摘要：煤炭富含碳、氮、氧、硫等多种元素，一经燃烧，就会生成CO、CO2、NO、S02等有害气体，同时伴有矿物质微粒杂质形成的烟尘。我国目前的电力近80%来自火力发电，其原料就是煤炭。在火电厂的专用锅炉中，燃煤温度可以达到1200℃以上，大量的有害气体通过烟囱排到大气中，污染周边环境，致使呼吸道疾病增加。烟气脱硫脱硝技术是自动化程度高、管理简便的脱硫脱硝技术，现阶段，该技术是有效控制SO2、NO 等有害气体的最好办法，其方法有：干法、湿法、生物法、活性炭再生法等。
关键词：火电厂锅炉；脱硫脱硝；烟气除尘
当前世界上广泛应用的不可再生资源以及火电厂主要应用的焦点能源就是煤炭。我国煤炭的使用量是非常巨大的，因此许多的氮氧化合物以及硫氧化合物在煤炭燃烧过程中产生，从而对大气造成污染，所以对火电厂脱硝技术与应用以及脱硫脱硝一体化的发展趋势进行研究是非常有必要的。
1火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术应用现状
对于火电厂锅炉脱硫技术的应用，主要采取石灰石- 石膏湿法，进行煤炭燃耗量控制。该技术应用的要点在于吸收塔，但因吸收塔作用形式的差异，使其作用实践的效果也存在差异。目前的市场环境，吸收塔主要有四种形式，即填料塔、液柱塔、喷淋塔以及鼓泡塔。以填料塔与液柱塔为例，填料塔是利用内部存在的固体填料，将浆液从填料层表面中流下，从而与炉内烟气发生反应，进而完成脱硫操作。其应用缺点为：易出现堵塞、实践操作少。液柱塔是通过烟气与气液的融合，经充分传质而完成脱硝的。经分析，其在脱硫设备中的应用效果很好，但其炉内无阻塞的情况下，烟气会产生阻力，进而增加脱硫过程的资源消耗。
在脱硝方面，主要采用两种技术完成火电厂锅炉的脱硝处理，即低氮燃烧技术与SDR 烟气脱硝技术。对于后者技术的应用，其需要将尿素或是其他还原剂放置在烟气中，通过化学反应产生N2和水。据统计，其会提升60%~90% 的脱硝效率。而低氮燃烧技术，主要利用反应器作为炉膛，当其温度达到850~1 100℃时，产生的化学反应就会生成N2。但其脱硝效率不高，且产生的N2O，也会对臭氧造成影响。除尘技术主要指电除尘，即采用旋转电极方式，来提高火电厂锅炉除尘效率。现阶段，技术人员可通过增设湿式静电除尘器，使烟气粉尘颗粒能够吸附带电负离子，来实现积尘的吸附目标。
2火电厂脱硫脱硝以及烟气除尘技术
2.1烟气脱硫技术
通过烟气脱硫技术的应用能够有效的降低烟气中二氧化硫的含量，比较常见的烟气脱硫方法包括干法脱硫、湿法脱硫等。其中干法脱硫是通过催化剂以及吸收剂的使用实现烟气中二氧化硫的祛除。采用不同的催化剂以及吸收剂取得的效果也有所差别，应用比较广泛的吸收剂种类为有氧化物以及活性炭。干法脱硫虽然效率可观，但是由于吸收剂无法循环使用，因此成本较高。湿法脱硫法与干法脱硫法最大的区别就是所使用的吸收剂是也液态的。应用比较广泛的湿法脱硫工艺包括是石灰石/石灰-石膏以及海水脱硫。目前，我国大多数发电厂采用的烟气脱硫方法都是湿法脱硫，因为该技术的成本投入较低，且能够进行循环利用，但是该技术所需的设备成本却相对较高。
2.2烟气脱硝法
湿法脱硝、干法脱硝、液体接收法以及气相反应法等都是烟气脱硝的主要方式，其中电子束照射法以及脉冲电晕等离子法是气相反应的主要方法，自由基是利用高能电子形成的，从而将一氧化氮变成二氧化氮，然后有效利用二氧化氮与水和氨气等经过化学反应形成的化肥。选择性催化还原法以及选择性非催化还原法等方式进行化学反应的条件就是催化或者半催化，其进行反应的原料主要是氨气和碳等还原性化合物以及氮氧化合物，将氮氧化合物还原成无害的氮气是这一化学反应的主要目的。
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2.3联合脱硝脱硫技术
