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摘要：火电厂在生产过程中，锅炉燃烧产生的烟气含二氧化硫、氮氧化物和粉尘等污染物，对周边环境和人体健康产生了很大的影响。传统的燃煤电厂脱硫和脱硝技术主要是降低烟气中二氧化硫、氮氧化物含量，虽然燃煤电厂烟气处理在一定程度上取得了很好的效果，但这种脱硫和脱硝技术的处理量大且工艺相对复杂，造成成本高，管理难度较大，不仅增加了燃煤电厂的运行成本，也增加了员工的工作量。
关键词：锅炉；脱硫脱硝；质量技术
一、锅炉烟气脱硫脱硝技术
1、脱硫脱硝一体化技术
1.1无氨干法脱硫脱硝一体化技术。该技术利用了吸收剂与催化剂混合物颗粒对锅炉烟气进行脱硫脱硝治理，脱硫机理是使烟气中的SO2在氧化催化剂的作用下被Ca（OH）2吸收生成CaSO4，脱硫效率可达90%以上；脱硝机理是利用烟气中CO在还原催化剂的作用下将NO还原成N2，脱硝效率可达75%以上。当锅炉烟气中CO含量较低时，也可采用氧化吸收法，在颗粒中加入另一种脱硝氧化剂，将NO氧化成为NO2等高价氮氧化物后被Ca（OH）2吸收脱除，脱硝效率达80%以上。优点：该工艺操作简单；整个脱硫脱硝过程都发生于固体颗粒的孔隙结构内，且其固定床的工艺设计减少了颗粒间碰撞磨损，无需除尘设施就可以保证颗粒物的达标排放。
1.2脉冲电晕等离子体烟气脱硫脱硝除尘一体化技术。该技术利用其高频脉冲电厂使H2O和O2变成等离子态，形成氧自由基和羟基自由基，SO2、NOx、Hg被氧自由基与羟基自由基氧化应生成SO3、NO2、或相应的酸后被Ca（OH）2溶液吸收达到烟气净化目的。而烟气中的粉尘以及水蒸气在脉冲放电的作用下，凝并成大的颗粒，易被冲洗去除。脱硫效率达90%，脱硝效率为55%左右。优点：脱硫脱硝较为简单；也无需后续的颗粒物处理设施；系统阻力较小。
2、脱硫脱硝联合技术
2.1SNCR脱硝技术与SDS钠基干法脱硫技术结合。SNCR是燃煤锅炉脱硝中使用较为广泛的技术，该技术在无催化的条件下，只需在高温区加入还原剂（一般使用氨或尿素作为还原剂），喷入炉膛内后的NH3与烟气中的NOx反应生成N2和H2O。该技术中的还原剂只和烟气中的NOx反应，一般不与氧反应。脱硝效率一般为40%-50%之间。SDS钠基干法脱硫是指碳酸氢钠作为烟气脱硫的吸附剂。它通过化学吸附去除烟气中的酸性污染物，同时，它还可通过物理吸附去除一些无机和有机微量物质。此工艺将碳酸氢钠细粉直接喷入大于140℃高温烟气。在高温下碳酸氢钠分解生成Na2CO3、H2O和CO2。Na2CO3在生成的瞬间具有较高的反应活性，可自发的与烟气中的酸性污染物反应，对SO2、SO3、HCl、HF等进行脱除，并生成相应的盐被布袋除尘器补集。脱硫效率为90%左右。优点：脱硫脱硝较为简单、成熟；可用尿素作为还原剂制备原料；该工艺的投资较低。
2.2中高温SCR脱硝与半干法脱硫结合技术、中高温SCR脱硝。与石灰石-石膏湿法脱硫结合技术中高温SCR是技术当今世界上广泛使用的成熟的脱硝技术，该技术采用钒-钛催化剂在高温下完成催化反应，利用氨气或含氨气的物质来还原处理烟气中的氮氧化物氨。反应产生无害的氮气和水，同时，二嗯英经过催化剂会裂解成CO2水及HCl。脱硝效率可达85%以上。半干法脱硫：可以用于不同规模，使用浓度较稠石灰浆，在特殊装置喷入下与热烟气接触反应除掉烟气中的二氧化硫。石灰石-石膏湿法脱硫法，主要是以石灰石浆或石灰浆类处理烟气，使烟气中二氧化硫转化，得到亚硫酸钙，后者通入空气强制氧化成为硫酸钙，并过滤除去。优点：中高温SCR脱硝效率可达85%以上，两种技术脱硫效率都可达98%以上。
二、锅炉烟气脱硫脱硝技术应用
1、湿法脱硫脱硝工艺
1.1NaOH。该技术首先将烟道气送至SCR单元，并与SCR单元中的催化剂反应以将N0转化为N2。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然后将烟道气送至转炉，在烟道气中产生SO2。这些组分在催化剂的作用下转化为SO2，并转移到冷凝器中进行过滤和冷凝。冷凝水与硫酸混合形成浓硫酸，可以进行出售。在生产过程中，除了消耗一定量的氨气外，该技术不消耗任何物质，因此在生产过程中不会造成二次污染，脱硫和脱硝效率可达95％以上。该方法操作简单，易于维护和管理，操作安全稳定。但是，由于操作技术成本高，过滤后产生的浓硫酸难以销售和储存，因此该方法的应用不是很广泛。
