摘要：我国的工业化进程在社会经济的推动作用之下迅速深入，也同样反作用于社会经济发展。工业化的发展严重污染生态环境，特别是火电厂，因为其实际运行主要依靠煤炭燃烧，在实际的燃烧过程当中会释放硫、硝，直接进入到大气当中，使得大气被严重污染。现阶段，在火电厂的烟气脱硫脱硝方面，研发并使用了脱硫脱硝一体化技术，使得火电厂煤炭燃烧对于生态环境的污染有效地降低，一定程度上也实现了能源利用效率的提升。文章针对当前国内的典型火电厂脱硫脱硝一体化技术和工艺流程进行了重点阐述，旨在更好地推动我国火电厂脱硫脱硝一体化技术的可持续发展。
关键词：火电厂；烟气脱硫脱硝技术；节能
社会经济的快速发展促进了工业化建设进程的加快，火力厂数量、规模不断增加、增大的同时，也造成了非常严重的生态破坏、大气污染。在这样的情况下，若不及时采取针对性的措施，则可能会造成更为严重的后果。因此，在当前的形势下，加强对火电厂大气污染排放现状、烟气脱硫脱硝技术问题研究，具有非常重大的现实意义。
1、当前国内燃煤火电厂大气污染物排放现状及危害
由于能源结构的制约，目前我国的火力发电厂主要以燃煤为主。在煤的燃烧过程中，不可避免的会产生粉尘、S02、NOx、CO和CO2等有害气体，其中S02和NOx对大气的污染十分明显。煤炭中通常含有1%左右的硫，平均每燃烧一吨煤，大约就会产生20公斤二氧化硫。据相关环保部门统计，自1995年以来，我国每年的二氧化硫排放量都在2千万吨以上，其中工业排放量占比近90%。二氧化硫的大量排放，导致城市空气质量的严重恶化和大规模的酸雨污染。通过环境检测部门了解到，约有73.7%的城市人口暴露在质量未达标的空气中，尤其以人口规模在百万以上的特大城市最为严重。其中22.4%的城市二氧化硫超标，主要分布在华北地区和四川、贵州等中部省份，但是现在范围已有逐步扩大的趋势。氮氧化物也是燃煤过程中产生的重要污染物，它可以与挥发性有机化合物在阳光下发生光化学反应，生成类似臭氧的氧化剂，同时产生很多细小的微粒，形成光化学烟雾。光化学烟雾对人的眼、鼻、肺和造血组织都会造成强烈的刺激和损伤。一般煤中平均含氮量为1%一2%，经燃烧之后大约20%一80%会转化为氮氧化物。早在2009年，我国工业生产中排放的氮氧化物已经超过了1.4千万吨，近年来仍呈现逐渐增长的趋势。
2、烟气脱硫与脱硝技术
2.1烟气脱硫技术
减少烟气中二氧化硫的有效方法之一是烟气脱硫技术，目前烟气脱硫技术种类达几十种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法与干法三大类脱硫工艺。期中干法工艺是用固态粉末状或颗粒状催化剂或者吸收剂去脱除烟气中的二氧化硫，此方法具体分为有氧化物法、活性炭法，等等；半干脱硫技术包括烟道流化床脱硫法、炉内喷钙炉后活化法、喷雾等半干法；湿法脱硫使用的是液体吸收体来吸收烟气中的二氧化硫，包括石灰石/石灰-石膏、海水脱硫工艺等常用湿法脱硫工艺。这三种传统烟气脱硫技术各有长短，干法脱硫在烟气含硫量较低的情况下，工作效率很高，但是其脱硫产物不能被用来循环使用，造成资源的浪费；半干法脱硫方法是一种比干法脱硫方法工作效率更高的脱硫方法，反应产物循环效率低，使用时间上没有很好的连续性。传统的三大类脱硫工艺中湿法脱硫技术较为成熟，技术成本低，脱硫效率高，操作简单，循环性大，脱硫后产物可以得到很好的再回收利用，是现在我国大部分电厂较常用的烟气脱硫技术。但是它还是有脱硫系统较复杂、设备成本较高的缺点。
近几年，很多业内研究者根据传统烟气脱硫技术的短板进行了一系列的革新。以尿素溶液为吸收剂对超重力旋转填料床中烟气的二氧化硫进行吸收，准确地处理好液气比、尿素溶液溶度、填料床转速和脱硫率的关系，尿素脱硫工艺和超重力技术的完美结合，实现了高效脱硫的目标。该超重力尿素脱硫工艺投资少的特点很好的填补了传统工艺的缺陷。除此之外，新型的活性炭脱硫剂技术，新型柱状活性炭等，都很好地促进了传统烟气脱硫技术的完善与应用。
2.2烟气脱硝技术分析
烟气脱硝技术主要是通过还原剂的使用将烟气中的氮氧化物转化成氮气，从而实现烟气脱硝。当前阶段，我国的烟气脱硝技术仍旧处于发展阶段，完善性较差，因此，在烟气脱硝处理中大多使用的是从国外引进的技术。比较常见的烟气脱硝方法包括催化还原法、选择性催化还原法以及联合法。目前，世界上最完善的烟气脱硝技术是选择性催化还原法，主要是通过NH3将烟气中的氮氧化物还原成氮气和水。
3、火电厂烟气脱硫脱硝技术
3.1活性炭技术
