李俊霞 范冬琪

摘要：經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程的加快，人們對電能的需求也逐漸增加。電廠為了滿足社會發(fā)展及人們生活的需求，發(fā)電量每年都在不斷上漲，而因發(fā)電造成的環(huán)境污染也日益嚴重。為了改變這一現(xiàn)狀，我國陸續(xù)出臺有關電廠排放標準的相關政策法規(guī)，最大限度對電廠中有害氣體的排出進行控制，使電廠污染氣體的排放濃度達到國家相關標準，實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)保事業(yè)的共同發(fā)展。本文就電廠脫硫脫硝系統(tǒng)的電氣與自控設計展開探討。

關鍵詞：電廠;脫硫脫銷;電氣自控

引言

火電廠是電能生產(chǎn)的主陣地，而電廠在進行一線生產(chǎn)時不可避免的會產(chǎn)生氮氧化物，如果未經(jīng)處理就進行排放會給生態(tài)環(huán)境帶來嚴重負擔，這也是光污染與酸雨生成的主要誘因。為降低污染風險，保護生態(tài)系統(tǒng)，各個國家都開始對此類氮氧化物進行脫硫脫硝處理后再對空排放，減少其進入大氣后造成的危害。

1電廠煙氣的特點與危害

電廠的主要燃料是煤炭，煤炭是樹木化石，是不可再生的資源，其中碳、氧、硫等是構成煤炭的主要元素，這些元素經(jīng)過燃燒后會產(chǎn)生大量的有害氣體，危害人們的身體健康和生活環(huán)境。如煤炭燃燒會產(chǎn)生二氧化硫氣體，二氧化硫氣體排入大氣遇水會造成酸雨現(xiàn)象，酸雨具有腐蝕性，會引發(fā)人們身體方面的一些疾病，如果酸雨侵蝕農(nóng)田，就會導致農(nóng)作物減產(chǎn)。此外，電廠排放的煙氣還含有礦物顆粒與雜質，這些顆粒雜質會嚴重污染空氣，危害到人們的日常生活。有害氣體的存在不僅污染環(huán)境，還影響社會經(jīng)濟的發(fā)展。

2脫硫脫硝技術的應用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段雖然我國對二氧化硫的治理投入了較大的力度，更是加大了對相關人力物力的投入，但所取得的成效仍不甚明顯，其主要原因往往是相關電廠所使用設備的脫硫效率較低，無法達到全面轉化，故對環(huán)境造成了污染。究其源頭，是我國現(xiàn)階段的脫硫技術不甚成熟，且在相關設備方面也有待完善、革新，并缺乏具有高專業(yè)素養(yǎng)的技術人才，相關的技術人員或是由于應用經(jīng)驗缺乏，或是新型技術掌握不牢，或是操作不甚規(guī)范，所以應用相關技術時往往無法取得良好成效、使用脫硫脫硝設備時也難以發(fā)揮明顯作用。而隨著現(xiàn)階段相關脫硫脫硝技術的不斷完善、發(fā)展，技術人員更需要不斷鍛煉、強化自身，逐漸加強對脫硫脫硝一體化工藝的掌握。

3脫硫脫硝系統(tǒng)自控設計要點

3.1工況反應控制

近幾年，我國《火電廠按地區(qū)污染物排放標準》、《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃》等文件的推行逐漸改變著電廠生產(chǎn)運行模式。我國在脫硝脫硫工作上也有了更加顯著的創(chuàng)新，并在實踐工作中取得優(yōu)異的成績。在自控系統(tǒng)中融合工況實時控制技術能夠改善機組運行情況，提高工況監(jiān)督管理效率。例如：脫硫脫硝系統(tǒng)中的DCS自控系統(tǒng)能夠“在線監(jiān)測”到機組出口氣體濃度，并且在煙氣監(jiān)測儀處于自我維護狀態(tài)時，可得到相關輸出值非NOx真實含量，這時候脫硫脫硝中的自控系統(tǒng)會對應的停止工況參數(shù)調(diào)節(jié)，并把將供氨調(diào)節(jié)閥門開度按照相關規(guī)定嚴格控制在監(jiān)測儀表執(zhí)行自我維護動作之前的狀態(tài)。等待煙氣監(jiān)測儀表處理完目標任務并進行自我維護后，脫硫脫硝系統(tǒng)中的自動調(diào)節(jié)功能又會立刻從原有的“關閉調(diào)節(jié)”狀態(tài)轉變?yōu)椤伴_啟調(diào)節(jié)”狀態(tài)，經(jīng)過上述的工況處置，脫硫脫硝工作可在最大程度上規(guī)避監(jiān)測儀表運行對自控系統(tǒng)的影響。

