→5N2＋6H2O
6NO2＋8NH3→7N2＋12H2O
2NO2＋4NH3→3N2＋6H2O
4NO ＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O
按照上述反应式，NOx在经过SCR技术处理后，可以实现对烟气的脱硝，降低NOx的排放，且产物均为无害产物，应用效果较为理想。但是，在SCR技术应用中，由于需要安装SCR装置，会对下游设备造成影响，需要进一步对下游进行改造，确保能够适应SCR技术的需求，从而保障脱硝的整体工艺效果。
6、新时期电厂锅炉脱硝改造流程
为了将电厂之中的锅炉脱硝问题解决，相关管理和工作人员需要做好各个脱硝环节的改造工作，将工作中容易出现的弊端克服，提升脱硝工作质量，最大限度降低电厂污染物排放量，具体操作如下：
6.1锅炉整体脱硝工艺的改造
在整个电厂锅炉脱硝改造过程中，人们应该将工作重点放在脱硝效率提升上。从大量研究内容可以看出，燃烧脱硝的实现以主燃区的空燃比调节为主。因此，在脱硝实践环节，人们应该明确具体的电厂脱硝要求，实现对可燃物排放的整体控制。与此同时，可燃物的燃烧情况会给整个SCR性能带来很大影响，尤其是当SCR系统改造时，需要对相关应用技术进行合理设计，从而实现CO含量的进一步降低，避免脱硝效率为其带来负面影响。除此之外，在NOx脱硝改造上，可以从以下几方面着手：首先，对引风机、除尘器以及空气预热等进行合理改造。其次，做好燃烧装置的改造工作，最终将SCR脱硝流程的经济性全面激发出来。
6.2相关设备的改造
目前，部分电厂在脱硝操作过程中没有重视辅助设备。因此，在改造工作开始之前，工作人员应做好辅助设备检查工作，确保其满足消防要求，同时对相关参数进行有效设置。另外，在锅炉脱硝改造过程中，为了实现脱硝效果的全面提升，应该从经济性和技术性两方面出发，实现锅炉的脱硝改造，为后续脱硝工作开展创造良好条件。另外，在整个电厂锅炉脱硝和改造过程中，辅助设备的应用显得十分重要，涉及的专业技术更是多种多样。例如，在具体电厂锅炉脱硝中，工作人员可以将工作重点放在烟尘排放研究过程中，并根据实际情况，进行除尘器等设备的改造工作，并实现相关设备使用的合理规划，避免最终脱硝和改造效果受到影响。通过相关设备改造，电厂锅炉脱硝工作效果将会更加明显，效果也十分显著。
6.3选择性催化还原工艺的应用
截至目前，我国很多电厂引进新型的W型锅炉，但无论锅炉种类如何，其脱硝改造均可以划分成燃烧改造和烟气脱硝改造两大类。脱硝系统主要包括烟气系统和吹灰系统。站在工作原理角度来说，SCR烟气脱硝技术主要是将NH3稀释到标准浓度，随后与混合气体一起送到SCR反应器中，此时如果金属催化剂和温度适宜，人们便可以有选择性地将烟气中NOx还原成氮气和水，提升整个脱硝改造效果。当烟气脱硝装置正式运行后，人们可以通过完全燃烧将整个电厂脱硝率提升到90%，整个NOx的排放标准也会降低到50mg/Nm3，实现电厂的优化运行。
6.4脱硝改造过程中的注意事项
电厂锅炉的脱硝改造，一般都会将改造重点放在脱硝率提升上。空气分层燃烧改造技术的应用与主燃区域中的化学当量存在很大关系，而且低氮燃烧技术通常会通过降低主燃区域空燃比实现顺利脱硝，该种方式产生的后果就是飞灰中未完全燃烧的碳含量进一步提升。因此，该厂在锅炉脱硝改造上应该将重点放在可燃物排放控制上。除此之外，还要通过主燃区的燃烧情况，看是否能够对SCR性能产生影响，进而从主燃区释放更多的CO，之后对气体的质量分数进行合理探查，倘若高于1×10-4，SCR脱硝率便会进一步下降。因此，在具体SCR系统设计上，需要提升对整个工程设计工作的重视程度。部分电厂还需要实施除尘器和引风机改造，此时，工作人员可以根据具体情况，对方案进行规划，避免不协调因素出现，必要时可以通过二次改造将其中影响因素消除。
结束语
随着国家经济的高速发展，越来越多的燃煤锅炉正在被使用，近几年来，由于温室效应带来的影响越来越显著，而煤在燃烧时产生的硝，也进一步加剧了温室效应，因此必须要更加严谨的控制燃煤锅炉产生的硝，以此来保护我们赖以生存的环境，从而实现可持续发展战略。但燃煤锅炉在脱硝中，也必须要保证其正常的效率，不能因为环保要求而加大运行成本，这也是未来需要解决的问题。
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论文作者:李亚鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
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