吳李剛

摘 要：作為生產(chǎn)以及生活中使用的一種關(guān)鍵的能源，電能的消耗量逐漸上漲。特別是在我國的北方地區(qū)，主要使用火力發(fā)電的方法，但是，火力發(fā)電也會(huì)引發(fā)大量的污染物，尤其是在發(fā)電量不斷增加的現(xiàn)狀之下，污染物的排放量也呈現(xiàn)出直線上升的趨勢(shì)，從而嚴(yán)重危害了大氣環(huán)境。面對(duì)這種情況，需要做好火電廠大氣污染排放的治理工作，通過運(yùn)用相應(yīng)的措施從而最大限度的降低危害。鑒于此，本文就火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀及煙氣脫硫脫硝技術(shù)展開探討，以期為相關(guān)工作起到參考作用。

關(guān)鍵詞：火電廠;大氣污染物;煙氣脫硫脫硝技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）09-0003-02

如今，我國的工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程正在不斷推進(jìn)，社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也在不斷加快，因此，使得我國的火力發(fā)電廠的建設(shè)數(shù)量以及建設(shè)規(guī)模正在不斷增加，同時(shí)，污染物的排放量也在不斷增多，這種現(xiàn)象的存在會(huì)對(duì)大氣造成較為嚴(yán)重的污染，并且也會(huì)在一定程度上加劇生態(tài)環(huán)境的破壞程度，因此，應(yīng)該制定一套科學(xué)合理的預(yù)防措施，從而最大限度的降低危害程度。通過分析目前我國的具體情況能夠看出，需要盡量開工至大氣污染物的排放量，同時(shí)要使用脫硫脫硝技術(shù)對(duì)電廠用煤炭之后有害氣體的排放量進(jìn)行控制，從而有效降低危害，使我們的經(jīng)濟(jì)向著更加穩(wěn)定的局面前進(jìn)。

1 火電廠大氣污染物的排放現(xiàn)狀及應(yīng)用

眾所周知，火電廠都是通過燃燒煤炭來發(fā)電的，但是，在煤炭燃燒的過程紅會(huì)產(chǎn)生SO2、粉塵、NOx、CO2等污染物，而其中危害最大的兩種是NOx和SO2。下面就對(duì)目前這兩種污染物的排放情況以及使用脫硫脫硝的技術(shù)進(jìn)行探討。

1.1 NOx

通過研究相關(guān)資料能夠發(fā)現(xiàn)，每年，我國在進(jìn)行火力發(fā)電的過程中產(chǎn)生的NOx以兩位數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)不斷上升，因此，對(duì)于環(huán)境的影響程度比較大。除此之外，通過分析目前我國的能源使用情況就能夠發(fā)現(xiàn)，煤炭仍然是目前乃至未來是使用的關(guān)鍵能源。由此可見，必須使用相應(yīng)的措施來減少NOx帶來的危害。充分落實(shí)火電廠煙氣脫硝工作，達(dá)到降低NOx危害的目的，以此來順應(yīng)環(huán)保理念的要求。

1.2 SO2

在火電廠運(yùn)行的過程中，不僅要除去NOx帶來的危害，同時(shí)，煤炭在燃燒的過程中也會(huì)伴隨有SO2的產(chǎn)生，在此基礎(chǔ)之上，如果火電廠的規(guī)模不斷增加，污染程度也會(huì)相應(yīng)加劇。根據(jù)我國的相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，于2020年，電力裝機(jī)容量就會(huì)達(dá)到13億千瓦時(shí)，這就要求應(yīng)該對(duì)SO2的排放量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，做好火電廠大氣污染物的脫硫處理工作，以此來降低其對(duì)環(huán)境帶來的威脅。

2 火電廠煙氣脫硫技術(shù)

如今，國內(nèi)外對(duì)于煙氣脫硫技術(shù)的研究，也就是煤炭燃燒前、燃燒過程以及燃燒之后脫硫的三種方法。（1）燃燒前的脫硫。運(yùn)用洗煤或者選煤的方法，在燃燒煤炭資源之前，對(duì)其開展脫硫工作。這也屬于潔凈煤燃燒技術(shù)，脫硫效率在10%～20%的范圍內(nèi);（2）燃燒中脫硫技術(shù)。使用比較先進(jìn)的煤氣技術(shù)以及循環(huán)硫化床技術(shù)等比較先進(jìn)的燃燒方法，對(duì)二氧化硫的排放加以控制;（3）燃燒后煙氣脫硫技術(shù)，是國際上使用的最為廣泛的一項(xiàng)脫硫技術(shù)。燃燒后煙氣脫硫的投資成本比較大，對(duì)技術(shù)方面的要求比較高。煙氣脫硫技術(shù)主要包含了半干法、干法以及濕法煙氣脫硫三種。干法以及半干法煙氣脫硫的整體效率比較低，并且需要投入大量的資金，后期在運(yùn)行的過程中，所耗費(fèi)的成本也比較大，由此可見，該項(xiàng)技術(shù)并不適合推廣使用。所謂濕法煙氣脫硫，使用的是石灰石、石灰、Mg（HO）2、Ca（HO）2以或氨水等，并且將其作為吸收劑來完成脫硫工作。這些吸收劑很容易取得，并且價(jià)格也比較低，而且這項(xiàng)技術(shù)所用到的設(shè)備也比較簡(jiǎn)單，其能夠適用的煤質(zhì)范圍也比較廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的脫硫效果。

濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前我國范圍內(nèi)使用最為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，屬于石灰石-石膏煙氣脫硫的范疇，該項(xiàng)技術(shù)在濕法處理中占比高于80%。所謂的石灰石-石膏煙氣脫硫技術(shù)也就是借助增壓風(fēng)機(jī)加壓的方法將鍋爐中的煙氣經(jīng)過降溫除塵處理之后，再將其輸送到吸收塔之中，然后，與吸收塔中的噴淋漿液發(fā)生接觸，對(duì)煙氣進(jìn)行一定程度的洗滌，因此，就能夠很好地吸收煙氣中的二氧化硫，此時(shí)產(chǎn)生的煙氣也就相對(duì)比較干凈，之后再使用除霧器對(duì)這部分煙氣進(jìn)行除霧處理，然后將其排入煙道。在此過程中，將水和石灰石粉通過一定的比例混合形成吸收液，在泵的作用下將其吸收到循環(huán)池中，對(duì)需要進(jìn)行噴淋的吸收液，借助漿液循環(huán)泵在循環(huán)池中進(jìn)行升壓處理之后，使其能夠與吸收塔中的煙氣發(fā)生逆流接觸。當(dāng)煙氣中的氧和二氧化硫發(fā)生作用之后，就能夠成為含有石膏的混合液，借助過濾系統(tǒng)以及排放口的排放，使混合液最終成為固體狀態(tài)的石膏。脫硫技術(shù)中，使用石灰石-石膏煙氣脫硫的效率高于90%，并且有著較低的鈣硫比，脫硫塔的阻力大概是1500Pa，石膏則是脫硫過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。受到不同的SO2濃度以及煙氣負(fù)荷的影響，能夠得到較高的脫硫效率。并且，這一脫硫技術(shù)所使用的原材料的成本較低，而且很容易獲取，其存儲(chǔ)以及運(yùn)輸過程比較安全，適用性比較高，并且有較快的技術(shù)發(fā)展速度。

3 主要脫硝技術(shù)

3.1 低氮燃燒技術(shù)

3.1.1 空氣分級(jí)燃燒

該項(xiàng)技術(shù)是通過對(duì)爐膛中的配風(fēng)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，或者改進(jìn)燃燒器設(shè)計(jì)，然后對(duì)送入燃燒段中的空氣進(jìn)行合理的分配。在第一階段，需要降低主燃燒器中供入爐膛的空氣量為空氣總量的70%～75%，確保燃料首先在缺氧的燃燒狀態(tài)下燃燒，將燃燒區(qū)域中的燃燒速度以及燃燒溫度降至最低。如此一來，不僅延長(zhǎng)了燃燒的過程，同時(shí)還在還原的過程中減少了產(chǎn)生NOx的效率。在第二個(gè)階段中，需要將完全燃燒剩下的空氣送入爐膛，將富氧燃燒區(qū)域創(chuàng)造于主燃燒區(qū)域之后，確保燃燒的充分燃燒。使用這種方法的主要特點(diǎn)在于，能夠適用于劣質(zhì)煙煤、無煙煤以及貧煤等各種燃料，并且不會(huì)改變鍋爐中的燃燒效率以及煙氣的流量，對(duì)鍋爐的影響也不大。

3.1.2 燃料分級(jí)燃燒

在主燃區(qū)送入80%～85%的主燃料，剩下的燃料則送入二級(jí)燃燒區(qū)，在該燃區(qū)中，就會(huì)將NOX還原成N2，同時(shí)還能夠控制NOX的生成。并且要將“燃盡風(fēng)”噴口布置在再燃區(qū)的上方位置處，從而使再燃區(qū)中未燃燒完全的產(chǎn)物燃盡。

3.2 煙氣脫硝技術(shù)

