摘要：燃煤电厂在发电过程中会产生大量的有害物质，破坏大气环境，对民众的身体健康产生了不利影响，同时也制约了我国的经济发展。因此，燃煤电厂必须要努力寻找解决措施，制定科学的治理方案，研发新型的绿色能源，减少排污量，不断完善脱硫脱硝技术，实现经济发展与环境保护的双赢局面。
关键词：电厂；烟气脱硫脱硝；氮氧化物；二氧化硫
我国的供电系统主要是燃煤供电，电厂在发电的时候会产生较多的有害物质，破坏了自然环境，因此燃煤电厂必须要采取一定措施治理燃煤烟气，解决环境污染问题。
1 电厂烟气脱硫脱硝的原理和方法
1.1 电厂烟气脱硫的原理和方法
为实现燃煤电厂SO2的污染控制目标，各国研究人员已经研发出很多燃煤锅炉控制SO2技术，具体如表1所示：
1.2 电厂烟气脱硝的原理和方法
第一，SCR工艺。作为目前我国燃煤电厂广泛采用的烟气脱硝工艺，SCR是将还原剂NH3喷入锅炉省煤器下游300～400℃的烟道内，在催化剂作用下将烟气中NOx还原为H2O和N2。第二，SNCR工艺。SNCR工艺是利用机械师喷枪将氨基还原剂（如氨水、尿素等）溶液雾化成液滴喷入炉膛，热解生成气态NH3，在950～1050℃的温度区域和没有催化剂的条件下，NH3和烟气中的NOx发生选择性非催化还原反应，NOx被还原为H2O和N2。其主要反应为：
①以尿素为还原剂时的反应如下：
CO（NH2）2→2NH2+CO
NH2+NOx→H2O+N2
O+NOx→N2+CO2
②以氨为还原剂时的反应为：NH3+NOx→H2O+N2。
③如果炉膛内的温度超过反应温度窗口时，NH3会被氧化为NOx，其反应为：NH3+O2→NOx+H2O。
第三，SNCR-SCR工艺。SNCR-SCR工艺综合了SCR工艺和SNCR工艺的优点，其具有两个反应区（SNCR反应区和SCR反应区），首先在炉膛中的SNCR反应区（第一反应区）内进行初步脱氨，然后SNCR反应区中没有消耗完的NH3作为下游SCR的还原剂，在SCR反应区（第二反应区）中进行进一步脱氨。理论上，SNCR反应区在脱除部分NOx的同时会为后面的催化法脱硝提供所需的氨，但是控制好氨的分布以适应NOx的分布改变却十分困难，因此通常SNCR-SCR工艺需要在SCR反应器中安装一个辅助氨喷射系统，准确地试验和调节辅助氨喷射来改善氨在反应器中的分布。
2治理燃煤电厂烟气的有效策略
燃煤电厂产生的有害物质不仅严重污染了自然环境，而且其给民众的身体健康带来了较大的威胁，因此必须要采取一定的措施来治理电厂排出的烟气。各大电厂应该用发展的眼光来对待烟气治理问题，做好相应的预防措施，借助各种可用资源，减少烟气污染，改善生态环境。
2.1 科学应用除尘设备
目前，燃煤电厂常用的除尘器有机械式除尘器、布袋除尘器、静电除尘器等。机械式除尘器虽然成本较低，但是自动化程度比较落后，所以这种除尘器通常应用于小规模的电厂，在新建的机组上的应用很少；布袋除尘器除尘效率超过99.9%，是目前使用最广泛的一种除尘器，但是布袋严重受到烟气温度湿度和含硫量的影响，而且较易堵塞；静电吸尘器的除尘效率超过99%，其不会受到粒子质量的影响，实现了高效吸尘，而且开发成本较低，所以受到燃煤电厂的欢迎。
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2.2 及时更新烟气治理技术
燃煤电厂若想从根源上解决烟气问题，必须要不断提升烟气治理技术，引进先进的技术，将烟气中含有的有害物质消除，才能减少环境污染。因此，燃煤电厂应该及时更新废气治理技术，加大废气治理技术的资金投入，对传统技术进行完善，将废气治理技术和洁净煤技术结合在一起，改善电气污染现状。
2.3 研发新型绿色能源
开发新能源的周期较长，在研发新型能源的时候，应该尽量节约能源，提高经济效益，使经济效益与环境保护达到一个平衡状态。此外，还需要对污染源进行控制，做好污染预防工作，开发绿色能源，改善环境。
3 脱硫脱硝技术的应用