燃气火电厂脱硝脱硫中最常用对的技术就是联合脱硝脱硫技术，因为各种技术可以同时去除烟气中的一氧化硫、二氧化硫、氮氧化物等物质，兼顾脱硝和脱硫两种功效。具体应用中，通过石灰石-石膏法烟气脱硫系统吸收烟气中的一氧化硫、二氧化硫，通过SCR吸收氮氧化物，脱硝和脱硫的效率分别高达80%、90%以上。但是设备表面易结垢，对设备有腐蚀作用，可能造成设备损坏率提升。为此，今后应加大设备防腐方面的研究，保护设备安全，以免影响脱硝脱硫效果。
2.4 湿法烟气脱硫脱硝协同控制工艺
（1）尿素法：烟气从吸收塔塔底进入后和尿素喷淋液混合发生还原反应，NOx 最终还原为N2，并有水和CO2 生成，尿素还与SO2 发生反应生成（NH4）2SO4，然后生成的气体利用除雾器除去，然后排出。液体混合物从塔底进入循环沉淀池进行物理分离，沉淀的固体经过灰渣泵在灰渣池里进行下一步工序，上面的液体则进行浓缩。此外，可以通过加入CaO 漂白粉等添加剂的方法提高尿素法脱硫脱硝的效率，尿素法效果比较好，已经开展了大量的锅炉净化项目（包括250 t/h 的示范项目），脱硫程度至少95%，而且尿素法具有操作方便，设备构造简单，投资、运营的成本低等优点，发展前景较好。
（2）过氧化氢氧化工艺：过氧化氢氧化工艺是在烟道内利用H2O2 作氧化剂，发生氧化反应让NO 转变成NO2，碱液或湿法脱硫浆液可以吸收氧化后的NO2，但是工艺仍处在实验阶段，尚未研究完成。在该工艺中，H2O2 会受到SO2 的干扰，降低氧化效率、增加成本，因此该工艺的关键问题是增加氧化速率，减小H2O2/NO 的摩尔比，降低投资及运行的成本。
2.5干法同时脱硫脱硝工艺
（1）电子束照射法。喷雾干燥是当前我国广泛推广的方法之一，这种方法不但可以同时使脱硫脱硝工作完成，而且可以为高效率的工作提供保障，使污染环境的化学产物不会产生，同时可以使二次利用的化肥产品得以形成，还具有非常简单的操作。
（2）活性炭脱硫脱氮法。主要由日本研发出这种方法，其主要是回收利用硫元素以及进行吸收。这种方法在相同的工作环境中，其转化率会非常高。
（3）脉冲电晕法。这种方法也属于离子法，其对活化电子的释放主要是通过高压脉冲电源进行的，从而对烟气气体分子的相关化学反应进行阻止，其与电子束照射法基本上具有相同的脱硫脱硝的效率，因此当前最需要解决的就是两者的耗能问题。
2.6除尘技术
（1）机械除尘，是通过旋转运动产生离心力，吸附高温环境中漂流的尘埃物。具有成本低、自动化程度低的特点，多适用于小型火电厂，机械除尘只是初级除尘。
（2）静电除尘，是利用静电吸附原理，在高温高压的锅炉管道中，将带有不同正负电荷的SiO、A12O3等粉尘，通过静电场的吸附作用，达到捕捉微粒杂质的目的。静电除尘法多用于大中型锅炉设施。
（3）布袋除尘是另一种高效的除尘方法，是使用无纺布、针刺毡等材料做成的布袋，对微粒杂质进行过滤吸收，除尘率可以达到99.9%以上，是目前使用最为广泛的方法。其缺点是布袋受腐蚀、高温、水汽等影响较大，其使用的效率与方便性受到限制。
总而言之，火电厂锅炉节能减排目标的实现，是深化行业发展可持续性的关键。本文主要探讨了火电厂锅炉脱硫脱硝以及烟气除尘技术，希望对相关工作人员有所帮助。
参考文献：
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[2]黄进，林翎，高翔，朱廷钰，吴学成，付志明，郭旸旸，闫晓淼.重点行业烟气脱硫脱硝除尘装备运行效果评价指标体系研究[J].标准科学，2016，（04）：24-29.
论文作者:迟远长
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/9
标签：烟气论文; 火电厂论文; 技术论文; 湿法论文; 锅炉论文; 尿素论文; 化学反应论文; 《基层建设》2017年第36期论文;