摘要：在火电厂的烟气脱硫脱硝过程中，烟气脱硫脱硝一体化技术的应用效果十分理想，使得硫氧化物与氮氧化物对大气产生的污染有效降低，而且还增强了对两者的净化与治理力度。在此基础上，充分利用了处理以后所产生的副产品，使得能源可以循环利用，与我国的节能环保要求相吻合，有效地增强了经济效益，降低了环境污染。为此，烟气脱硫脱硝一体化技术值得广泛推广与使用。
关键词：火电厂；烟气脱硫脱硝技术；节能环保
引言
当前烟气脱硫脱硝一体化技术已经受到广泛关注，在各个火电厂中加强对脱硫脱硝技术的优化和改进。随着环保理念的不断推进，在发展新时期，必须加强对烟气中的物质的分析，为脱硫脱硝技术提供科学有效的依据。烟气脱硫脱硝一体化技术良好运用可以改善环境质量，降低火电厂运营成本，具有重要现实意义，加快烟气脱硫脱硝一体化技术的研究和推广，提高火电厂生产经营效率，创造更好的社会效益和经济效益。
1火电厂脱硝技术与应用
1.1脱硝技术的类型
炉内脱硝工艺和烟气脱硝工艺是使氮氧化合物排放量减少的主要的方法。当前世界上氮氧化合物降低的普遍使用的方式就是烟气脱硝法，未来脱硝技术的研究方式主要是选择性催化还原技术。联合脱硫脱硝法和同时脱硫脱硝法是烟气脱硫脱硝一体化技术主要的两个方面。氮氧化合物的脱氮可以在三个阶段进行，即燃烧之前、燃烧中和燃烧之后。目前脱氮技术普遍使用在燃烧过程中和燃烧之后。⑴低氮氧化合物的燃烧技术。将燃烧条件和方式进行改变，从而可以使产生的氮氧化合物以及氮元素向氮氧化合物的转换率得以降低，是使氮氧化合物降低燃烧的主要方式。主要通过以下几个方法对燃烧条件进行改变：将空气比减小、将空气预热进行缩小以及将燃烧室热负荷进行降低等这些方式使产生的氮氧化合物可以减少。燃烧转化的方式主要有以下几个：将氮氧化合物然器进行降低、烟气循环法以及二段燃烧法将产生的氮氧化合物进行降低。⑵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。
1.2国内外应用的脱硝技术
选择性催化还原法是当前世界上相对成熟而且具有较高效率的脱硝方法，国外一些发达国家以及欧洲的一些大型水电厂对排放的氮氧化合物的控制，就是利用这项技术进行的，这项技术的缺点主要是具有较高的成本以及在短时间内难以应用催化剂活性。
⑴国外应用的脱硝技术。在国际上占据首位的就是美国电厂的装机总量，虽然当前不断增加燃气轮机发电和天然气锅炉的数量，但是主要对热能进行提供的还是燃煤发电机，这也是无法将氮氧化合物排放总量进行降低的主要原因。美国主要是结合低公害燃烧器和低公害型燃烧的方式进行使用，同时还对三段燃烧的技术方法进行使用，从而对氮氧化合物的排放总量进行控制。德国主要是对多种产生氮氧化合物进行降低的燃烧器进行研制，烟气中氮氧化合物含量低于排放标准的目标基本上所有的脱氮方法都可以实现。其主要是对二级脱氮，如选择性催化还原脱氮和非催化还原等脱氮方法进行使用，一般情况作为还原试剂的就是氨气。在德国选择性非催化还原的实例就是大部分的小功率发电机。
⑵我国应用的脱硝技术。当前我国在实现烟气脱硝的技术方法过程中存在着一定的难度，造成这种现象的主要原因是技术所需要的相关设备具有非常昂贵的价格，因此只有很少的国家对烟气脱硝的设备进行了普遍的安装。我国与发达国家之间的经济实力还存在着一定的差距，有许多的先天不足存在于脱硝技术的过程中。但是，由于脱硝产业的发展前景比较广阔，因此有些环保企业和科研单位已经对先进的脱硝方法进行研究。选择性催化还原法是当前我国主要使用的脱硝方式。