活性炭技术的主要原理是在整个脱硫体系当中加入一定量的氨，然后借助氧气与水蒸气的共同作用，可以同时将硝酸根离子与二氧化硫气体除去，该项技术的脱硫效率可以达到90%以上，脱硝可达50%以上。具体而言，该项技术主要是借助活性炭的吸附能力，将火电厂烟气当中的二氧化硫等有害气体吸附，同时在反应中加入适量的催化剂，从而将二氧化硫和硝酸根等转化为溶于水的硫酸与硝酸，最终将这两者完全吸附在活性炭上的过程，最终完成烟气的脱硫脱硝处理。再者，在烟气中脱离出来的部分二氧化硫还会经过二次加工，让其中的有害物质与催化剂一同发生反应，最终形成氮气。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，在一层设备中存留在活性炭中的硫酸会受到一定的高温处理，进而将硫酸中的二氧化硫气体释放出来，确保后期阶段释放出的烟气效果更为理想，据相关数据报道，在火电厂的烟气脱硫脱硝处理中使用活性炭技术，其效率有时可达95%，这也是该项技术一直备受关注的重要原因。
3.2石灰石—石膏技术的应用
石灰石-石膏脱硝技术在火电厂运行中的应用十分频繁，并且也是现阶段应用的主流技术，操作起来相对比较简单，工艺性能稳定，在具体应用过程中，脱硝效率高是该项技术在实际应用过程中的主要优势。此外，与其他技术相比，该项技术能够很好的对烟气中的二氧化硫进行控制，减小烟气对大气造成的污染。火电厂中产生的烟气会与石灰石浆液发生反应，此时，二氧化硫将会被吸收。同时，向浆液中加入空气，可以氧化亚硫酸钙，最终形成石膏，实现对火电厂烟气脱硫、脱硝的处理效果。但是，需要注意的是，在对该项技术进行应用时，会形成一定的废渣、废气，当这些污染物被排放到空气、外界环境中，容易引起其他类型的环境污染，因此，在应用该项技术时，要对火电厂的运行情况进行深入探讨，确保该项技术应用的合理性。
3.3高能辐射法
高能辐射法作为一项较为先进的烟气脱硫脱硝技术，在当前的火电厂烟气处理中使用的范围还不是很广。这种方法主要是通过对火电厂所产生的有害气体进行高能辐射，最终实现一定程度的脱硫脱硝。
从目前国内的高能辐射技术研究来看，该种方法主要分为两种，即电子照射与离子法。其中前者的主要原理是利用电子加速器对烟气中的硫、氮等危害物进行气化，确保其在发生强烈氧化后可以与水混合反应，生成易消除的氮硫化物，同时再与烟气当中的氨进行反应生成易于清除的氨化物，最终将烟气净化。当前阶段，很多学者认为离子法可以通过热化学反应、氧化路径的方式将烟气当中的二氧化硫与氮气等物质分离出来
3.4氨法
运用氨法进行烟气脱硫处理，这一方法的主要通过吸收、循环、氧化、浓缩等流程实现。其详细过程为利用氨水溶液吸收烟气中含有的危害物质二氧化硫，将其转化为易溶于水的亚硫酸盐。第二个环节，就是对氨进行循环使用，以此来提高氨的利用效率。在接下来的氧化环节，借助压缩风机将物质转化成硫酸铵。最后主要是针对硫酸铵的处理，将其氧化生成相应的硫酸铵产品。运用该种方法进行脱硫处理，不会产生一定的固体废弃物与废水等物质，其所产生的物质附加值也相对较高，因此，就目前来说，该种方法具有很强的应用前景，值得很多火电厂生产厂家去尝试，从而进一步减少烟气带来的大气污染。
3.5低氮燃烧技术的应用
低氮燃烧技术是一种合理的脱硝技术，其主要被应用于火电厂燃煤煤炭过程中，通过对该项技术进行应用，火电厂中的相关工作人员，要对燃烧条件进行改变，从而达到降低烟气中有害物的具体含量。对低氮燃烧进行分析可以发现该项技术分为五类：循环硫化床锅炉燃烧；空气分级燃烧；烟气再循环；氮氧化物燃烧器；燃料分级燃烧。将上述低碳燃烧技术应用到火电厂中，都会通过利用燃烧燃料方法达到脱硝效果，实际应用期间，可以降低空气比，改变空气混合方式，避免烟气中生成氮氧化物，虽然从理论上来说，低碳燃烧技术能够取得不错的效果，但是从目前的实际情况来看，脱硝效果并不十分理想。
4、脱硫脱硝节能环保策略
在现代工业背景下，我国发电仍然以火电厂为主，火电厂在发电过程中，烟气中会存在大量的有毒有害物质，这会对生态环境造成较为严重的破坏。因此，火电厂运行过程中，为了提高脱硫、脱硝效果，相关工作人员要对火电厂的基本运行情况以及火电厂的规模，采用合理的脱硫、脱硝技术，从而提升节能环保效果。同时，火电厂管理人员还应当加强对该项技术二次污染的合理控制，一方面，可以确保排放的烟气中不含有硫化物、氮化物，同时，不会含有其他有害物质。另一方面，在对脱硫、脱硝技术应用过程中，应当积极加强对相关副产品的研究，对火电厂中的资源进行合理应用，达到我国环保标准，保证火电厂在运行过程中不会对生态环境造成污染。
结束语
在对火电厂烟气脱硫、脱硝处理时，要对脱硫、脱硝技术进行合理应用，使脱硫、脱硝效果能够得到进一步提高，减少有毒有害物质的排放量。此外，进行脱硫脱硝处理，会形成大量的副产品，提高对各项资源的利用率，降低火电的运行成本，减少能源消耗，一方面，提升了经济效益，另一方面，也降低了二次污染发生的几率。
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论文作者:李少云
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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