摘要：随着国家对生态环境的日益重视，环境保护的执行力也越来越严格。电厂产生的硫氧化物和氮氧化物给人们的身体健康和生态环境造成了严重危害，加强对脱硫脱硝技术的分析研究和应用，成为电厂发展的大势所趋。本文对生物质电厂脱硫脱硝技术进行了分析探讨，提出了经济有效的烟气净化工艺路线,结合生物质电厂工程实践，对工艺路线的有效性进行了验证。
关键词：生物质电厂；烟气脱硫脱销技术；工程应用
引言
电厂产生的硫氧化物和氮氧化物给人们的身体健康和生态环境造成了严重危害，为了有效保护人们赖以生存的自然环境，必须竭尽全力来有效减少SOX和NOx等氮氧化物和硫化物的产生，加强烟气的脱硫脱硝净化治理，减少有害气体的产生。本文主对生物质电厂烟气脱硫脱硝技术与工程应用进行了分析探讨。
1生物质电厂概述
生物质能源也称为绿色能源，对于生物质能发电而言，生物质能直接或间接来自植物光合作用，一般都是取材于农作物秸秆、农林资源、工业生产废弃物、城市垃圾、城市有机固体废物及畜禽粪便等，具有来源广泛、储量丰富、可再生及可储存等特点。通过采用直接燃烧或气化等方式，将热能转化为电能。生物质能发电利用农业和工业废弃物，既改善环境，又能实现能源的可持续开发利用，增加变废为宝的收入，是一项利国利民又环保健康节能的一种产业。因为生物质的硫含量和氮含量较低，燃烧过程中会生成较少的SOX和NOx。用生物质作燃料时，因为其生长所需的二氧化碳相当于燃烧排放的二氧化碳的量，对大气二氧化碳净排放量接近于零，能有效的降低温室效应。
2电厂脱硫脱硝的必要性
当前利用煤炭生产的电力产量占电力总量一半以上，火电厂是氮氧化物排放的主要和重要来源之一，煤炭燃烧排放的烟气中含有硫氧化物和氮氧化物，其中二氧化硫和一氧化氮等是造成大气污染的主要化学成分，煤炭直接燃烧会产生和排放将近70%的氮氧化物，其中NO和NO2是造成大气污染的主要成分。另外电厂生产运行过程中产生的硫氧化物和硝氧化物，也是危害大气的重要成分,急需采取脱硫脱硝措施进行处理，来有效降低氮氧化物排放造成的环境污染。
3脱硫脱销方案技术分析
3.1炉内脱硫技术。国内燃煤流化床锅炉开发于90年代，发展到今天技术已经非常成熟，炉内脱硫的效率一般能达到70%左右，不需要再炉后脱硫，在生态环保方面发挥着重要作用。其主要原理是使用石灰石脱硫剂，石灰石高温下能分解成氧化钙和二氧化碳，与烟气中的SO2发生化学反应后脱除SO2。生物质循环流化床锅炉采用炉内喷钙脱硫技术，但脱硫效率要低于传统燃煤循环流化床锅炉5个百分点。
3.2炉后脱硫技术。主要包括炉后干法、半干法、湿法脱硫技术。炉后干法脱硫在布袋除尘器入口烟气管道出增加熟石灰粉喷射口，通过喷射熟石灰粉与烟气中的SO2产生化学反应，反应化学式为Ca（OH）2+SO2→CaSO3+H2O，脱硫效率达65%以上，此方式与炉内喷钙主体设备大致小哦昂同，投资和运行费用都不高，但是脱硫生成物和除尘器分离出的草木灰难以分开，对肥料的品质产生一定影响；半干法脱硫技术常用旋转喷雾半干法，旋转雾化反应系统主要包括喷雾反应塔、石灰浆制备系统，石灰制备系统将生石灰（CaO）制备成一定浓度的Ca（OH）2浆液，旋转雾化器将浆液喷入半干式反应塔形成雾滴，烟气和石灰浆液雾滴发生反应从而去除SO2气体。反应塔中的高温烟气促使雾滴水份蒸发，将烟气温度快速降到适合反应的温度，并使反应生成物干燥成为固体粒状物，经过反应塔除下，一些微粒和没有反应完全的吸收剂会伴随烟气进入下游袋式除尘器；湿法脱硫通过石灰石浆液或碱性溶液与烟气中的酸性气体反应从而去除烟气中的酸性气体，并将反应生成物经过物理和化学变化后生成副产物。
4电厂脱硫脱销技术
