火力发电厂烟气治理及脱硫脱硝一体化技术的应用

周帅

摘要：燃煤电厂高质量发展必须进一步提高生产工艺环保性。本文围绕火电厂烟气治理及脱硫脱硝一体化技术的应用议题进行了探讨，概述了火力发电厂烟气特点、危害和治理现状，阐述了脱硫脱硝一体化技术的优势，对脱硫脱硝一体化技术的分类和技术应用进行了论述，供相关人士参考。

关键词：燃煤发电、超低排放、烟气治理、脱硫脱硝、技术应用

引言：

环境污染的问题是制约燃煤发电企业高质量发展的重要问题。如今，我国已经进入到第二个百年奋斗目标实现进程中，有效解决燃煤电厂污染物排放的问题是推动发电企业加快走上高质量发展道路的重要工作内容。近年来，随着发电生产工艺的革新和优化，低排放目标已经成为现实。

一、燃煤电厂烟气危害及治理现状

燃煤电厂因煤炭原料、工艺条件、运行参数等因素导致生产过程中产生对环境有害二氧化硫、氮氧化物、灰尘。如果烟气处理不到位排放至大气环境中造成的直接影响是降低空气环境质量，这些有害物在生态链中极可能带来持续的危害，如典型的酸雨、雾霾等自然环境灾害。燃煤电厂在烟气治理上的传统方法是单一环节的治理方式，但处理成本较高，而且处理效果已经不能很好地适应更低排放的要求。随着工业技术的发展，系统化的烟气治理方式正在成为越来越多燃煤电厂采取的工艺。

二、烟气治理及脱硫脱硝一体化技术优势

烟气治理和脱硫脱硝一体化技术是一种典型的系统化烟气治理工艺。该技术具有高效的节能环保性，而且也具有很强的适用性。传统烟气治理过程中，燃煤电厂采用单一处理系统，投入的成本较高，而且由于各个处理环节之间有更多的独立性，因此存在能耗损失的情况，对于燃煤电厂节能降耗，降本增效的生产目标存在背离。而一体化技术采用系统化的处理工艺，通过统筹考虑，有效提升资源和能源的循环利用率，降低成本，而且过程中产生的对环境有害的物质可以在一体化工艺中得到有效处理，提高了发电厂烟气治理的环保性。一体化技术是工艺环节更紧凑，占用空间比传统处理工艺占用的空间更小，而且副产物或污染物更容易得到控制，工艺运行方便，具有很好的适用性。

三、一体化技术分类

干式一体化技术：又具体分为尿素净化烟气技术和高能辐射处理技术。尿素净化烟气技术可以同时去除烟气中的硫氧化物和氮氧化物，二氧化硫的去除效率可达到100%，氮氧化物的去除效率可达到95%，是一种处理效果较好的干式一体化技术。在实际应用中，由于吸收液的pH值在5～9之间，因此对设备存在一定的腐蚀性，需要做好防腐措施。另外一个不足之处在于处理量較小。高能辐射处理技术是高能辐射的原理来处理烟气。目前较为典型的高能辐射处理技术是电子束照射法、脉冲电晕等离子体法。电子束照射法是在电子加速器装置的作用下形成高能等离子环境，当烟气中的污染物经过高能等离子环境的过程中发生电离氧化，将烟气中的硫氧化物和氮氧化物氧化成溶于水的氧化物，在水蒸气作用下形成硫酸、硝酸，然后再将酸用氨气吸收，得到硫酸铵、硝酸铵，实现烟气净化。脉冲电晕等离子体法比电子束照射法具有更高的能效，原因在于用高压脉冲电源替代了电子加速器来产生高能电子。该技术设备紧凑简单，可实现90%的脱硫效率，脱硝效率为85%，还可以去除烟气中的氧化汞。但高压脉冲电源成本较高，处理量较小。

半干式一体化技术：应用较多的是循环流化床技术。以石灰溶液作为烟气中二氧化硫的吸收剂，将二氧化硫转变为硫酸钙和少部分亚硫酸钙。烟气中的氮氧化物是用氨这一还原剂在催化剂的作用下发生还原反应。脱硫效率可达到97%，脱硝效率为88%。随着该技术应用普及，技术成熟度越来越高，在投资和运行成本上大大降低。

湿式一体化技术：包括湿式洗涤脱硝技术、氯酸氧化技术。湿式洗涤脱硝技术中，当烟气经过SCR反应器后会在催化剂的作用下发生组分的化学变化，氮氧化物转化为氮气，二氧化硫被氧化成三氧化硫，烟气中的氮氧化物和硫氧化物浓度降低，然后形成的硝酸和硫酸再用氨气吸收得到硝酸铵和硫酸铵。该技术中废水产生量少，运行维护要求低，投资成本较高。氯酸氧化技术是以氯酸作为强氧化剂来氧化吸收烟气中的氮氧化物和硫氧化物。工艺主要分为碱式吸收和氧化吸收两个工段，脱硫脱硝效果较好，还能够去除烟气中的重金属元素。该技术不需要催化剂，因此技术简单，不足之处在于氯酸吸收剂制取难度较大，氯酸接触设备容易造成腐蚀。

联合一体化技术：在传统脱硫技术和脱硝技术的基础上通过催化还原技术来对烟气进行处理。如活性炭技术是在脱硫塔中将烟气中的二氧化硫进行炭吸附，然后在催化剂的作用下发生氧化反应，使二氧化硫转化为三氧化硫，并形成吸附态硫酸。活性炭炼铜吸附态硫酸被送至分离塔。脱硫后的烟气进入到脱硝塔中，在活性炭吸附作用下促使烟气中的氮氧化物和氨发生反应将氮氧化物转化成氮气。在分离塔内，活性炭发生再生反应，释放出二氧化硫。该技术可以实现90%的脱硫效率，脱氮效率为70%。活性炭性能的优劣对脱硫脱硝效果有着至关重要的影响，因此该技术对活性炭的原料、制备条件、性能有着较高的要求。

四、一体化技术应用

传统的烟气脱硫脱硝一体化技术主要是湿式烟气脱硫技术和催化还原技术的结合，或者是湿式烟气脱硫技术和非催化还原技术的结合。由于湿式烟气脱硫技术大多采用的是钙法脱硫，虽然脱硫效果较好，但是工程投入成本较高，并且容易产生二次污染。而且无论是催化还原技术还是非催化还原技术都容易对设备造成严重腐蚀的问题。因此采用更环保、更高效的一体化处理技术成为必然。

五、结语

综上所述，燃煤发电厂通过对烟气治理工艺技术的改造，可以实现更好地脱硫脱硝效果，实现超低排放目标。在实际生产中，发电厂在进行烟气脱硫脱硝工艺技术研究和应用的过程中，应从工艺条件、工艺设备、工艺效果、投资运维成本等多方面考虑，选择适宜的一体化技术，实现节能环保高效益的生产目标。

参考文献

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