摘要：近年来国内经济发展迅速，生产生活的电量消耗也逐年增加。国内电能的供给主要来自火电厂，火力发电主要靠燃料的燃烧，随着燃烧作用的完成大量的废气烟雾会排出到大气中，一旦烟气中的有害物质得不到控制就会引起大气与环境的污染，造成酸雨与粉尘等环境灾害，影响到人们的生命财产安全。本文将针对火电厂现有的脱硫技术进行研究，在实现脱硝的同时，展开对脱硫脱硝一体化技术的分析，实现火电厂对废气中有害物质的控制，努力实现电厂可持续发展与环境保护双赢的局面。
关键词：火电厂；脱硝技术；脱硫脱硝一体化；发展趋势
引言：随着全球气候变暖与大气污染等环境灾害的不断加剧，国内逐渐意识到环境保护的重要性，以牺牲环境为代价换来的经济效益是得不偿失的。火电厂作为电能的主要来源，是导致大气污染与酸雨等灾害的主要来源，虽然国内正努力开发清洁能源，但是相对于国内日益增长的用电需求来说仍是杯水车薪。因此环保部门把火电厂列为重要监督对象，火电厂也努力推进脱硝技术的应用，如何以最经济的手段实现电能的生产与环境保护是火电厂面临的最大问题，脱硫脱硝一体化是目前火电厂主要的研究方向，也可以为火电厂节省大量的成本，降低污染气体的排放，在满足电能要求的同时实现环境保护。
一、脱硝技术的发展及现状
国外的环境保护意识较高内高出很多，在清洁能源与烟气排放上较国内的研究也早了几十年，因此国外在相关火力发电脱硝技术上的研究比较成熟，效果也比较理想。美国的火力火力发电也以煤、天然气为主，但是氮氧化物的排放量远远低于国内水平，主要是美国的脱硝工艺比较成熟，推广使用了低公害燃烧器与三段燃烧等技术；德国采用二级脱氮技术则相对的更加成熟，主要利用非催化还原法实现对硝化物的选择性处理,该方法是目前世界公认的最先进脱销技术之一。但是该技术对催化剂的活性要求较高，增加了脱硝技术的费用消耗，导致电能成本的增加，在人口相对密集、电能需求较高的地区很难推广。
国内的脱硝技术由于成本高昂，导致只有部分火电厂推广使用，因此国内脱硝工艺发展较慢，工艺相对的比较落后。近年来环保政策的不断要求，才促使脱硝技术的不断发展，国内常用炉内脱硝与烟气脱硝两种方式去除火电厂的硝化物。随着环保政策的收紧，许多科研机构与火电厂相结合，努力推进脱硝技术的研发工作，新型的火电厂都对烟气脱硝上进行了初步设计，用来应对烟气脱硝的技术改造。
火电厂采取的脱硝技术根据控制脱硝环节的不同常分为烟气脱硝与炉内脱硝两种，随着应用的不断推进，加上研究的深入人们意识到炉内脱硝的效率十分有限，改善的空间远远不如烟气脱硝，这主要是由于已有锅炉型号的限制导致的许多工艺技术难以有效实施。现有的脱硝工艺分为：传统的脱硝工艺生产温度决定了内部发生的化学变化，炉内脱硝工艺主要利用含氮物质与燃烧的一氧化氮反应去除其中的氮化物，合成可以排放的氮气与水，达到排放要求；烟气脱硝工艺，主要利用烟气的高温，在高温下使还原剂与氮氧化物进行反应，去除烟气中的氮氧化物。对比两类脱硝技术可以发现炉内脱硝不需要额外添加设备，成本相对较低，操作也比较简单，但是炉内脱硝效率受限于已有的锅炉设备。新型脱硝技术充分结合了炉内脱硝与低碳燃烧工艺，可以在脱硝的同时对燃料中的硫化物进行去除，实现脱硫脱硝一体化。
二、火电厂脱硫脱硝技术一体化的发展现状