3.2金屬絡合法

這一方法的原理就是將一氧化氮與過渡金屬絡合物反應而形成金屬亞硝?；衔铮瑥亩鴮⒁谎趸芙庥谝合嘀?，進入一氧化氮液相和還原劑中反應并生成氨氣與氮氣，進而有效的將一氧化氮脫除。近些年來，很多關注的一種技術就是絡合亞鐵濕法脫硫脫硝一體化技術，其不僅能安裝在一套裝置中，并在低溫條件下將二氧化硫與氮氧化物進行高效脫除，而且能將投資與運行成本降低，但是因為吸收劑再生較為困難，導致其難以實施工業(yè)化。將亞硫酸鈉、硫化鈉和尿素加入乙二胺四乙酸螯合溶液中，能有效的完成脫硝的工作，且在添加還原組分時，能利用超聲-活性炭來影響整個脫硝的過程，并利用亞硫酸鈉和硫化鈉對于乙二胺四乙酸螯合進行還原再生。由此可見，不管是超聲波還是活性炭，均能使得亞硫酸鈉吸收液能有效的再生，而尿素則對絡合鐵吸收劑的再生和吸收均具有不利的影響。但是乙二胺四乙酸配位試劑的價格昂貴，所以需要采取廉價氮川三乙酸配體試劑來替代乙二胺四乙酸，同時氮川三乙酸配體試劑其在平衡常數(shù)上要大于乙二胺四乙酸。利用這一技術進行脫硫脫硝時，吸收液難以完全高效的循環(huán)和利用，目前的再生方法的經(jīng)濟性還有待提升，加上其運行條件具有不穩(wěn)定的特點，使得其要想實現(xiàn)工業(yè)化推廣和應用還有很長的一段路要走。

3.3高級氧化法

高級氧化法正如技術名，其主要是通過氧化反應對一氧化氮進行處理，起到在排放污染氣體中對如二氧化硫、氯化氫、氫氟酸等酸性氣體進行脫除的作用。雖然該技術應用效果較好，但往往需要堿液洗滌裝置作為技術應用的基礎，并在應用時使用如氯酸、氯酸鈉、高錳酸鉀、白磷等高級氧化劑。故在應用高級氧化法時需要對氧化劑消耗量、相關裝置的能耗等進行嚴格控制，以降低技術應用的成本。如應用50%雙氧水作為氧化劑的高級氧化法試驗，在經(jīng)過脫硫后所得氮氧化物的氧化率一般在60%左右，以此為基礎，可以再加入氧化劑與尿素配合制作的添加劑，能夠取得更高的脫硝脫硫效果，經(jīng)試驗證明其脫硫率甚至能達到99%左右。同時還可以利用FLUENT軟件對排污管道、煙道等進行模型構建，模擬出內(nèi)部氣體的流動情況，以便于將高級氧化法進行更加科學化、有效化地應用，為該技術相關裝置的安裝工作提供技術支持。

3.4氧化銅吸收法

這一方法的吸附劑是氧化銅復合物，就煙氣內(nèi)的二氧化硫與氮氧化物予以吸收。常見的吸附劑主要有二氧化硅和氧化鋁。其反應原理是氧化銅通過一定反應溫度，通常是在300到500℃之間下，能和煙氣內(nèi)的二氧化硫反應后生產(chǎn)硫酸銅，并將氧化銅和硫酸銅作為其催化劑，再將氨氣接入之后，就能選擇性的進行催化還原來將氮氧化物進行催化還原處理，而吸收飽和之后的硫酸銅也能還原，并利用所生成的氧化銅與形成的副產(chǎn)物二氧化硫來制酸。

3.5活性炭吸附法

憑借著活性炭較為卓越的吸附性能，該方法不僅應用于對水、氣體等的污染凈化，甚至應用于醫(yī)藥、化工和食品等領域作精制和脫色之用。而在優(yōu)秀的吸附性能外，活性炭還屬于催化劑的一種，在脫硫脫氧方面擁有著巨大的可發(fā)展空間。在將相關的污染氣體經(jīng)過脫硫設備進行處理后則可以開始用活性炭進行吸附，經(jīng)由活性炭的吸附與催化的處理后，通常會形成一種具備吸附性的硫酸物質，并且在經(jīng)過一定處理后，活性炭還能循環(huán)利用。同時利用活性炭的催化效果，還能與污染氣體中的氮氧化合物、氨氣等發(fā)生化學反應，這一過程也具備著一定的脫硫效果。但在應用該技術時，也要注意在吸附時控制氣體流速，防止活性炭被氧化而導致的技術失效問題。此外也要避免在活性炭起到催化作用時產(chǎn)生的酸留存于其表面，防止因此而影響到活性炭的吸附能力，降低技術應用的成效。

4脫硫脫硝技術的發(fā)展趨勢

目前，我國對脫硫脫硝技術的研究比較關注干法，今后對濕法技術的研究也應該加以重視。我們要結合實際情況進行煙氣脫硫脫硝技術的研發(fā)，把眼光放長遠，讓脫硫脫硝技術真正地融入到生產(chǎn)中并對其不斷進行完善，從而研發(fā)出先進的脫硫脫硝技術，實現(xiàn)環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展。

結語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟水平的不斷提升，群眾對電力能源的消耗量持續(xù)上漲，火電廠承擔著社會中70%的發(fā)電責任，必須要做好脫硝脫硫工作，結合氣態(tài)污染物的生成原理，使用添加劑或其他化學物將污染元素轉化，減少對空污染，實現(xiàn)超凈排放，脫硫脫硝系統(tǒng)需要加強自控設計，提高工作效率，穩(wěn)定行業(yè)發(fā)展。

參考文獻

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