王勛

摘要：火力發(fā)電中的燃煤電廠對(duì)大氣環(huán)境影響很大，尤其是燃煤鍋爐的煙氣，這是造成中國(guó)煤煙型大氣污染的主要因素。本文首先介紹了燃煤電廠煙氣的特點(diǎn)及危害，然后分析了廢氣治理的策略，最后介紹了煙氣脫硫脫硝技術(shù)。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；煙氣治理；脫硫脫硝技術(shù)

1引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化的水平越來(lái)越高，但工業(yè)化過(guò)程中會(huì)使用大量的化石燃料，這些化石燃料導(dǎo)致的污染愈發(fā)嚴(yán)重，特別是二氧化硫和氮氧化物，會(huì)導(dǎo)致酸雨和光化學(xué)煙霧

的形成，不僅給人類的生存環(huán)境帶來(lái)巨大的破壞，也給經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)難以估量的損失。因此，采取有效的措施減少二氧化硫和氮氧化物的排放具有重要意義。

2燃煤電廠煙氣特點(diǎn)與危害

燃煤鍋爐燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣含有多種污染物，例如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、飛灰，以及少量的氯化物、氟化物等等。污染物所占的比重與煤炭中礦物質(zhì)的構(gòu)成有著緊密的關(guān)聯(lián)。鍋爐燃燒產(chǎn)生大量煙氣，排氣溫度高，污染物的濃度比較低，但總排放量較大。

燃煤電廠鍋爐煙氣量雖因煤種和鍋爐設(shè)備狀況不同有一定差別，但因其額定蒸發(fā)量大，故排放的煙氣量遠(yuǎn)大于其他工業(yè)爐窯。煤粉鍋爐燃燒溫度通常在1200℃以上，循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度通常在850℃以上，其污染物主要是無(wú)機(jī)物。燃煤電廠煙氣中氣態(tài)污染物濃度一般較低，在幾百至幾千×10-6數(shù)量級(jí)，其濃度明顯低于化工廠煙氣、有色金屬冶煉的氣態(tài)污染物。由于污染物濃度很低，在氣態(tài)物質(zhì)回收和利用方面會(huì)投入較高的成本，而且工作難度大，回收利用的經(jīng)濟(jì)效益往往受到影響。對(duì)少數(shù)燃高硫煤、對(duì)環(huán)境影響大的電廠，則應(yīng)在全面分析其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益的基礎(chǔ)上，因地制宜，區(qū)別對(duì)待，選擇合理的治理工藝。燃煤電廠鍋爐煙氣有一定的溫度和濕度。由于煙氣量大，煙溫一般高出環(huán)境空氣較多，且用高煙囪排放，因而煙氣抬升高度大，擴(kuò)散范圍廣，隨風(fēng)傳輸形成連續(xù)的煙流，距離可達(dá)幾百公里。煙氣中SO2與NOx的轉(zhuǎn)化與沉降是一個(gè)緩慢的過(guò)程，因此可傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)。

燃煤電廠煙氣中污染物數(shù)量多，傳輸遠(yuǎn)，對(duì)環(huán)境影響較大。燃煤電廠的煙塵不僅影響人體健康，而且給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，有些電廠周圍的農(nóng)村在稻麥揚(yáng)花、棉花吐絮、白菜包心的時(shí)節(jié)，因電廠排放的煙塵飄落，造成農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)，電廠因此每年要支付大量的賠款。對(duì)于燃煤電廠自身來(lái)說(shuō)，除塵器出口排煙含塵濃度大，會(huì)加劇引風(fēng)機(jī)磨損，影響機(jī)組的安全與發(fā)電。SO2除了人所共知的對(duì)人體健康的危害，對(duì)建筑物與金屬材料的腐蝕外，對(duì)農(nóng)林生產(chǎn)也有很大的影響。燃煤電廠煙氣中的NOx主要為NO，排放大氣后容易氧化為NO2。NO2濃度大時(shí)將導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染，危及人體的健康。

3燃煤電廠煙氣治理策略

燃煤電廠對(duì)煙氣的治理應(yīng)當(dāng)以推行潔凈煤技術(shù)、加強(qiáng)技術(shù)改造、完善企業(yè)管理為根本 ，從而降低煤耗 ，減少煤炭燃燒產(chǎn)生的廢氣。同時(shí) ，開(kāi)發(fā)高效的廢氣治理技術(shù)和綜合資源利用技術(shù)也至關(guān)重要。比如使用效率高的電除塵器、熱電聯(lián)產(chǎn)等都是煙氣治理的重要舉措。

在進(jìn)行煙氣的治理進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)燃煤電廠有著正確的認(rèn)識(shí)，讓電廠決策層認(rèn)識(shí)到煙氣污染的危害，實(shí)行有效的煙氣治理策略，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，全面貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展觀，提升人們的生活環(huán)境質(zhì)量。燃煤電廠要對(duì)污染源進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在對(duì)污染進(jìn)行治理的同時(shí)也要將能源進(jìn)行合理的運(yùn)用，提升能源資源的利用效率。燃煤電廠應(yīng)當(dāng)將除塵設(shè)備引入廠內(nèi)，通過(guò)現(xiàn)代儀器對(duì)煙氣中的毒害物質(zhì)含量進(jìn)行降低，經(jīng)費(fèi)允許的情況下也可以引進(jìn)國(guó)外的設(shè)備，對(duì)設(shè)備的工作效率進(jìn)行提升。除此之外，還要對(duì)當(dāng)前的技術(shù)手段進(jìn)行改進(jìn)，從污染源開(kāi)始著手，結(jié)合本廠的實(shí)際具體情況，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)融入到當(dāng)前的技術(shù)手段當(dāng)中，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改良，全面提升能源的利用效率和降低污染物的排放量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

