摘 要：本文就燃煤过程中产生的废气处理予以总结。通过加大对废气处理，减少排污量，提高技术管理应用水平，实现经济收益和环境保护的双赢作用。
关键词：燃煤电厂；烟气；治理；技术
我国的供电系统主要是燃煤供电，电厂在发电的时候会产生较多的有害物质，破坏了自然环境，因此燃煤电厂必须要采取一定措施治理燃煤烟气，解决环境污染问题。文章首先介绍了燃煤电厂当前治理烟气的有效策略，然后总结了脱硫脱硝技术应用策略，以期能够提升燃煤电厂烟气治理水平，改善环境污染，实现可持续发展的目标。
1 燃煤电厂排放的烟气组成及其影响
煤炭，可以说是一种“树木化石”，见证了历史上亿年的变迁，是自然界不可再生的资源。煤炭里富含碳、氧、氮、硫等多种元素，因而在燃烧后，会排出大量烟尘，其中不仅有CO2、NO2、SO2等有害气体，还包括有矿物质微粒等杂质。
虽在燃煤电厂配备有专用的锅炉设施，并在煤炭中添加相关矿物质，然而额定蒸发量参数较大，所以电厂中煤炉的排气量是其他工业用炉无法衡量的。由于燃煤温度较高，至少都是高于1200℃，故都被烧成无机物。燃煤电厂配有专门的烟囱，煤炭燃烧后形成的污染气体及其他杂质便通过烟囱排入到大气中，并随着空气的流动进行扩散，影响周遭的环境。这些物质混入到空气中，会给人们造成各种呼吸性疾病，也会给工农业生产带来严重损失。如，近年来的酸雨。众所周知，酸雨呈酸性，会改变水质，影响人们正常饮水。并对植被、建筑物等有强烈侵蚀作用。而SO2、NO等便是制造酸雨的直接罪魁祸首。
2 烟气治理策略
燃煤电厂对排放烟气的处理，应从改善燃煤成分、提高燃煤利用率等出发。同时应采取对策将废气进行回收再处理过程，双管齐下，最大化地减少烟尘的排放。
烟气治理中最常用的便是使用除尘器对燃烧废弃物处理。主要有各种机械式除尘设备、静电除尘、布袋除尘器及湿式除尘器等。使用机械式除尘方式，其主要是通过旋转运动产生的离心应力作用，有效吸附在高温环境下漂流的尘埃物。由于机械式除尘，自动化程度落后，其成本较低，对小规模电厂而言，是除尘设备的首选。但由于离心应力的大小受质量的制约，因而，对于尘埃中微小颗粒，即直径小于10 μm的则无法吸附。因此，机械旋转式除尘设备只能用于初级除尘，尽可能地减少烟尘的排放，并可对这些回收的粉煤灰二次利用。
另外一种国内燃煤电厂普遍使用的吸尘方式是利用静电吸尘的工作原理。煤炭在燃烧过程中，锅炉温度在1200℃以上，内部压力也是极大的，在这种高温高压状态下，产生SiO2，Al2O3等含量极高的粉尘，含尘烟气在高压静电场中荷电吸附的方式，其除尘效率在99%以上，并摆脱受粒子质量的影响，可捕获μm级别的粒子，因而，使用静电除尘器可实现高效率地吸尘。并且，静电吸尘器的开发成本也不贵，所以受到燃煤电厂的一致青睐。目前，在国内的燃煤电厂中针对大中型的锅炉或是新建的锅炉，为符合国家规定烟尘排放量标准，可选择分级效率在4～5电场的电除尘器，以实现高效吸尘。
布袋除尘器是最近几年比较多采用的高效除尘方式，其原理比较简单，就是利用布袋（无纺布、针刺毡等）对粉尘进行过滤，可到达99.9%以上的去除效率。是现阶段普遍采用的最高效的除尘方式。但布袋受烟气中的含硫量（酸腐蚀）、烟气温度及湿度等的影响较大，效率也有其限值，国内用得较好的布袋除尘器可达到10 mg/Nm3的排放。