当前电厂经常使用脱硫脱硝一体化技术，通常是用“湿式烟气脱硫+选择性催化还原+选择性非催化还原”等组合技术进行脱硝脱硫。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆湿式烟气脱硫采用石灰或石灰石钙法，脱硫效率较高，但由于系统的配置较为复杂，投资成本和运营成本都比较高，对环境容易产生二次污染。选择性催化还原脱硝技术已经成熟，当温度合适时脱销效率比较高，基本能达90%左右，但是设备投资的成本以及催化剂成本都较高，并且氨泄漏和设备腐蚀问题经常出现，设备使用寿命不长；选择性非催化还原需要的温度一般要达到850-1200℃之间，脱硝率通常在50%左右，工艺设备投资大，需要预热来处理烟气，设备也易腐蚀。
4.1固体吸附/再生法。通常使用碳质材料吸附法（活性炭吸附法、活性焦吸附法）、no×so法、cuo吸附法等，脱硫脱销的效率都得到了有效提高，有的可以将烟气中90%以上的硫氧化物脱除和90%的氮氧化物脱除。
4.2气/固催化同时脱硫脱硝工艺。通过利用催化剂降低反应活化能来提高二氧化硫和氮氧化物的脱除效率。可以使用snox联合脱硫脱硝技术、desonox工艺、snrb工艺、parsons烟气清洁工艺、烟气循环流化床联合脱硫脱硝工艺等，脱硫和脱硝效率都比较高。
4.3吸收剂喷射同时脱硫脱硝技术。是一种在炉膛、烟道或喷雾干式洗涤塔内喷入碱或尿素等干粉，对二氧化硫和氮氧化物进行脱除，适用高硫煤烟气处理。主要有炉膛石灰(石)/尿素喷射工艺和整体干式so2/nox排放控制工艺。
4.4烟气分别脱硫脱硝技术。石灰石石膏法脱硫-选择性催化还原脱硝技术具有较高的脱除污染物效率，脱硫率、脱硝率分别能达到90%和80%以上，由于工艺流程复杂，运行中容易导致管道堵塞，副产物资源利用率不高。
4.5烟气同时脱硫脱销技术。该技术主要有脉冲电晕等离子法、电子束照射法等，电子束照射法通过电子加速器产生的高能等离子，在短时间内产生氧化反应,去气态污染物，提高脱硝脱硫效率。产生的氨气和副产品能作为化肥资源得到再利用；脉冲电晕等离子体法能通过电晕放电产生高能电子,同时脱除SO2和NOx,运行成本不高，达到脱硫脱硝和收集飞灰一体化的效果
5生物质电厂烟气脱硫脱硝技术在具体工程实践中的应用
某生物质电厂规模为1×130t/h次高温次高压秸秆锅炉、1×30MW凝汽式汽轮发电机组，生物质燃料采用当地农作物秸秆，受生物质燃料的影响各季节运行工况存在一定变化波动，锅炉出口烟气量达到90000~100000Nm³/h，SO2浓度为130-90mg/Nm³，NOx浓度130~ 60mg/Nm³。高温高压燃烧秸秆锅炉机，需要进行全烟气量的脱硫脱硝和除尘净化处理。
5.1脱硫技术采用炉内脱硫工艺，生物质流化床锅炉床温比较低，所以石灰石难以完全有效分解，脱硫吸收剂通过利用氧化钙与烟气中的SO2产生反应，反映化学式为：CaO+SO2+1/2O2→CaSO4。
5.2脱硝采用炉膛喷射脱硝SNCR工艺，因为尿素使用安全和便于储存，使用尿素当SNCR还原剂，将8%尿素溶液作为还原剂，喷入炉膛，在800-900℃环境中与烟气中的氮氧化物发生反应后生成氮气和水。化学方程式如下：2NO+CO（NH2）2+O2→2N2+CO2+2H2O。
5.3该方案使用后运行实践表明，SO2脱除效率为35~60%，NOx脱除效率为28%~39%，在烟气量中SO2、NOX含量波动的情况下，经脱硫脱硝处理后达到了低于100mg/Nm³标准排放指标。
结语
电厂产生的硫氧化物和氮氧化物给人们的身体健康和生态环境造成了严重危害，为了有效保护人们赖以生存的自然环境，对生物质电厂烟气脱硫脱硝技术方案研究创新，提高烟气脱硫脱硝的效果，才能为环境保护做出应有的贡献。
参考文献
[1]朱晓,王涛,马春元.生物质活性炭烟气脱硫脱硝的研究进展[J].生物质化学工程,2018,52(02):59-66.
[2]高劲豪,高原.生物质锅炉烟气半干法脱硫脱硝的技术与经济分析[J].环保科技,2017,23(01):8-11.
论文作者:王运金
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：烟气论文; 氧化物论文; 电厂论文; 技术论文; 生物论文; 效率论文; 工艺论文; 《电力设备》2018年第26期论文;