摘要：我国在电厂的烟气脱硫研究起步较早，但发展的速度比较慢。通过对电厂烟气脱硫系统运行优化，实现运行成本的降低具有重要的意义。环境保护是可持续发展最重要的系统之一。电厂的环境保护主要是指其脱硫和脱硝措施的改进。换句话说，脱硫脱硝措施是电厂环保的核心内容，因此分析电厂脱硫脱硝措施对可持续发展的重要性非常重要。本文分析了电厂烟气治理及脱硫脱硝技术。
关键词：电厂烟气治理；脱硫脱硝技术；措施分析
1 引言
随着国民经济水平的提高，人们对电能的需求量也在日益增多。力发电在电能供应上占据主体地位，力发电厂排放的尾气中含有有害气体，其中二氧化硫在大气中能发生一系列的氧化反应生成三氧化硫，进一步形成硫酸、硫酸盐和有机硫化合物，然后以湿沉降的方式降落到地表，也就是我们所说的“酸雨”。酸雨对环境的影响有多方面，对水生生态系统的危害表现在酸化的水体导致鱼类死亡；对陆生生态系统的危害表现在酸化土壤导致农作物和树木生长缓慢，乃至死亡。而烟气脱硫装置能有效吸收烟气中的二氧化硫气体，减少烟气对大自然环境的污染[1]。
2 电厂烟气治理现状
电厂煤炭在燃烧过程中会排出大量烟雾，烟雾排放物中含有大量污染物，会直接降低空气质量，对生态环境会产生严重危害。虽然电厂锅炉的烟气输出根据煤和锅炉设备的不同类型而有所不同，但由于额定蒸发功率较大，锅炉的烟气输出远远超过其他工业锅炉。电厂锅炉的燃烧温度高达1200摄氏度。电厂烟气中的气态污染物浓度相对低于化工厂和有色金属冶炼厂。虽然电厂排放的烟气污染物浓度较低，但污染物数量较多，污染范围较大，对生态环境影响较大。电厂烟气不仅严重影响人体健康，还给周边工农业生产带来一定的经济损失。因此，电厂应重视烟气处理工作，针对烟气排放的实际情况，合理使用烟气处理技术。
目前，电厂常用的烟气处理技术如下：首先是静电除尘器。静电除尘器的工作原理是通过高压电厂对电厂排出的烟气进行电离。由于高压直流电离条件的不均匀性使得烟气中的气体分子出现电离，因此大量的电子和离子，在电场力的作用下向双向极点移动，在移动过程中会遇到烟气中的粉尘，静电力将其吸附在集尘板中，并且通过摇动使板上的所有颗粒落入底部的集尘设备中。第二种是布袋除尘设备。布袋除尘设备是干式过滤除尘装置。当含有灰尘的烟气流过过滤装置时，灰尘被过滤掉，过滤材料在惯性和碰撞的影响下沉降，落入灰尘桶中。第三种是湿式除尘器。湿式除尘器的工作原理是当力发电厂燃烧排出的烟气在除尘设备中向上移动时，液体通过喷嘴喷出并向下移动，灰尘颗粒和液体经常出现在混合，使灰尘加湿，然后冷凝下降。当气体流速降低时，带有颗粒的液体将集中在底部，净化后的气体将从脱水设备的顶部排出。
3 脱硫脱硝技术整体分析
在脱硫后，能够产生脱硫副产品石膏，便于综合利用，提高经济效益。石灰石-石膏脱硫系统由石灰石浆制备系统、吸收系统、烟气再热系统、石膏脱水系统和废水处理系统组成，要实现脱硫系统的优化，就要结合在各个系统脱硫中发挥的作用，使各系统运行能够达到最佳的匹配度，实现效益的增加，成本的降低。
3.1 脱硫过程
电除尘器中会存在较多的烟气，烟气中含有大量的SO2和硫化物，烟气进入到吸收塔，在吸收塔内与石灰浆液结合，产生化学反应，在反应的过程中，浆液中的部分水分会被蒸发，使烟气进一步冷却，这样反复吸收，能将95%的含硫化物气体消除。
3.2 石灰石活性
石灰石活性在石灰石-石膏法脱硫技术中极为重要，影响到石灰石活性的因素较多，其中主要的因素为pH值和温度。这两项因素对脱硫反应速度具有较大影响，同时，通过反应速度的提高，能够在材料使用上、人工成本上和设备运行的电耗方面降低费用，提高生产效率。因此，在电厂烟气脱硫系统运行优化时，常常会在pH值和温度方面着手，使多方面因素能够实现最佳匹配度，实现效益最大化。
3.3 常用方法
