辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司 辽宁省 112700
摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，对煤炭能源的使用量在不断的加大，每年直接用于燃烧的煤炭量甚至达到了 12 吨之余，对人们生产、生活产生了深远的不利影响。本文通过对燃煤锅炉脱硫脱硝技术以及烟气除尘技术的详实阐释，以期更好的确保湿法脱硫技术的广泛应用与发展进步。
关键词：火电厂；锅炉；脱硫脱硝；烟气除尘；技术；要点
前言：
一些火电厂企业在运行的过程中，煤炭燃烧的数量有增无减，针对这样的现状，就必须要采用脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术对煤炭资源进行处理，这样才能够保证火电厂企业的正常运行，也能够最大限度保证人们的生活质量。
一、脱硝技术的发展
脱硝技术主要通过两个方式实现脱硝，一个是低氮燃烧技术；另一个是 SCR 烟气脱硝技术。1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统的示范工程，其后SCR技术在日本得到了广泛应用。在欧洲已有120多台大型装置的成功应用经验，其NOx的脱除率可达到80%~90%。日本大约有170套装置，接近100GW容量的电厂安装了这种设备，美国政府也将SCR技术作为主要的电厂控制NOx技术，SCR方法已成为目前国内外电厂脱硝比较成熟的主流技术。现阶段对火电厂炉内烟气脱硝技术采用三种：SCR 烟气脱硝技术。将还原剂（如尿素）放入烟气中，通过化学反应生成 N2 和水，会产生 300℃ -400℃温度，在脱硝效率上也会提升到 60%-90%；SNCR 烟气脱硝技术。该技术的反应器为炉膛，当炉膛温度达到 850℃ -1 100 ℃，脱硝还原剂所分解出的 NH3 与炉内产生的 NOx 产生SNCR 化学反应，生成 N2，该技术的脱硝效率不高，大约在0%-50%，同时所产生的 N2对臭氧会造成不利影响；SNCR/SCR 联合烟气脱硝技术。该脱硝技术效率在60%-80%，是前两种技术的综合，但由于系统技术的复杂性，其实际应用较少。
二、脱硫技术的发展
脱硫技术主要是采用石灰石或者石膏湿的方法，但是对于火电厂来说，脱硫技术重点的部分主要在吸收塔。一般通常下，吸收塔可以分为四种类型，第一种就是填料塔，这种类型的塔主要是通过利用结构内部的填料将其固定，然后将浆液填料在表面层，这样浆液就会从表面顺流而下，从而就与锅炉内部的烟气进行有效融合和反应，即完成了脱硫。但是这种方式非常容易出现堵塞情况，并且实际操作相对比较少。
第二种就是液柱塔，这种类型主要是将烟气与气、液体相融合，这样就从充分进行质的传递，从而就完成了脱硝。
第三种就是喷淋吸收塔，从目前的现状来看，这种技术是应用最多的一种脱硫技术，尽管从结构和价格上比之前的两种类型要更好，但是烟气的分布非常不均匀。
第四种就是鼓泡塔，这种类型主要是通过利用石灰石将烟气压在下面，但是由于烟气与浆液融合在一起之后，会产生很多鼓泡，这样就会有非常好的脱硫效果，并且效率很高，此外，其也有很多缺陷，例如：阻碍压力比较大，以及结构比较复杂。
三、除尘技术
因袋式除尘器受滤袋质量的影响较大，且无长期运行稳定的业绩，故本文只讨论电除尘器。目前采用干式电除尘器 + 湿式电除尘器的组合，可使烟囱出口粉尘浓度控制在 5 m g/ Nm3。
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静电除尘器的工作原理：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线（又称电晕极）和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。
静电除尘器的优点如下：
a）效率高，一般可达到99.8%以上，能够捕集0.01 μm 以上的细粒粉尘；
b）阻力损失比较小，一般为300Pa 以下，可以处理温度高达400℃，和旋风除尘器比较，即使考虑供电机组和振打机构耗电，其总耗电量仍比较小；
c）处理烟气量大，寿命长。缺点是设备较复杂，设备安装、调试、运行及维护的管理水平要求高，其次对粉尘比电阻有一定的要求，对粉尘有一定的选择性，对较细的粉尘除尘效率不高。
d）允许操作温度高，如SHWB型电路尘器最好允许操作温度250℃，其他类型还有达到350~400℃或者更高的。
e）可以完全实现操作自动控制。
目前国内火电厂运行的燃煤机组设计排烟温度一般为 125 ℃~130 ℃，燃用褐煤时为 140 ℃，且机组实际运行排烟温度普遍高于设计值约 20 ℃~50 ℃，远高于烟气露点温度。排烟温度偏高、造成了锅炉效率下降、电除尘器效率下降、脱硫耗水量增加等结果。采用低温省煤器和低温电除尘器技术是解决此问题的一种有效新方法。其原理如下：烟气热量回收装置分为串联的两级，第一级布置在除尘器进口，将烟气温度从 123 ℃冷却到 105 ℃。第二级布置在吸收塔进口，将烟气温度从约 110 ℃冷却到约 96 ℃。采用主凝结水与烟气通过换热器进行热交换，其流程为从六号低加出口的主凝结水引出一路凝结水经加压后依次通过第二级、第一级烟气回收装置后回到七号五号低加入口处。通过排挤回热抽汽来减少汽机的热耗，同时也降低了烟气温度，使进入除尘器的烟气量减少，粉尘比电阻降低，从而实现余热利用和提高除尘效率的双重目的。
四、脱硫脱硝及烟气除尘一体化技术的创新研究
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，从经济角度看，电力厂脱硫脱硝除尘设备价格很高，对电力厂的运营成本会造成很大的经济压力，导致电力厂迟迟并未安装运行，但从一个脱硫设备来看，一年的运营成本就在上千万，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，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，但目前并不能满足电力厂的需求，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。
在脱硫技术上，可以将 NOx 燃烧技术与炉后 SCR 烟气脱硝技术相结合，采用省煤器分段，在锅炉低负荷时，温度亦能达到催化剂活化反应温度的区域增设脱硝装置；在脱硝技术上，推荐使用液柱+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%；在除尘技术上，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。
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。
参考文献：
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[2] 王丹.烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展[J].漯河职业技术学院学报，2013，（05）.
[3] 王融.脱硫脱硝技术的研究及工业应用[J].应用能源技术，2013，（03）.
[4] 丁剑秋.烟气脱硫脱硝技术研究进展[J].贵州化工，2012，（04）.
论文作者:王智明
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：烟气论文; 技术论文; 火电厂论文; 温度论文; 电除尘器论文; 粉尘论文; 效率论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;