3.2.1 SNCR技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)也就是在溫度為800～1100℃下，還原劑氨類化合物與NOX發(fā)生反應(yīng)之后生成的氮?dú)猓@樣一來能夠有效降低NOX的排放。在溫度比較高的時(shí)候，可以在不適用催化劑的作用下迅速發(fā)生反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的。但是，如果還原劑的噴射位置在煙氣流速比較高的情況下，再加上煙氣在爐膛中的停留時(shí)間比較短，就會(huì)在一定程度上影響到反應(yīng)速率，同時(shí)，因鍋爐的負(fù)荷發(fā)生變化，就會(huì)導(dǎo)致爐中最佳的反映溫度出現(xiàn)變化，面對(duì)這種情況，只有通過調(diào)整還原劑的噴射，才能夠不斷提升反應(yīng)效率。

3.2.2 SCR技術(shù)

所謂的選擇性還原法也就是在催化劑的作用下，使煙氣中的NOX和氨選擇性的發(fā)生氧化還原反應(yīng)，并且生成沒有污染物質(zhì)的H2O和N2，如圖1所示為工藝流程。對(duì)這種方法能夠產(chǎn)生影響的因素主要有還原劑的選擇以及催化劑的選擇等。

催化劑是脫硝工藝的關(guān)鍵，占到了投資比重的25%。為了確保系統(tǒng)安全、有效的運(yùn)行，應(yīng)該選擇壽命長(zhǎng)、成本低的催化劑，并且使其具備一定的抗中毒性，在一定范圍中的活性比較高，而且能夠有效控制溫度的波動(dòng)。目前，多數(shù)催化劑都是將TiO2作為載體，并且將以V2O5-MOO3或V2O5作為主要的活性成分。常見的催化劑類型主要有平板型和蜂窩型兩種。其中，平板型的催化劑使用的是不銹鋼網(wǎng)作為基材，在其上方敷有活性成分和載體，防堵塞以及防積灰性能良好，在煙氣環(huán)境中的適應(yīng)能力比較強(qiáng)。蜂窩型催化劑是通過對(duì)其整體進(jìn)行擠壓形成的，其表面積比較大，因其具有質(zhì)量輕以及耐腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)得到了廣泛的使用。

在脫硝工藝中，常見的還原劑有氨水、純氨以及尿素等。在蒸發(fā)器中將氨液加熱之后使其成為氨氣則為純氨法，之后將其與空氣進(jìn)行混合，成為有著5%氨氣體積含量的混合氣體，將其通入到氨氣系統(tǒng)。作為反應(yīng)劑，純氨可以直接和NOX反應(yīng)成為無害的氮?dú)夂退?，并且不?huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品、運(yùn)輸費(fèi)用、反應(yīng)劑以及初期投資的費(fèi)用都比較低。

4 脫硫及煙氣除塵一體化技術(shù)的創(chuàng)新研究

盡管如今火電廠的脫硫除塵技術(shù)在我國取得了很大的進(jìn)步，但是，其中也存在多方面的問題，這些問題的存在影響了該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。從經(jīng)濟(jì)角度分析，如今，很多火力發(fā)電廠中使用的脫硫脫硝設(shè)備的價(jià)格比較高，明顯加劇了電廠的日常運(yùn)營成本，這就使得很多電廠都無意使用該設(shè)備。比如，一臺(tái)脫硫設(shè)備一年的運(yùn)營成本高達(dá)千萬元，這些現(xiàn)狀的存在都導(dǎo)致電價(jià)和電廠脫硫成本無法同步實(shí)施。并且，做好老機(jī)組的脫硫改造工作也是一項(xiàng)難點(diǎn)內(nèi)容，要求火電廠的脫硫脫硝設(shè)備以相應(yīng)的電價(jià)以及一定的場(chǎng)地為支撐。但是，現(xiàn)下很顯然火電廠的條件難以滿足上述要求，這就使得人們必須加大對(duì)火電廠煙氣脫硫以及脫硝技術(shù)的研究力度。比如，可以借助脫硫之后的濕除塵器以及脫硫之前的前干式旋轉(zhuǎn)電極除塵，同時(shí)在煙氣系統(tǒng)中安裝熱量回收裝置，從而不斷強(qiáng)化脫硫脫硝效果。

5 結(jié)語

總而言之，為了很好地解決火電廠運(yùn)行過程中存在的較為嚴(yán)重的大氣污染排放問題，就需要強(qiáng)化煙氣脫硫脫硝工作的研究力度，并且改善該項(xiàng)工作中的不足之處，使其能夠朝著健康可持續(xù)的發(fā)展方向邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張喜波.火電廠大氣污染物排放現(xiàn)狀及煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用[J].現(xiàn)代國企研究，2015（18）：174-175.

[2] 唐敏.火電廠大氣污染物排放現(xiàn)狀及煙氣脫硫脫硝技術(shù)[J].低碳世界，2014（23）：107-108.

[3] 趙明月.火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀及煙氣脫硫脫硝技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（19）：42-43.

[4] 王海艦.火電廠大氣污染排放現(xiàn)狀及煙氣脫硫脫硝技術(shù)[J].科技風(fēng)，2013（23）：230.