2脱硫脱硝一体化技术设计
2.1概述
环保理念的不断发展，受到各个行业的广泛关注，在环保理念下，对火电厂烟气的排放要求越来越高，传统的脱硫技术和脱硝技术已经无法满足当前社会发展的需求，所以必须对烟气处理技术进行创新，针对这一问题，技术人员将脱硫技术和脱硝技术进行结合，形成一种新型装置，这种一体化装置改变传统工作模式，优化脱硫脱硝技术。
2.2流程设计
火电厂中排放出烟气以后，会被旋风器进行首次清除，并将大型颗粒进行回收，之后大部分的除尘和脱硫脱氮工作在自激式除尘器中完成，然后再次经过冲击淋洗塔的除尘脱硫脱氮工作，最后利用汽水分离器将其分开，进行最后一次除尘脱硫脱氮工作。
2.3物料衡算
物料衡算是指在遵循质量守恒定律的基础上进行工艺设计，并获得输入和输出与物流和金额定量计算过程，与此同时还可以获得设备和材料的平衡。物料平衡是脱硫脱硝一体化技术设计重要的组成部分，物料衡算工作直接影响着管道的选择和设计。
2.4热量计算
热量计算是以热力学第一定律为基础的一项计算工作，通过热量计算可以平衡工业生产中的物料。热量计算中需要对物料进行采集，并在物料中提取能量，这种能量在生活中随处可见比如说热能、动能等，在火电厂生产中最常见的就是热能。
3脱硫脱硝一体化的发展趋势
3.1联合脱硫脱硝一体化技术
联合脱硫脱硝一体化技术在传统烟气脱硫技术基础上，结合选择性催化还原技术形成的一体化技术，这一技术大多的是在脱硫装置之后增加脱硝装置，提高脱硫脱硝工作效率，但是这种技术通常是由两个独立流程组合而成，有占地面积大、操作流程复杂的缺点。
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3.1.1SNRB烟气净化工艺
这一技术将脱硫、脱硝、除尘三者在脉冲喷射式布袋除尘室中结合为一体，在排出的烟气中通过布袋除尘器将二氧化硫进行去除，对于含氮的物质可以向布袋除尘室中加入氨气，除尘这一目标主要是通过布袋的自身提点实现的。在适用范围内这种技术脱硫脱硝技术完成率可以达到90%。这一技术在应用时在一个设备上完成三种物质的脱除，在实现高效运作的同时降低深生产成本。
3.1.2活性碳法
活性碳方法主要是利用了二氧化硫能够被活性焦炭所吸附的特点，在烟气处理中对硫、硝物质进行去除。在催化剂的作用下将硫、硝转化成能够被活性炭吸附的硫酸和硝酸，并且能够随着脱硫塔中活性焦炭一同进入分离设备中。另外在烟气中被脱离的二氧化硫会在此经过加工进入二次脱硫脱硝设备中，经过活性碳的作用与催化剂发生反应形成氮气。同时吸附硫酸的活性炭物质在设备350℃高温作用下产生二氧化硫，这种方法中二氧化硫的脱除率可以高达95%以上，成为当前火电厂烟气脱硫脱硝技术中比较高效的技术。但是在这一工艺中，脱硫脱硝的效率会受到活性炭滞留时间、入口烟温等因素的影响。
3.2同时脱硫脱硝一体化技术
3.2.1干式同时脱硫脱硝一体化技术
（1）高能辐射法。高能辐射法又包括电子束照射法和脉冲电晕等离子体法，这两种形式在设备上有一定差别但是反应机理有一致性。电子束法是利用电子加速器的作用，将烟气中的有害物质进行氧化并与水蒸气形成反应产生雾状的硫酸和硝酸，硫酸和硝酸与设备中的氨气发生化学反应形成硫酸氨和硝酸氨，经过净化后可以排放入空气中。脉冲电晕法是将电子束法中的加速电子束用高压脉冲电源代替，其余工艺是相似的，最终实现脱硫脱硝目的。电子束法目前已经得到使用，这种方法在使用时不会产生废水和废渣，也不会对环境造成二次污染，并且这一工艺中产生的副产物还可以成为农业肥料的原材料，具有极高的经济效益，但是存在耗能高的缺点，在使用时还必须注意对X射线的防护，避免出现污染转嫁。而脉冲电晕法的这一技术还正在试用阶段，并没有得到推广使用。
