论低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展

论 低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展

骆永秀

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摘要：在我国，钢铁行业是社会经济发展的支柱产业之一，但是为加热钢铁带来动力的燃煤锅炉存在着一定的环境污染问题，其中燃煤锅炉的炉气存在非常强的污染性，其中涵盖粉尘以及含硝含硫化合物等。为此，燃煤锅炉烟气治理和脱硫脱硝处理非常关键。文章主要分析了燃煤锅炉的烟气除尘治理问题以及脱硫脱硝的技术措施。

关键词：低碳经济；燃煤电厂；脱硫脱硝除尘

引言

现阶段，煤炭在我国能源结构中仍占据主导地位，我国每年大量消耗煤炭在快速发展经济的同时，导致环境被严重污染。原因在于，煤炭中含有大量的硫化物、氮化物等，燃烧后产生大量的so2、NOx等污染气体，同时，还会产生大量的粉尘。火力发电作为煤炭的最大应用行业，为减小对环境的污染，根据国家发改委最新下发的通知要求，所采用的燃煤发电机所排放出烟尘的质量浓度不得大于5mg／m3，so2的排放量不得大于35mg／m3，NOx的排放量不得大于50mg／m3。为此，需对当前燃煤发电机组的脱硫脱硝以及除尘效果进行改进。

1燃煤电厂脱硫技术的要点

通过对煤炭燃烧进行合理分析，燃煤电厂脱硫可以分为：燃烧前、燃烧过程中和燃烧后三个部分。首先在燃烧前，燃煤电厂可以通过外观或者化学反应，筛选出含硫较高的原煤，挑选含硫、含硝量较低的原煤来使用，从源头上解决废气问题。第二，在燃烧过程中投入相关的化学物品与燃煤进行化学反应，降低硫、硝的含量。第三，在燃烧以后进行相关的脱硝脱硫，对燃烧后的废渣废气进行合理地处理。废渣部分在一定的条件下与化学物品发生反应，减少废渣中的污染性废料，比如，将燃烧后的残渣与大量的海水混合，在一定程度上可以稀释污染物。并且，海水中的相关物质还可以在与二氧化硫发生化学反应后得到固化，实现一定的脱硫效果。然而采用这种方法，会使融合后的产物难以从海水中提取，造成了二次污染，所以一般情况下，不采用这种方法。最后的半干法则是使用石灰浆将残渣中的SO2进行吸收，通过这种方式可以达到85%左右的去除效果。燃煤电厂也可以通过物理或者化学甚至当前的高科技方法有效去除废气中的污染气体。目前，随着科学技术的迅速发展，燃煤电厂也从整体上设计出了相应的解决方法，这项技术叫整体煤气联合循环技术。这项技术可以从整体上来实现脱硫脱硝除尘，目前，国外的使用率较高，国内也在逐渐引进该技术，但是目前相关技术还不成熟，而且还需要结合国内的实际情况。

2燃煤锅炉的脱硫脱硝技术

2.1燃烧法

煤炭燃烧过程中，燃烧温度、氧气含量是决定氮氧化物产量的关键因素，燃烧法就是控制燃烧温度和科学控制氧气供应，降低氮氧化物的产量。在生产过程中，需做好监控工作，结合温度调整氧气浓度。目前专门研发了二段燃烧法，在第一次供气量为理论供气量的85%，使燃煤在缺氧条件下燃烧，第二次ᨀ供理论供气量25%左右的空气，使整个燃烧过程完成，能有效控制燃烧过程中的温度，大幅度降低氮氧化物的生成量。

2.2高能电子束处理技术

高能电子束处理技术理论上具有一定的存在意义，并在实际生产中得到了应用，但由于其成本较高，实现目的也需要相应的条件，这里只作简单介绍。该项技术是将过滤后产生的废气进行收集，收集后将温度控制在65～70℃左右，然后按照废气的体积质量，输入一定量的氨气，待氨气与废气融合稳定后，在容器内进行高能电子束照射。混合气体在电子束的作用下使烟气中的氧气、氮气和水蒸气等气体发生辐射反应，从而产生大量原子、电子，最终产生活性较低的化学废品，这些废品因为活跃性较低，基本不会对环境造成严重危害。