烟气脱硫装置是在机组煤粉燃烧后对尾气进行净化的装置，按照脱硫方式和产物的处理形式，将脱硫分为干法、半干法和湿法三类。常见的烟气脱硫方法有海水脱硫、石灰石湿法脱硫、喷雾干燥烟气脱硫等，目前应用最广、技术最成熟的脱硫工艺是石灰石湿法脱硫。喷雾干燥烟气脱硫技术是利用喷雾干燥原理，在吸收剂喷入吸收塔以后，一方面与烟气中的二氧化硫发生化学反应，产生固体灰渣；另一方面烟气将余热传递给吸收剂使之不断干燥，在塔内发生脱硫反应后形成的废渣为固体粉尘状态。海水烟气脱硫是利用海水的天然碱性，吸收烟气中二氧化硫的一种脱硫工艺。水吸收烟气中气态二氧化硫生成亚硫酸，经氧化后生成硫酸，最终生成硫酸盐。石灰石湿法脱硫装置是采用石灰石浆液吸收烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸钙，亚硫酸钙经过氧化生成硫酸钙。由于硫酸钙的溶解度小，最后从溶液中析出石膏[1]。其主要反应式如下：
SO2（气）←→SO2（液）SO2+H2O←→H++HSO3-CaCO3（固）←→Ca2++CO32-2HSO3-+O2←→2H++2SO42-Ca2++SO42-←→CaSO4（固）
4 烟气脱硫系统优化分析以及优化效果
4.1 系统的优化分析
脱硫的过程就是化学反应的过程，pH值如果太高，会对设备有较大的损伤；pH值过低又会对反应起到抑制的作用，并且造成石灰石浆液的损耗，同时增加电力的消耗，使成本增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆符合浆液循环泵数量与pH值对照，能够保证脱硫效率（90%以上），使石灰石粉耗降低。
（1）吸收塔液位石灰石与锅炉烟气中的SO2反应需要具有合适的空间，空间太小会造成SO2气体外泄，空间过大会使浆液反应过度。因此，要通过液位的掌握，对反应空间合理控制，吸收塔液位一般控制在7.3～7.8m最佳[2]。
（2）石灰石的精细度石灰石粉精细度越高，与烟气中的SO2接触面积越大，反应的速度越快。但是提高石灰石的精细度也意味着成本的提高，这就需要达到一个最佳值，才能实现经济效益的最大化。通过实验比较，得出石灰石粉达到250目，90%的过筛率效果最佳，相比200目90%过筛率，提高脱硫效率0.5%，降低了石灰石的使用量。
（3）烟气系统优化通常情况下，使用2台增压风机，采用并联的方式运行，实现脱硫生产。在额定的负荷下进行脱硫，能够满足正常的生产需求；如果在低负荷情况下使用2台增压风机对锅炉负压产生较大的影响，不利于安全生产的要求。而两台增压风机的耗电量很大，增加了生产中的耗电量，因此，在满足符合锅炉总风量与除尘器压差的前提下，要进行多次的调整，获取最佳的运行方式。
4.2 优化效果分析
（1）pH值调整的效果在5台浆液循环泵同时运行情况下，pH值保持在5.5～6.0为最佳值，当4台也将循环泵同时运行情况下，pH值在5.8～6.2区间为最佳值，石灰石粉按照500元/t（全国均价）计算，每个值班能够节约1639元，每天4个值班可节约1639×4=6556元[3]。
（2）液位调整效果脱硫吸收塔石膏浆液液位对反应的速度具有较大影响，液位最佳值在7.3～7.8m，相对于7.3m以下，能够把脱硫效率提高0.5%以上。量按照20000t/d（以张家口发电厂为例）计算（煤种硫成分按照0.7%计算），SO2的产量为280t/d。如果能够把脱硫的效率提高0.5%，每天能够减少1.4t的SO2排量，排污费按照1000元/t计算，能节约排污费1400元/d[4]。
（3）石灰石粉精细度调整效果采用250目石灰石粉，90%过筛率，提高脱硫效率0.5%。量按照20000t/d（硫成分按照煤种0.7%计算）SO2的产量为280t/d。如果能够把脱硫的效率提高0.5%，每天能够减少1.4t的SO2排量，排污费按照1000元/t计算，能节约排污费1400元/d。
