摘要：随着社会经济的高速发展，煤炭资源的使用量逐年增多，尤其是对于火电厂而言，应用于发电燃烧的煤炭耗损量更是只增不减，排放至大气当中的污染物对于区域内的生态环境产生了巨大的危害性，致使人们的日常生活面临着严重的安全威胁。基于这一现状情况之下，便需要合理应用有关脱硫脱硝与烟气除尘一体化技术来针对煤炭资源采取相应的处理工作，为确保社会经济的良性、可持续发展贡献一份力量。
关键词：火电厂；锅炉；脱硫脱硝；烟气除尘
1火电厂锅炉脱硫技术及其发展
脱硫技术采用石灰石—石膏湿法是众所周知的，但是火电厂脱硫技术的关键在于吸收塔，吸收塔的型式不同，所产生的效果也会不同，通常吸收塔分为四种：（1）填料塔。该类型是利用内部固体填料，将浆液由填料层表面流下，与炉内烟气融合反应，完成脱硫，但这种方式易出现堵塞，实际操作少；（2）液柱塔。通过烟气与气、液融合，充分传质，完成脱硝，虽然在脱硫方面效率很大，但是炉内无阻塞，烟气产生的阻力会造成脱硫损失较多；（3）喷淋吸收塔。喷淋吸收塔为目前运用最多的塔型，烟气自下而上运动，吸收机浆液则由塔顶的喷嘴呈喇叭状垂直或以一定的角度向下喷射。喷淋塔中的烟气和吸收剂浆液两相接触面积与喷淋密度成正比。该喷淋塔的结构简单，造价低，压降小，脱硫效率较高，缺点为烟气分布欠均匀。喷淋塔又有好多具体方案，在此不再展开；（4）鼓泡塔。鼓泡塔通过喷射管将烟气鼓人石灰石浆液面以下的部分，让烟气被浆液充分洗浴后鼓泡冒出，因此得名。该技术主要特点是脱硫效率高，煤种适应性好，除尘效果好，烟气流量分配均匀，缺点是阻力较大，结构较复杂。目前高硫煤要达到低于50mg／Nm3的排放标准，需采用串联吸收塔技术，即采用分级脱硫，两个吸收塔中各自设置喷淋层，烟气先在预洗塔中脱除部分SO2和其它污染物之后进入后吸收塔脱除剩余的污染物。两塔串联运行，共同脱硫，能够满足排放标准，但系统复杂，占地较大。此外中国自主开发出液柱+喷淋双塔技术，前塔采用液柱塔，除去烟气中70％的SO2，然后进入逆流喷淋塔，进一步脱除残余的SO2，达到排放标准，最高脱硫效率可达98.5％。这两种串联吸收塔技术，前者初投资及施工难度均大于后者，而脱硫效率相当，故推荐采用液柱+喷淋双塔技术。
2火电厂锅炉脱硝技术及其发展
从目前的现状来看，在火电厂锅炉生产过程中，脱硝技术得到了非常广泛的使用，这种技术通常情况下是通过两种方式来进行脱硝的实现的。其中第一种方式就是低碳燃烧技术；第二种方式就是SCR烟气脱硝技术。采用这两种方式对火电厂锅炉进行生产的原因主要是因为它们能够进行充分燃烧，并且还能够促使火电厂脱硝的功能更多，以及还可以有效提高火电厂锅炉内部的压力。现在对火电厂锅炉内部烟气进行脱硝的时候，还可以采用第三种技术，就是SCR烟气脱硝技术。这种技术的主要施工工艺就是将还原剂，也就是人们所说的尿素放置在烟气中，然后经过化学反应就生成了N2和水，这样就会产生非常高的温度，其温度主要是在300℃—400℃之间，这样进行烟气脱硝的效率就会有所上升，其上升的比例主要是在60%-90%之间。与此同时，对于SNCR烟气脱硝技术来说，这种技术的反应器是炉膛，那么当炉膛温度在850℃-1100℃之间的时候，脱硝还原剂就会分解出NH3（氨气），随后就会与锅炉内部产生一氧化氮，并且与SNCR产生化学反应，从而就生成了氮气。再次，因为这种技术进行脱硝的效率不是很高，其效率是在20%-50%之间，这样产生出来的N2O就会严重影响臭氧。对于SNCR/SCR联合烟气脱硝技术来说，由于这种技术脱硝的效率主要是在60%-80%，并且是前两种烟气脱硝技术结合而成的，但是因为这种技术的系统比较复杂，所以在实际生产过程中，应用的比较少。
3火电厂锅炉烟气除尘技术及其发展
对火力发电企业而言，在锅炉生产阶段，除尘技术具备有较高的稳定特性，同时其在尘土清除方面也表现出了较高的效率，因此除尘技术在将来的发展阶段，其发展方向大都是应用的旋转电极形式来展开除尘处理。旋转电极除尘器与常规除尘器原理相同，由前级常规电场与后级旋转电厂组成。旋转电极电场中阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。附着与回转阳极板上的烟尘在上位达到形成反电晕厚度时，就被布置在非收尘区的旋转请会刷彻底清除，因此不会产生反电晕现象且无二次扬尘，从而提高电除尘器的除尘效率，降低排放浓度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆旋转电极除尘器的优点如下：（1）阳极板永久清洁、避免反电晕，有效解决高比电阻粉尘收尘难的问题；（2）减少二次扬尘；（3）减少煤、灰对电除尘性能影响的敏感性；（4）可使除尘器小型化，减小占地面积；（5）特别适用于老机组电除尘器的改造。缺点有两点：旋转部件的设备可用率要低一些；其次对安装要求较高。