2.3活性炭吸附

由于活性炭具有多孔结构，所以能吸附烟气中的氮氧化合物，也能同时去除二氧化硫。但是由于成本问题，目前推广相对困难。

3常用除尘技术

3.1排放时采用的高效除尘器

在治理燃煤电厂烟气过程中，一种最高效直接的办法就是在燃煤电厂燃煤时统一使用除尘设备。目前常规的除尘设备大致包含以下几种：旋转式除尘设备、静电式除尘设备、机械式除尘设备、布袋式除尘设备等。其中，静电式除尘设备的工作效率最高，因为其利用静电吸附的方式可以在高温高压环境中正常工作，一般能够处理空气中90%以上的粉尘，同时能够捕捉到6μm的粉尘。目前，我国使用的静电除尘级别为四级左右，在除尘效果方面比传统方式较好，但是这种方式缺点也相对明显，如成本较高。机械式除尘器的工作方式是经过高速旋转，通过离心力使沉淀分离，进而实现除尘效果。这种除尘方式对硬件的要求比较高，而且除尘效率也远远不及静电除尘方式的效率。但是，这项技术成本较低，一般燃煤电厂都可以使用，然而，这种机械式除尘器也有相应的缺点，即除尘的精度较差，不能精确地对粉尘进行有效处理。

除尘工艺作为脱硫脱硝除尘的最后一个步骤，燃烧废物状态的复杂性更高，所以在设计相关工艺、处理方式方面也更复杂，需要注重更多细节。通过设计出一整套类似于烟气净化工艺的方式来处理废气，在废气循环的过程中将污染物进行转化、固化，再经过相关处理来减少此过程的步骤，进而实现高效率除尘，提高生产效率。

3.2高性能过滤器

高性能过滤器能利用过滤结构将烟尘过滤掉，包括金属网过滤器、颗粒过滤器和陶瓷过滤器等形式。金属网过滤器利用金属纤维编制过滤部件，由于金属的耐高温能力很差，只能在低温环境中进行过滤；颗粒过滤器的除尘效果很强，能去除通量在10Lm左右的尘粒，但由于高温下容易出现堵塞问题，因此应用也存在局限。陶瓷过滤器的性能相对较好，具有耐高温的特点，并且能在强酸、强碱条件下依然保持良好工作状态，利用柔性陶瓷材料，使得陶瓷过滤器的形状也具有较高的灵活性，陶瓷过滤器的结构包括交叉流式、蜂房式等结构，燃煤电厂可根据自身需求选择，能获得较好的除尘效果。

4常用脱硫技术

湿法脱硫最典型的工艺是使用石灰石－石膏脱硫，该工艺以石灰粉作为吸收剂，将其投入到燃煤电厂的含硫产物中脱硫。使用时需要向干燥石灰石粉剂中加入一定的水，获得石灰粉浆液，浆液会与空气中的二氧化碳、水分反应，得到碳酸氢钙，碳酸氢钙投入到煤电厂的氧化区和吸收区后，会中和周围环境中的酸性氢离子，游离态的钙会结合电离生产产生的氯离子，最后形成氯化钙；其他钙离子会与水、二氧化硫反应，得到硫酸钙，即可达到脱硫目标。干法脱硫工艺是从湿法脱硫中衍生出的调节技术，在环保性上更强，能满足低碳经济对技术的要求。原理上，干法脱硫技术通过改变颗粒浓度，改善湿法脱硫工艺。

结束语

锅炉烟气脱硫脱硝除尘一体化超低排放技术主要适用于供暖供热、余热回收利用、生物质利用、垃圾焚烧等行业的锅炉或窑炉的超低排放改造。该技术的最大优点在于不需要采用SCR硝催化剂，对于锅炉或窑炉脱硝工艺温度窗口的选择不那么严格，适应范围广，故改造投资费用会大大降低，改造周期也会同步下降，不产生SCR脱硝催化剂固体废物的处理费用，不会造成二次污染。锅炉烟气脱硫脱硝除尘一体化超低排放技术的研究与实践为锅炉或窑炉超低排放技术的改造与优化，提供了一条可持续发展的道路。

参考文献

1. 沈淼，苏晖，孙芳婷.探究电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术[J].节能与环保，2020(04):42-43.

2. 苏宇.低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展探究[J].中国设备工程，2020(24):94-96.

3. 赵曦,尹娟娟,刘子厚,陆克定,周钦灵,王宇楠.深圳市工业液态危险废物来源特征、环境危害特性及资源化潜力[J].环境工程,2019,37(11):155-159.