5 电厂烟气治理的方法
5.1 技术改进
较高的除尘设备的改进，可以在很大程度上缓解我国雾霾的频繁发生，同时可以降低电厂烟气处理的巨大压力。但是，这只是一种姑息治疗，不能完全避免烟气对空气和环境的污染。我们现在需要关注的不仅仅是经济平稳快速增长，而且还要坚持实施我国的可持续发展战略，创新生产技术，减少对环境的破坏，可以挽救生态环境，可以充分节约和保护越来越少的能源资源。电厂加大科技创新和投入的重点，随着烟气的发展与新技术的进步，在生产过程中具有环保效果的是尝试使用新技术和新设备，反复使用烟气的化学成分，在保证电厂经济效益的同时，也必须常重视烟气的处理工作，使我国经济能够顺利健康可持续发展。
5.2 运用联合脱硫脱硝技术
目前，脱硫脱硝技术在电厂的应用取得了显著进展。然而，脱硫脱硝技术的应用还不完善，也存在一些明显的缺陷。因此，应用脱硫脱硝联合技术是提高工作效率的重要途径之一。根据脱硫脱硝工艺的不同，将脱硫脱硝组合工艺分为活性炭/活性炭工艺、SONXTM联合脱硫脱硝、SNRBTM联合脱硫和反硝化。三种活性炭/活性炭工艺主要是解决化解吸收烟气，并对产物进行回收，二氧化硫吸收剂与烟气中的氧气反应生成二氧化碳。二氧化硫与水反应生成硫酸，硫酸被活性炭吸收。该工艺简单，成本低，但活性炭易挥发，易引起管道腐蚀。SONXTM是一种二氧化硫催化反应和催化还原催化反应完成二氧化硫转化为三氧化硫的方式和方法。具有较高的脱硫性能和脱氮率。该工艺对环境无二次污染，但硫酸的贮存和运输困难，SNRBTM采用高温袋式过滤器净化烟气中的氮氧化物和二氧化硫。该技术不仅占用空间小，而且不会对设备和管道造成腐蚀。但脱硫率和脱氮氯不如SONXTM联合脱硫脱硝技术。
6 结语
综上所述，我国的空气污染日益严重，急需烟气治理以及脱硫脱硝技术。虽然我国现阶段对电厂脱硫脱硝技术的研究取得了一定的成果，但为了解决环境问题，最大限度地脱硫脱硝技术的发展必须继续，实现硫化系统的升级，提高硫化效率，降低成本，实现社会效益和经济效益的双丰收结合实际研究，实用的采矿核心技术，仅在此方式可以完全控制空气质量的恶化，有助于我国的环境污染治理工程。希望本文的分析探讨，能够给我国电厂烟气脱硫系统运行升级方面带来一点参考。
参考文献：
[1]王磊.电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].科技与创新，2014（10）：151-151.
[2]王林，李春岩.电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].山东工业技术，2015（21）：138-138.
[3]王喜军.电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J].科技传播，2013（14）：151-151.
[4]林朝扶，陈显辉.石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统运行优化分析[J].广西电力，2007，30（4）：53-57.
[5]WarmLiHaibin.Discussiononfluegastreatmentmethodsanddesulfurizationanddenitrationtechnologiesincoal-firedpowerplants[J].InnerMongoliaCoalEconomy，2016（1）：33-34.
论文作者:张昌豪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/15
标签：烟气论文; 电厂论文; 石灰石论文; 技术论文; 浆液论文; 系统论文; 吸收塔论文; 《基层建设》2019年第24期论文;