1.2氯酸氧化。该方法主要适用于完全氧化的二氧化硫和氮氧化物。通过喷洒氯酸、强氧化剂进行脱硫脱硝。首先，将大量的氯酸氧化溶剂注入烟气脱硫脱硝装置中，氯酸可以将烟气中的二氧化硫和氮氧化物组分完全转化，从而净化烟气中的硫和硝酸盐物质。此外，该方法的最大优点是硫酸和硝酸盐的组分可以在同一设备中同时进行。此外，硫和硝酸盐的去除率更高，因为该过程分两个步骤进行，即碱性吸收装置和氧化吸收装置。同时，该技术适用于去除氧化剂组合物，其可以除去烟道气中的有害的金属元素和痕量元素。此外，在氯酸氧化技术的处理过程中，所用的氧化还原技术不含任何其他化学成分，可避免催化剂中毒情况的发生。同时，氧化剂也可以将活性成分保留在物质中。此外，由于氯化氧化技术的广泛适应性不会过多地制造烟雾。因此，通常使用氯酸氧化技术进行烟气脱硫和脱硝。
1.3综合吸收法。湿法综合吸收法主要是在原有的湿法脱硫脱硝工艺的基础上，在设备中加入一些金属化合物，加入化合物后可以快速对烟气进行处理，不形成新化合物。除了氧化吸收作用外，该方法还具有很高的脱硫效率和脱硝效率通常高达98％和80％。然而，考虑到上述氧化剂的高成本和安全性，在研发出廉价的氧化剂之前难以广泛地推广该方法。运用该技术可以吸收氮氧化物，快速实现烟气脱硫和脱硝的目的。然而，金属化合物难以回收，因此湿法合成吸收技术需要进一步改进和完善。
2、辐射技术。高能辐射法就是通过对烟气中有害物质进行辐射进行脱硫脱硝。高能辐射方法一般分为电子辐照法和脉冲电晕等离子体法。电子辐照法是指高能电子产生等离子体的工艺，是去除工业烟气中NOX的有效方法之一，等离子将这些有害物质氧化成气态化合物，如烟雾。超氧化后，有害物质与外部水蒸气反应形成雾化硝酸。同时，在硫酸与硝酸铵、硫酸铵和硝酸铵发生化学反应后，产生了喷雾氨及其他物质。经过烟气净化后，高能辐射的应用更加方便，成本更低，已广泛应用于燃煤电厂。该脱硫脱硝工艺的脱硫率可达90%以上，脱硝率可达20%。同时，该技术在生产过程中不产生废水和二次污染，这是现阶段使用最广泛的脱硫和脱硝技术。脉冲电晕等离子体技术主要采用脉冲大电流对烟气进行脱硫脱硝。然而，由于高能量消耗和与电子照射方法的反应机理相同，通常不使用该方法。
3、干法烟气技术。将固体流态化技术引入烟气循环流化床技术，是近年来烟气脱硫脱硝领域的研究热点。基本原理是使用熟石灰作为吸收剂，对于烟气中含有的二氧化硫，喷入炉膛的CaCO3高温煅烧分解成CaO，与烟气中的SO2发生反应，生成硫酸钙；采用电子束照射或活性炭吸附使SO2转化生成硫酸铵或硫酸[4]。气体、液体与固体催化剂三相，同时水被吸收并蒸发，最后将脱硫产物进行干燥。在细粉分离器收集灰尘后，大多数固体颗粒返回到流化床循环。与传统的石灰石—石膏脱硫装置相比，干法烟气技术具有系统操作简单，工程投资少，运行成本低，占地面积小的特点。它具有吸附剂回收率高，气固接触时间长，控制灵活，无废水产生的优点。然而，干法烟气技术的最大缺点是脱硫副产物难以被使用，脱硫效率仅为约90％。很难达到湿法脱硫的效率，这给该技术的推广应用带来了一些困难。
结束语
火力发电厂烟气的脱硫和脱硝可以大大改善空气质量。在烟气处理中，应综合采用各种处理技术，提高火电厂烟气脱硫脱硝效率，提高火电厂的生产和运行效率，降低运行成本。
参考文献
[1]陈新军.火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术解析[J].山东工业技术，2018（15）：202-203.
[2]张承康.燃煤锅炉烟气治理方法及脱硫脱硝技术研究[J].山东工业技术，2019（23）：461.
[3]李瑞明.燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋势[J].居舍，2019（12）：186.
论文作者:王瑜刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期
论文发表时间:2019/10/29
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