火电厂作为能源消耗与产出废气的主要场所，不仅是二氧化碳的主要产出地，还是各种硫化物与氮化物的主要源头之一，因此控制火电厂中的硫化物与氮化物的排放，保证废气中氮、硫化物达到标准，是火电厂亟待解决的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除了上述的脱硝工艺，脱硫也是火电厂需要面对的主要问题，结合目前脱硫技术的应用，可以发展湿法脱硫与半干法脱硫是主要分类。半干法脱硫技术主要的反映场所是吸收塔，利用喷雾实现硫化物在塔内的分离，除了喷雾还可以利用吸附材料对二氧化硫的吸附反应原理，除去烟气中硫化物，保证排放达标。湿法脱硫则主要利用石灰水等液体物质与硫化物进行反应，使烟气通过脱硫液体，达到对硫化物的过滤吸附，该方式脱硫效果比较明显。对比之后可以看出湿法脱硫不仅效率高，而且产出物可被重复利用，只是设备成本相对的较大。因此要保证脱硫与脱硝工作的有效性，就要研发新型的工艺，因为同时增加脱硫设备与脱硝设备，不仅需要大量的资金，还会引起占地面积的增加，对火电厂企业来说难以接受。实现脱硫脱硝一体化可以为火电厂节省大量的资金投入，还可以提升脱硫脱硝的效率，同时脱硫脱硝与联合脱硫脱硝是目前常见的两种脱硫脱硝一体化方式。
三、脱硫脱硝一体化技术的应用
1.联合脱硫脱硝技术。该方式结合了脱硫工艺与脱硝工艺的共同点，实现了两者的结合统一。根据采取工艺的不同，联合脱硫脱硝的技术方法存在很大差异，据不完全统计有近60种左右。常见的有：炉内脱硫脱硝，该技术目前逐渐趋于成熟，该工艺主要反应过程目前已经不受锅炉型号与设备尺寸的局限，适用于目前绝大部分火电厂。采用氨气作为化学反应试剂，不仅原料容易生产，可操作性与技术要求也不高，可以节省大量的维护资金，实现脱硫脱硝的转化率高达95% ，但是该方式也存在耗能大的缺点，实际产出的效益有限。目前该方式仅被用在环保要求较高的发达国家或地区；烟气脱硫脱硝一体化技术，采用氨气去除氮氧化物结合石灰水的脱硫实现对烟气中硫化物与氮化物的处理，该方式可以通过对废液的分离处理实现重复利用，转化效果也比较明显，同时还可以避免烟气处理过程中出现的二次污染；干式脱硫脱硝一体化技术，该技术结合了低氮氧化物的燃烧、燃尽通风、选择性非催化还原与喷射干吸附剂四个过程，比较适用于现有的燃煤机组，实现在炉内与排放通道内对硫化物与氮化物的处理，转化效率均高于70%。
2同时脱硫脱硝技术。该方式就是要实现脱硫与脱硝的同时性，节约烟气处理时间，提高转化效率。根据工艺不同有干式同时脱硫脱硝与湿式脱硫脱硝两类，目前使用较多的是前者，后者转化效率高，是将来主要的一体化研究方向。干式同时脱硫脱硝，活性炭脱硝脱硫与电子束照射脱硫脱硝比较常见，其中活性炭脱硫脱硝转化效率较高，还可以重复利用吸附的硫化物，最早出现在日本，电子束照射法利用高压喷雾具有效率高，可操作性强，重复利用硫、氮元素的特点；湿法同时脱硫脱硝工艺尚不成熟，目前主要以研究为主，氯酸氧化与湿法配合吸收是两个主要方向，其中氯酸氧化利用氯酸对氮氧化物与硫化物的转化，将其高效的转化为硝酸与硫酸，可以有效的去除废气中的有害物质，但是生成的酸液不利于处理与运输，增加了设备的投入，湿法配合吸收则充分利用洗涤系统对废气进行处理，实现脱硫与脱硝同时进行，只是该法对氮氧化物的处理效率不高，仍在持续的改善中，最终化合物的重复利用也是需要解决的问题。
四、结束语
本文针对现有火电厂的脱硝技术展开研究，分析了现有脱硝技术的主要应用现状，之后对比国内外脱硫脱硝一体化研究的方向，对国内火电厂实行脱硫脱硝一体化展开研究。实现脱硫脱硝一体化可以为火电厂节省大量的资金投入，还能为环保持续发展做贡献。
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论文作者:郝浩天
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/25
标签：火电厂论文; 技术论文; 烟气论文; 硫化物论文; 工艺论文; 氮化物论文; 氧化物论文; 《防护工程》2018年第27期论文;