燃煤电厂对环境的污染较大，产生的烟气中含有大量的有害物质，其中二氧化硫等氮氧化合物的含量最高，因此控制二氧化硫的含量就是控制烟气污染最有效的措施。电厂处理二氧化硫的方法较多，最常用的两种方法为：烟气脱硫、掺烧脱硫。这两种方法大幅度降低了有害气体的排放，改善了环境污染问题。
3.1 脱硫技术的应用
脱硫技术主要针对的是煤炭中含有的硫成分，在燃烧前、燃烧中、燃烧后，均需要进行物理法脱硫技术，即根据磁特性降低煤炭中硫元素的含量。在燃烧过程中，技术人员采用的化学法脱硫技术，即高温燃烧煤炭的时候，向其中添加固硫剂，固硫剂会与含硫化合物发生化学反应，最终生成硫酸盐，随后将硫酸盐与残渣一起排除。完成燃烧后，为了避免二氧化硫排放到空气中，需要采用FGD脱硫法，即采用干法、半干法、湿法脱硫。干法脱硫指的是利用颗粒状吸收剂或者粉状吸收剂使二氧化硫发生催化反应，降低二氧化硫排放量，此法反应时间较强，但是所需的成本较低，而且容易操作，所以在除硫工作中得到了广泛应用。半干法脱硫值得是，在高温状态下，碱性粉末与二氧化硫发生反应生成固态粉末，此法操作简单，所需的设备较少，所以在电厂中也受到了青睐。湿法脱硫则将强碱性溶液当作吸收二氧化硫的器皿，同时辅以石膏吸硫，脱硫效果较好，在低硫煤、中硫煤、高硫煤中均得到应用。
3.2 脱硝技术的应用
燃煤电厂应用脱硝技术是为了去除烟气中的氮氧化合物，具体就是降低燃烧中、燃烧后氮氧化合物的生成。为了降低生成的氮氧化合物的含量，首先可以降低锅炉内氧气含量，尽量减少煤气在高温状态下的反应时间，以免造成燃烧型的氮氧化物生成。控制床温，使因为温度过高，空气中的氮气被氧化后生成的氮氧化物达到最低，降低氮氧化合物的含量，其原理与操作手段与脱硫技术相同。粉末吸附法最好选择活性炭等吸附功能较好的物质；催化还原尽量选取氮元素化合价元素。再者，在具体操作中还可以应用电子束处理技术，即用电子束照射烟气，电子束的能量在0.8MeV-1MeV范围内，其能够使二氧化硫、氮氧化物转变为硫酸铵和硝酸铵，该技术已经被有些电厂所应用，并且取得了不错的效果。
3.3 脱硫脱硝技术的发展方向
近些年，科学技术日新月异，针对烟气脱硫脱硝技术，相关研究也会更加深入。目前，我国各大燃煤电厂主要应用的是干法脱硫脱硝技术，为了进一步提升脱硫脱硝技术的水平，降低投入成本，提高经济效益，相关企业未来可能会重点研究湿法脱硫脱硝技术。总而言之，无论开发哪一种脱硫脱硝技术，都是从电厂的实际情况出发。
4 烟气脱硫脱硝技术在燃煤电厂的具体应用
联合烟气脱硫脱硝技术是采用湿技术集合高性能石灰石、石膏烟气脱硫系统排除SO2，并结合SNCR工艺来排除NOx。联合脱硫脱硝技术是目前燃煤电厂常用的方法，脱硫率≥90%，脱硝率≥80%，达到理想的脱硫脱硝效果。但联合烟气脱硫脱硝技术也有一些固有的缺陷，如在脱硫脱硝过程中会出现设备表面结垢现象，严重影响脱硫脱硝的效率，更有甚者会造成设备的阻塞与腐蚀，不利于设备的正常运行。
5 讨论
对于燃煤电厂而言，SO2和NOx是在大气环境中形成的主要污染物，也是产生光化学烟雾和温室效应的最根本原因，因此火电厂烟气治理中非常重视脱硫脱硝技术的应用。在燃煤电厂中，由于脱硫、脱硝装置投资巨大，分别减少会造成很大的资金浪费，因此未来烟气脱硫脱硝一体化技术将是研究工作的重点之一，对我国控制大气污染、改善大气质量具有十分重要的意义。
参考文献
[1] 叶蔚，蔚焦厦.电厂烟气脱硫脱硝技术研究分析[J].军民两用技术与产品，2015（8）.
[2]冯威.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的发展[J].广州化工，2013（08）：50-51+93.
论文作者:王帅涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/13
标签：烟气论文; 电厂论文; 技术论文; 燃煤论文; 还原剂论文; 工艺论文; 二氧化论文; 《电力设备》2017年第31期论文;