4燃煤電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)

燃煤電廠控制排出煙氣中?？刂贫趸蚝康姆椒ū容^多，煙氣脫硫、燃燒脫硫等都是主要的方法，一般大型機(jī)組都會(huì)選擇使用煙氣脫硫。20世紀(jì)70年代初期，我國(guó)開(kāi)始煙氣脫硫的研究，依據(jù)的原理包括催化法、化學(xué)反應(yīng)法和吸收法等，研究出了亞鈉循環(huán)法、碘活性炭法、磷銨肥法、石灰石—石膏法、氨法等方法，總體來(lái)說(shuō)，燃燒脫硫和煙氣脫硫是脫硫的主要方法。燃燒脫硫的工作方式是改進(jìn)原有的燃燒過(guò)程，利用分段燃燒、送風(fēng)、降低溫度、使燃?xì)庵貜?fù)循環(huán)等方法，來(lái)降低燃燒時(shí)產(chǎn)生的硫化物含量。煙氣脫硫的方法更多，大體分成濕法和干法兩種。目前，各個(gè)燃煤電廠運(yùn)用較多的是濕法煙氣脫硫裝置，這種方法的優(yōu)勢(shì)明顯，但投入成本較高，極易出現(xiàn)設(shè)備泄漏、腐蝕等問(wèn)題；干法煙氣脫硫雖然工藝簡(jiǎn)單、能耗低，凈化結(jié)束后的煙氣不會(huì)產(chǎn)生重復(fù)加熱的情況，不過(guò)其對(duì)技術(shù)的要求非常嚴(yán)格，所以應(yīng)用并不廣泛。

最常用的是石灰石—石膏法，它屬于典型的濕法，主要工作原理是把石灰石漿液當(dāng)作二氧化硫的吸收劑進(jìn)行脫硫，脫硫出的副產(chǎn)品是石膏。與其他方法相比，該方法具有很大的優(yōu)勢(shì)：①使用的吸收劑是石灰石，石灰石容易獲取且成本較低；②產(chǎn)生的副產(chǎn)品是石膏，二次污染小，有利于對(duì)其進(jìn)行重復(fù)使用。由于我國(guó)脫硫技術(shù)的發(fā)展和燃煤電廠自身的進(jìn)步，與以往相比，脫硫裝置的配置發(fā)展日常呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，不僅研發(fā)出了煙塔合一、引風(fēng)機(jī)聯(lián)合和雙入口吸收等新形式；且各種新技術(shù)，譬如生物法脫硫、催化法脫硫和活性焦脫硫等，也取得了很大的進(jìn)展。脫硝技術(shù)一般采用SNCR技術(shù)或者SCR技術(shù)。SNCR技術(shù)是一種選擇性非催化還原技術(shù)，具體的使用方法是在能夠產(chǎn)生脫硝反應(yīng)的溫度窗口中噴入還原劑，從而使得煙氣中存在的氮氧化物被還原成氮?dú)夂退?。這種技術(shù)不需要催化劑，只需要還原劑。SCR技術(shù)是一種選擇性催化還原技術(shù)，具體的使用方法是在能夠產(chǎn)生脫硝反應(yīng)的溫度區(qū)間內(nèi)設(shè)備催化劑反應(yīng)器，在催化劑上游噴入還原劑，從而使得煙氣中的氮氧化物被還原成氮?dú)夂退?。還原劑通常只會(huì)與煙氣當(dāng)中的NOx進(jìn)行反應(yīng)，并不會(huì)與氧發(fā)生反應(yīng)。

隨著煙氣脫硫脫硝技術(shù)研究的不斷深入，其理論會(huì)更加具有說(shuō)服力，對(duì)工業(yè)化的貢獻(xiàn)會(huì)更大。無(wú)論對(duì)哪一種煙氣脫硫脫硝進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，燃煤電廠都應(yīng)考慮自身的實(shí)際情況，考慮我國(guó)的國(guó)情，著眼于高效、能耗低，且容易操作的脫硫脫硝技術(shù)。目前，我國(guó)正在使用的很多脫硫脫硝技術(shù)都是外國(guó)技術(shù)，雖然引進(jìn)之后進(jìn)行了再創(chuàng)新，但是核心競(jìng)爭(zhēng)力依然不強(qiáng)。因而，我國(guó)必將更加關(guān)注煙氣脫硫脫硝技術(shù)的創(chuàng)新，研制多樣的技術(shù)，走可持續(xù)發(fā)展的道路。

5結(jié)語(yǔ)

雖然如今燃煤電廠可以借鑒和使用的脫硫脫硝技術(shù)有不少，但很多方法仍然處于剛剛推廣的階段，還需要進(jìn)一步改進(jìn)。脫硫脫硝技術(shù)的綜合性很強(qiáng)，為了切實(shí)降低燃煤電廠排放煙氣中硫氧化物、氮氧化物等對(duì)環(huán)境造成的危害，燃煤電廠不僅要對(duì)排出的煙氣進(jìn)行治理，還要變革落后的燃燒技術(shù)，大力推廣脫硫脫硝技術(shù)。為了使燃煤電廠不依賴于進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)化是順利實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝的根本方法。因此，國(guó)家應(yīng)當(dāng)加大政策和資金的支持，保證燃煤企業(yè)能夠運(yùn)用最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。

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