对于粉尘排放标准比较高的地区，单纯使用电除尘器已不能满足要求，解决的途径是增设湿式静电除尘器。湿式静电除尘器的主要工作原理与干式除尘器基本相同，即烟气中的粉尘颗粒吸附负离子而带电，通过电场力的作用，被吸附到积尘极上；与干式电除尘器通过振打将极板上的灰振落至灰斗，不同的是，湿式电除尘器将水喷至极板上使粉尘冲刷到灰斗中随水排走。同时喷到烟道中的水雾既能捕捉微小烟尘又能降低电阻率，有利于微尘向极板移动，湿式电除尘器效率可达70％，并可长期稳定高效地去除烟气中的PM2.5、SO3，、石膏雨、汞、多种重金属、二嗯英及多环芳烃（PAHs）等污染微小颗粒。已投运湿式电除尘器的成功经验表明，燃煤电厂在湿法脱硫后建设湿式电除尘器，完全可以作为进烟囱前的最后一道技术把关措施。除尘技术建议采用脱硫前干式旋转电极除尘器，脱硫后湿式除尘器，并且在烟气系统中增加热量回收装置，以提高除尘效率。
4火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新
从目前火电厂脱硫脱硝除尘技术的应用上来看，仍存在很多的问题，从经济角度分析，火电厂脱硫脱硝除尘设备价格很高，对火电厂的运营成本会造成很大的经济压力，导致火电厂迟迟不能安装运行，单从一个脱硫设备来看，一年的运营成本就接近上千万，高昂的脱硫成本与电价不能同步，同时老机组的脱硫改造目前仍存在一定问题，并且火电厂脱硫脱硝除尘设备需要大场地，需要合理的电价进行支撑，但目前情况并不能满足火电厂的需求，对此，从诸多的问题看出，火电厂脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新研究势在必行。在火电厂中，采用脱硫技术的时候，可以有效的将煤炭燃烧技术与锅炉生产之后的烟气脱硝技术进行结合，这样就可以起到一定的节约作用。与此同时，在进行锅炉低负荷的时候，倘若温度达到了催化剂，并且与催化剂发生了温度反应，这样就温度的区域可以增加设置脱硝装置。
在采用脱硝技术进行火电厂锅炉运行的时候，最好是使用液柱与喷淋相结合的双塔技术，其中对于前塔，要采用液柱塔，并且清除掉烟气中大部分的SO2，清除的SO2主要控制在烟气的70%；随后就应该直接的进入逆流喷淋塔中，这样就可以从根本上脱除剩余下来的SO2，从而就可以达到排放标准，其中最高的脱硫效率可以高达98.5%左右。对于采用除尘技术的时候，可以在脱硫之前采用干式旋转电极除尘器，随后在脱硫之后采用湿式除尘器，此外在烟气系统中，可以增加热量来进行装置的回收，从而就可以从根本上提高清除灰尘的效率。根据综上分析，总体来说，从火电厂设备、技术以及成本方面来考虑，火电厂在运行的过程中，将脱硫、脱硝以及烟气除尘进行有效结合，可以采用SCR脱硝的方式，并且主要是采用石灰石或者石膏湿的方法进行脱硫处理。与此同时在脱硫装置之前，可以采用温度比较低的环境来进行布置，然后在进行脱硫装置之后在增加设置一个湿式电除尘器，从而就能够有效满足人们的要求，也能够起到保护环境的作用。
5结束语
总的来说，随着经济的不断发展，人们对生活质量的要求逐步增加，治理火电厂污染也已经引起了政府相关部门的高度重视，一些有关于对火电厂污染进行法律规范的相关行政法规相继出台，如《火电厂大气污染物排放标准、火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点等，这对我国火电厂提高环保意识起到了很大法律监督作用，同时火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新研究仍需要在实践中不断探索和完善，从而提高电力产业从粗放型企业向环保型企业发展，促进火电厂实现可持续发展。
参考文献：
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[3]刍议电厂中烟气除尘脱硝脱硫的同步应用[J].程友法.科技展望.2015（09）
[4]电厂中烟气除尘脱硫脱硝的同步应用[J].陈春梅.低碳世界.2018（02）
论文作者:袁宝柱
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
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