低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术探讨

低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术探讨

高志华

江苏华电扬州发电有限公司  江苏省扬州市225000

摘 要：随着社会经济的高速发展，工业及科技也取得了长足进步。但是在发展过程中仍然有很多问题有待解决，比如因为煤炭燃烧所导致的环境污染问题已经变得愈加严重。电厂排放的二氧化硫及其他有害物质，如果不加以处理，就会对环境造成较大破坏，也会对社会经济造成不可估量的损失。因此就需要解决在发展过程中所存在的能源与环境保护问题，对此就需要通过先进的技术，以此降低煤炭中SO2、NO2等气体的排放量，实现可持续发展，全面构建新型低碳经济。

关键词：低碳经济；煤电厂；脱硫脱硝除尘技术

1、燃煤电厂脱硫工艺

    1.1 选煤技术

对于煤炭的选择，能够最大程度减少燃烧过程中的粉尘及硫的含量，因此通过加强对质量的分类，可以有利于实现煤炭的分配使用。其中，洗煤可以提高燃烧的可靠性及对资源的利用效率，在提升经济收益的同时，也减少了对环境的污染。而在当前的煤炭制备技术当中，使用最广泛的就是物理法，能够更加高效地实现脱硫。

    1.2 循环锅炉技术

采用该方法的最大优点在于，能够合理控制二氧化硫气体的排放量，而目前该项技术早已在很多工业化国家得到了充分应用，并且也取得了良好效果，成为当前主要的脱硫手段之一。随着环保意识不断加深，企业也认识到，在发展经济的同时也需要注重社会效益。因此，在低碳经济条件下我国企业和相关机构也在不断研发流化床，其目的在于进一步提升脱硫效率，增加发电厂的经济收益。

    1.3 烟气脱硫技术

这也是当前世界各国常用的脱硫手段之一，但是整体步骤相对比较麻烦。首先，需要用石灰脱硫技术，其系统就包含了烟气、吸收、氧化等诸多技术，这也是当前我国大多数煤电厂所采用的技术。此外，烟气脱硫技术及其工艺制作原理，虽然同石灰脱硫工艺非常相似，但是在经过不断的革新和简化后，相比前者，能够大幅有效减少电厂的投资及运营成本。而海水脱硫技术充分利用自然水的可溶性盐，包括了氯化镁、氯化钠所存在的碱性特征，具有较强的吸收能力。并且，烟气在冷却过程中一旦雨水进行接触，也能够起到较好去除SO2的作用。海水经过沉积以后，水质也恢复到正常状态，可以顺利返回大海，整个过程也不会对水资源造成严重损害，所需要的设备和技术相对比较简单，更不需要使用其他化学物质进行催化，也不会产生任何有害废液，因此具有成本低、稳定运行的特点。最后，磷酸铵盐脱硫技术主要是以氨气和磷矿为原材料，并且在脱硫过程中需要使用回收的磷酸铵复合原料，整个技术工艺相对简单，同时还存在明显的经济附加值。喷淋脱硫技术，主要应用于欧美地区，其原理就在于用石灰浆与SO2进行化学反应，在干燥情况下脱硫效率比较高。

    1.4 活性炭技术

该技术的主要原理就在于加入一定数量的N，然后再通过O2与水蒸气的作用，然后再借助氧气与水蒸气作用，将硝酸根离子与二氧化硫去除。采用这种方法，具有极高的脱硫效率，但由于部分二氧化硫仍然沉淀于装置内部，因此还需要进行再次加工处理，在使用一定量的催化剂后就会产生化学反应，最终形成N2。此外，在设备当中存留的活性炭还富含少量硫酸，对此需要通过高温进行处理，转变为SO2可以直接排放[2]。因此，在经过再加工以后，处理效果更为理想。并且综合各方面的数据显示，当前大多数火电厂的烟气处理方案基本上都会使用该技术，而且在对该技术进行深入研究后，目前的效率可以达到95%左右。

    1.5 单脱硫技术

针对脱硫技术体系的总体结构而言，目前能够满足燃煤电厂脱硫生产工艺的主要有两大类，分别为：湿法脱硫工艺及干法脱硫工艺，两者的侧重点各不相同。

    1.5.1 湿法脱硫工艺

该工艺具体流程主要是，首先需要准备好石灰石粉放置于燃煤电厂硫化物中，由于其吸附效果极佳，可以顺利实现脱硫；接下来还需要准备适量的清水直接倒入干燥的石灰石粉中，然后还需要使用工具进行均匀搅拌，并且还需要呈液态状。在此环境下会产生一系列的化学反应，因为空气中的氧气及水分与石灰石粉形成碳酸氢钙。在中间物质达到煤电厂吸收区、氧化区时与区域中酸性条件中H+产生中和反应，去除部分H+，就可以生成钙离子。至于其他的钙离子与硫酸氢根离子及氟离子产生化学反应后，会形成硫酸氢钙及氟化钙，这样就能够达到脱硫的预期目标。

