基于燃煤火电厂脱硫脱硝技术的探讨

基于燃煤火电厂脱硫脱硝技术的探讨

李九栋

（宁夏大唐国际大坝发电有限责任公司宁夏751607）

摘要：在我国经济发展过程中，一次能源消耗占据重要比重，其中尤以煤炭资源最为突出，将近70%的消耗比例使得其对大气质量造成了严重的威胁。其中燃煤火电厂是大气中氮氧化物及二氧化硫的主要来源，严重制约着我国大气污染治理工作的开展。近年来我国高度重视环境问题，在燃煤火电厂发展过程中严格控制二氧化硫等物质的排放具有重要的意义。脱硫脱硝技术是我国燃煤火电厂进行污染控制的重要手段，促进其创新改革并提高其发展技术水平，对燃煤火电厂节能发展具有重要作用。本文针对燃煤火电厂脱硫脱硝技术及其发展现状进行了探讨。

关键词：燃煤火电厂；脱硫脱硝技术；发展

1燃煤火电厂脱硫脱硝技术发展现状

1.1我国二氧化硫和氮氧化物排放控制状况

近年来，随着经济发展的加速，其与环境发展之间的矛盾越来越突出，为了避免经济发展要以环境为代价的悲剧的出现，国家出台相关政策，以求平衡环境与经济发展，从而有效地控制环境污染的日益严重化趋势。据相关资料不完全统计，人工增长，工业发展，造成能源资源需求量的不断增加，到2030年我国大气中氮氧化物的排放量总数会累积增加到3245×104t～4185×104t，给社会经济发展和人们具体生活造成了巨大威胁。为了阻止上述后果的出现，我国较早地意识到环境保护的重要性，出台了一系列相关政策，为环境保护与工业产业发展提供一定的政策约束。例如2003年我国出台了《排污费征收管理标准方案》，对氮氧化物排放标准及收费原则作了明确的说明，同时也颁布了《火电厂大气污染物排放标准》，其中明确规定了火电厂燃煤过程中出现当氧化物等污染物的控制与解决细则。同时，在市场经济转型发展进程中，国家对相关政策作以一定的调整，对其做出了更加严格的规定，以期适应经济发展现状和环境保护要求。并且在这一过程中对脱硫脱硝技术的发展进行了相应的调整，以电价补贴的方法在政策上支持脱硫脱硝技术的进一步创新，从而更加有效地控制大气污染。

1.2我国脱硫脱硝技术发展现状

就现阶段我国脱硫脱硝技术发展情况而言，其主要依靠国外引进，并在此基础上对相应技术进行调整，从而更加适应我国的具体实际，基于此我国脱硫脱硝技术仍处于探索研究层面，并未形成自身独具特点的技术优势。但是，随着科学技术的发展，我国脱硫脱硝技术呈现一定的自主创新态势，在结合国外先进经验的基础上，脱硫脱硝一体化技术发展成果显著，其中以氧化铜吸附法、碳基催化法和脉冲电晕法较为成熟，基本可以达到工业规模应用的趋势。

2燃煤火电厂脱硫脱硝技术分析

2.1燃煤火电厂脱硫脱硝技术中氧化铜吸附法

氧化铜吸附法在操作过程中利用相应的催化剂实现对二氧化硫和氮氧化物的吸附，从而较少燃煤火电厂排放中有毒气体的含量。①工作原理。在300～500℃温度条件下，氧化铜可与二氧化硫反应生成硫酸铜，即2CuO+2SO2+O2→2CuSO4，其中氧化铜和硫酸铜具有较高的活性催化作用，在氨气环境下可利用SCR催化还原法产生氮氧化物，即4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O；②工艺特点在该技术使用过程中脱硫脱硝率较高，如果在750℃的吸附温度环境下，可有90%以上的脱硫脱硝率，同时此过程中不存在废渣、废液，且其副产物具有较强的回收性；③具体工艺。烟气混入一定量的氨气之后再进入吸收器，此时烟气中的二氧化硫与氧化铜反应生成硫酸铜，实现二氧化硫的脱离，并且二氧化氮在氨气的作用下发生氧化还原反应，生成氮气实现氮氧化物的脱离，在此之后饱和的氧化铜进入到再生器中，利用还原性气体实现再生，进而完成整个脱硫脱硝过程。

2.2燃煤火电厂脱硫脱硝技术中碳基催化法

在碳基催化法中会选取炭基材料时对其吸附能力要求较高，其必须具备丰富的空隙结构，从而以催化剂或者催化剂载体出现在工艺操作之中。①工作原理。脱硫的工作原理主要依据物理法或者化学法进行相关的吸附操作，其中物理吸附要求无水蒸气和氧气的存在，并且其吸附量方面存在一定的不足；当烟气中含有水蒸气和氧气时，则应选取化学吸附法，其中烟气中的氧气通过二氧化硫氧化还原反应成三氧化硫，再与水蒸气反应，生成硫酸，实现脱硫，即2SO2+O2+2H2O→2H2SO4；脱硝的工作原理是在90～250℃的温度条件下，炭基材料对一氧化氮进行催化还原，使其以以氮气和水的形式存在，在氨气环境下，氮氧化物被还原成氮气，从而实现脱硝，即4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O；②技术特点。碳基催化法具有再生工艺特性，对烟气中的硫回收具有较好的效果，其副产品具有较高的经济价值。同时在操作与工艺方面其简单清晰，不需要加热装置。除了可有效地去除硫硝外，还能去除重金属污染，并且催化物较为环保，二次污染现象有所缓解；③具体工艺。对烟气先进性冷却，再从底部向上运动，最开始烟气中二氧化硫被氧化成三氧化硫，进一步生成为硫酸，吸附在催化材料中。随后加入氨气，氮氧化物被还原为氮气和氧化氢，从而实现脱离。在400℃温度条件下，对活性炭材料进行再生，生成二氧化硫，对硫酸等物质进行回收。

2.3燃煤火电厂脱硫脱硝技术中脉冲电晕法

脉冲电晕法实现了高能电子的取代，具有较高的经济效益。①工作原理。在放点电极上施加交直流电，促进高压脉冲电晕的产生，在此基础上实现放点效果。在这一过程中，增加烟气分子能量，从而生成具有非平衡性质的等离子体，其中含有较多活性粒子，使得烟气中的二氧化硫和一氧化氮经过化学反应与水相结合形成一定酸，其与氨结合形成硫酸氨与硝酸铵，可作为化肥原料再利用；②技术特点。在这一过程中摆脱了电子加速器的使用，进而无X射线等问题的干扰，能够在简单程序内实现二氧化硫和氮氧化物的脱离，同时其副产品可做肥料，形成一定的经济效益；③具体工艺。烟气在进入反应器前需要进行加热加湿处理，通过脉冲电源的作用，二氧化硫和一氧化氮得到氧化，并与水蒸气作用形成酸，实现脱离，最后对副产物进行回收收集。

结语

综上，我国燃煤火电厂脱硫脱硝技术在发展过程中取得一定的进步，但在具体作业中，氧化铜吸附法对温度要求较高，脉冲电晕法则相对较为复杂，均制约了其工业化发展道路。相比之下，碳基催化法具有较高的使用价值，因此在脱硫脱硝过程中要积极进行工艺改进，推动其长远发展。一方面要对老旧机组进行改造处理，另一方面要综合发挥各脱硫脱硝技术的优势，采取优化组合的方式，尽早实现我国脱硫脱硝一体化技术工业化发展趋势。

参考文献：

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