燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术

2016-03-16郭永建

环球市场 2016年14期

关键词：技术手段二氧化硫燃煤

郭永建

中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司

燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术

郭永建

中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司

为了满足新形势下燃煤电厂的生产需求，电厂在火力发电机的选择上，优先选用了容量较大的设备，大幅度提高了电厂生产效率，但同时也带来了新的问题，燃煤电厂烟气中排放的 SO2和氮氧化物是造成酸雨和光化学烟雾的最主要的污染物。随着我国“十二五”规划中对大气污染物减排目标的提出，烟气脱硫脱硝技术要求更高的效率和更低的能耗。本文介绍了国内外燃煤电厂常用的烟气脱硫脱硝技术，分析了其特点，并对不同的技术进行了对比。指出烟气同时脱硫脱硝技术是最具应用前景的烟气净化技术，并提出了相应的建议。

燃煤电厂；烟气治理；脱硫脱硝

在我国的能源结构中，煤炭占有重要比重，成为电厂供电的重要原料。在燃煤电厂锅炉燃烧过程中，会排放大量的烟气，其中含有二氧化硫、氮氧化合物等有害物质，引发酸雨、光化学烟雾等一系列环境问题，并对人体健康造成危害。

1　燃煤电厂烟气的危害分析

煤炭的大量消耗是燃煤电厂生产活动开展的基础，煤炭燃烧过程会产生大量烟气，烟气中所含有的CO2、CO、SO2等成分，不仅会破坏大气平衡，而且还会造成不同程度的环境污染，威胁着人类的身体健康。尽管当前大部分燃煤电厂在生产中都配置了相应的烟气脱硫设备，但由于技术不完善、设备更新速度慢，从而使得烟气脱硫效果并不理想，无法满足社会发展的根本需求。

由此可见，随着我国燃煤电厂的飞速发展以及人们环保意识的不断提升，正视燃煤电厂烟气危害，采取针对性的烟气脱硫技术解决环境污染问题至关重要。

2　治理烟气的策略及脱硫脱硝技术

2.1烟气治理策略分析

在进行烟气的治理前，要对燃煤电厂有着正确的认识，并且带领厂内的全体员工认识烟气的危害，实行有效的烟气治理策略，对自然生态环境进行保护，全面贯彻落实可持续发展观，提升人们的生活环境质量。燃煤电厂要对污染源进行严格的控制，在对污染进行治理的同时也要将能源进行合理的运用，提升能源资源的利用效率。燃煤电厂应当将除尘设备引入厂内，通过现代仪器对烟气中的毒害物质含量进行降低，经费允许的情况下也可以引进国外的设备，对设备的工作效率进行提升。除此之外，还要对当前的技术手段进行改进，从污染源开始着手，结合本厂的实际具体情况，将先进的科学技术融入到当前的技术手段当中，对生产工艺进行改良，全面提升能源的利用效率和降低污染物的排放量，实现可持续发展。

2.2石灰石 - 石膏法脱硫技术

相较于其他的脱硫方法，此方法具有两个优势：(1)在这个脱硫反应中石灰石作为反应物有较为广泛的来源，并且成本较低；(2)反应的副产品为石膏并不会产生情况严重的二次环境污染，并且能够重复进行使用。干法脱硫装置具有工艺简单、能耗低的优点，并且净化的烟气并没有进行重复加热，能够对能源有效地进行节约，但是由于其对技术有着较高的要求，所以操作起来有较大的难度，在实际的具体使用过程中局限性较大。总体来说，当前脱硫技术在我国的发展情况较为良好，各种各样的新兴技术手段也不断被研发出来，相关的设备配置也进行着多元化的发展，新兴技术手段的问世也促使烟气脱硫取得的效果得到人们的一致好评。

2.3W-L 再生脱硫技术

针对 W- L 再生脱硫技术在电厂烟气脱硫中的使用过程来看，其主要包括二氧化硫富气再处理、热解再生以及二氧化硫的吸收等几个关键环节，而这几个关键环节也正是该技术发挥其二氧化硫处理效果的反应机制所在。对于二氧化硫的富气再处理操作来说，其具体的处理手段是多种多样的，处理效果也大不相同，当然对于经济成本的要求也是不同的，因此，对于具体的电厂来说就可以根据自身的实际状况来选择最适合自身经济状况的一种方式进行操作；而对于热解再生操作而言，其实也包含着一定量的二氧化硫吸收，并且和最终逆流塔中的二氧化硫吸收共同配合，提升其吸收的效率，使得电厂烟气脱硫率能够符合相关的要求。对于该技术手段的应用来说，其最为主要的就是针对溶液中亚硫酸钠的含量以及整体溶液的剂量进行严格的控制，进而在保障电厂烟气通过速率和数量一定的前提下最大化的进行二氧化硫的吸收，一般说来，采用该方式进行二氧化硫的吸收其脱硫率能够达到 95%以上。

2.4烟气脱硝技术

2.4.1SCR

SCR 即选择性催化还原技术，是指在催化剂作用下利用NH3的还原性有选择性地与烟气中的 NOx (主要是 NO 和 NO2)发生化学反应，将 NOx 还原为氮气，从而减少烟气中 NO 排放的脱硝技术。在 SCR 中使用的催化剂主要为 V2O5/Ti O2、V2O5- WO3/Ti O2或V2O5- Mo O3/Ti O2等。根据催化剂的适宜反应温度，催化剂还可细分为高温、中温和低温催化剂三种。

SCR的脱硝效率最高可达到90%左右，一般情况下不低于60%。SCR的优点在于技术发展成熟、运行的可靠性较高、且日常维护方便，在对脱硝效率有较高的要求时，相较其他技术具有更好的经济性；SCR的缺点主要在于一次投资费用高，且由于催化剂价格昂贵、失效催化剂需再处置、还原剂的消耗量大等原因，致使该技术运行成本较高；除此之外，NH3的使用会带来安全隐患，对日常的安全管理要求较高。

2.4.2SNCR

SNCR即选择性非催化还原技术，其基本原理与SCR基本相同，也是利用NH3的还原性将NOx还原为氮气，其与SCR的最大区别在于SNCR不使用催化剂。由于不使用催化剂，因此适宜的还原反应温度区间范围很窄，只有800℃～1200℃，当温度低于800℃时，反应速度很慢，还原反应难以顺利进行，而温度过高时又会由于NH3发生热分解导致脱硝效率下降。因此温度对SNCR的效率影响较大，温度控制是SNCR技术的应用难点。SNCR脱硝效率与SCR相比只有SCR的约一半，最高可达到约40%，一般不低于20%，但是SNCR无催化剂反应器，占地面积较小，一次投资成本仅为SCR的一半左右。由于不使用催化剂，其运行费用也不到SCR的2/3，其经济性较好。