（2）NOxSO工艺。NOxSO技术是利用了干式、可再生的一种新型系统，这种技术可以有效脱除高硫煤锅烟气中的二氧化硫和氮氧化物，这种方法可以应用于比较大型的电站或者工业锅炉中，这种技术的最大优点是，有效提高对二氧化硫和氮氧化物的脱除率，并且还可以生产出比较畅销的商业等级硫。
3.3湿法烟气同时脱硫脱硝技术
3.3.1WSA-SNOx
工艺。在这一工艺中烟气首先在SCR反应器中与催化剂发生反应，氮氧化物被氨还原成氮气，之后烟气进入改制器中，将二氧化硫催化成三氧化硫，然后在瀑布膜中冷凝器的作用下，将气体进行凝结合反应产生硫酸，经过浓缩技术可以形成浓硫酸，这种工艺除了消除氨气以外不消除其他的化学物质，同时不会产生废水废气等，脱硝率能够达到95%以上，具有巨大优势，其缺点是投资费用比较高，并且产生的浓硫酸运输和储藏都存在一定难度。
3.3.2氯酸氧化法
这种方法是在强氧化剂的作用下，吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化合物，采用氧化吸收塔以及碱式吸收塔两种工艺，对硫和硝的脱除率非常高。在应用这一工艺中，还可以将烟气中的含有的微量金属元素去除，具有极强的应用性和实用性，这一工艺中的优点是在常温或者吸收剂比较低的情况下仍然能够对烟气进行氧化吸收。当然这种工艺也有缺点，其缺点是对氯酸吸收剂难以进行把控，会产生二次污染的废酸，其缺点的存在在应用中受到一定限制。3.2.3湿式络合吸收法。这一方法是在湿法脱硫技术中加入适量的金属螯合物，这种物质能够迅速与氮氧化合物发生反应，加快氮氧化物的吸收，同时实现脱硫脱硝功能，但是这一技术中金属螯合物的循环利用比较困难，所以在应用中还没有得到广泛推广。
4火电厂脱硫脱硝技术和节能环保
在工业化进程深入的背景下，其所造成的环境污染问题也逐渐突显出来，为此，人们开始重视环境保护。针对火电厂烟气的处理，在全球范围内都将精力放在烟气的脱硫脱硝技术上。而且，对于火电厂的脱硫脱硝一体化技术也加大了投入，进一步推动该技术的发展。当前，所研究的主要方向就是通过低成本投入与低运行费用，获得较高的能源利用率，实现能源利用的可持续发展。
在对火电厂烟气脱硫脱硝技术的运用过程中，也充分利用了副产品，在烟气的脱硫脱硝处理方面，不仅规避了副产品的二次污染，而且还综合利用了副产品，一定程度上增强了能源利用效率，达到了节能环保的目标，使得烟气脱硫脱硝一体化技术的运用水平与效果都得到了提升。由此可见，通过对副产品的研究与应用，不仅能够实现火电厂烟气的脱硫脱硝，与此同时也充分地利用了资源，能够达到节能环保的标准要求，使得经济与社会效益都有明显提高。
结束语
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。
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论文作者:葛昕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/17
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