    1.5.2 干法脱硫工艺

这项技术其实是对上一个技术工艺的优化革新，因此也就具备较强的环保性，其本质就是对湿法工艺中所存在的颗粒浓度进行更加细致的处理。其具体流程就是，首先要将适量的石灰粉直接喷洒进炉膛中，在经过高温作用后，就会形成氧化钙；然后再与燃煤电厂所排放烟气中的二氧化硫相结合，再经过化学反应以后就形成了硫酸钙。就目前来看，此方法投入成本相对较高，并且整个脱硫过程相对复杂，在实际成效上和其他工艺相比，并不具备太大优势。但是，其主要特点就在于能耗较低，也符合当前低碳生产的要求，并且在此过程中也不会产生任何污水。

    1.5.3 单纯脱硝技术

当前主要使用的方法还是燃烧法与催化还原法。其中，前者主要是指在燃烧时温度及氧气的浓度等相关因素，也就直接决定了NOx生成量。因此，就需要在保证氧气浓度处于合理状态的情况下，实现对燃烧温度的科学调整，以便实现对氮化物排放量的有效控制。而催化还原法就是通过将适量的氨气、碳酰二胺同氧化氮经过还原反应从而生成水与氮气，目前该方法已经普遍应用于燃煤电厂脱硝工艺当中，主要特点就在于效率高、成本低，极具经济价值。

    1.5.4 单纯除尘技术

当前，该技术主要有三大类：首先是静电除尘技术，其标准为捕获范围大于6Lm，但是该技术在整体资金投入上成本相对较高，因此对于普通的燃煤企业而言是难以承受的，但是其实际效果极其显著，具有良好的社会效益。颗粒除尘技术，主要是将颗粒过滤器应用于生产环节，因此在捕获范围上已经可以实现10Lm，因此无论是面积还是最终效果，也明显高于前者。但是，考虑到电厂实际生产环境，在高温条件作用下极易导致过滤设备出现堵塞现象，因此在除尘效率上也会因为环境的不同，导致最终效果出现明显变化。陶瓷过滤技术，其过滤装置是以纤维带或陶瓷材料为主，因此对于烟尘排放量的控制相对比较优秀，主要原因还是在于陶瓷本身就具备耐高温特性，因此就算是长期处于超高温环境下，其除尘效果也不会受到任何影响。而且到了后期，在维护成本上和上述两项技术相比也明显具备优势，因此在目前，该技术已经得到较为广泛的应用。

2、燃煤电厂脱硝技术

合理选择相应的设备，以此控制煤炭在燃烧过程中所产生的化学反应，能够有效减少各种污染物的生成概率。通过对燃烧温度的控制，也能有效减少其生成概率。此外，氧气浓度的高低也会改变燃烧的温度，能减少或是回避氮化物的生成。但是，这种方法存在较为明显的缺陷，那就是尽管改变条件和温度能够减少其生成概率，但在实际使用过程中还需要配合循环燃烧。

结语：综上所述，低碳环保是当今各行各业发展的基本方向。由于煤电厂脱硫脱硝除尘技术涉及众多领域，为了能够最大可能减少煤炭在燃烧过程中释放的有害气体，相关企业在加强技术研究的同时，煤炭行业也需要及时更新相关设备，加强对排放烟气中的颗粒及毒害气体的净化。虽然脱硫脱硝除尘技术存在诸多优点，也取得了不错的成效，但总的来说缺点依然存在，不能掉以轻心。需要不断完善现有技术，增强设备研发，推出更加经济有效的除尘技术，确保经济与自然能够和谐发展。

参考文献：

[1]王国奎.低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展[J].化工管理，2021（02）：59-60.

[2]蔡铁城，黄志祥.低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术[J].中国战略新兴产业，2018（16）：70.

[3]殷国庆，谷志国.低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术[J].现代工业经济和信息化，2017，7（07）：37-38.

[4]张宁宁.低碳经济下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展[J].节能与环保,2023(3):65-66.