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针对某些重点地区提出的燃煤电厂达到燃气标准的概念，上述几类除尘器都无法达标，现阶段一致的意见是在脱硫系统后加装湿式电除尘器，这是一种电除尘器，收尘原理和静电除尘器，只不过它不用振打而是用水冲，加装一级湿式电除尘器一般可保证10 mg/Nm3的排放，如果要5 mg/Nm3或更低排放，一般会加2级，国外有加装湿式电除尘器后达到1 mg/Nm3的使用业绩。在这样的排放下，PM2.5也已基本被去除。
3 脱硫脱硝技术
上述中提到，煤炭中含有碳、硫、氮等矿物元素，在燃烧过程中会释放出大量SO2及氮氧化合物，严重污染空气，因此需对其进行脱硫脱硝处理，减少这些有害气体的排放。
3.1 脱硫技术
脱硫技术处理分燃烧前、燃烧中及燃烧后。燃烧前的脱硫方法，主要是采用物理性脱硫，此方法主要是针对煤炭中含有的矿物硫成分，利用其带磁特性，减少煤炭中硫元素的含量；而燃烧中脱硫方法，又称其为“炉内脱硫”，主要是利用化学反应进行。锅炉中燃煤在高温燃烧过程中，可添加固硫剂成分如碳酸类化合物，与煤炭燃烧中的含硫化合物发生反应，生成固体硫酸盐，随炉内残渣排出。
而燃烧后的脱硫技术，简称为FGD，是防止SO2排放到空气中的最后一道防线。其主要有湿法、半干法及干法脱硫这三种形式，湿法脱硫选取强碱性溶液（如Ca（OH）2、NaOH等）作为SO2的吸收皿，并以石膏（主要是CaCO3成分）辅助，实现对SO2的强力吸收。这种方法也是目前燃煤电厂采用最多的，可大量吸收SO2，尤其适合低、中、高硫煤；半干法脱硫，使用碱性粉末，在高温蒸发的水分环境下，反应生成固态干粉。其主要采用喷雾干燥法（又称SDA）和吸着剂喷射法，虽说效果不如湿法脱硫，但其设备管理简单、运行维护较容易；而所谓的干法脱硫，即是选取颗粒状或粉状等固态吸收剂，利用催化反应或是在高温高压下分解成电子等方式减少SO2。与上述两种方法相比，该方法避免废液的处理，但由于不是在水环境中，耗时多，反应慢。
3.2 脱硝技术
脱硝技术实现可从燃烧中降低NOx的生成及燃烧后对NOx处理出发。若减少NOx的生成，可通过减少锅炉内氧气的密度，缩短煤气在高温环境中的时间方法；而对NOx的处理，与脱硫类似，可通过喷射粉末吸附、溶液内反应、催化还原等方法，另其还可使用电子束处理。吸附粉末可选择具有良好吸附性的活性炭，并与NH3组合使用；溶液内反应与SO2类似，选择强碱性溶液；另由于N这种元素的化合价有多种，可通过催还原剂对NOx处理，使其变为无公害的N2。
电子束处理，即利用电子束光照射NOx气体，得到具有强氧化性的OH基、氧原子等，对NOx氧化，生成硝酸，然后与NH3反应，生成无污染的硝酸盐。由于该方法对技术要求较高且有待进步考察，目前并未大力推广。
燃煤电厂在发电过程中会产生大量的有害物质，严重破坏了大气环境，对民众的身体健康产生了不利影响，同时也制约了我国的经济发展。因此，燃煤电厂必须要努力寻找解决措施，制定科学的治理方案，研发新型的绿色能源，减少排污量，不断完善脱硫脱硝技术，实现经济发展与环境保护的双赢局面。
参考文献
[1]王善波.燃煤电厂烟气脱硫脱硝及治理策略[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（5）.
[2]孙大鹏.浅析烟气脱硫脱硝一体化技术[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（7）.
论文作者:范伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签：电厂论文; 燃煤论文; 烟气论文; 电除尘器论文; 煤炭论文; 技术论文; 方法论文; 《基层建设》2017年第18期论文;