脱硫脱硝技术在火电厂中的应用及改进

脱硫脱硝技术在火电厂中的应用及改进

陈希宁

大唐七台河发电有限责任公司 黑龙江省 154600

摘要：本文介绍了脱硫脱硝技术在火电厂中的应用及改进。首先概述了当前常用的脱硫脱硝技术，包括湿法脱硫、干法脱硫、SCR和SNCR等。然后探讨了这些技术在火电厂中的应用，以及近期技术的改进，包括湿法脱硫的改进、干法脱硫的改进、联合脱硫脱硝技术以及新型催化剂和反应机制的研究。最后，总结了这些技术的优缺点以及未来发展趋势。通过技术的不断改进和创新，火电厂将能够实现更高效、更环保的运行。

关键词：脱硫脱硝技术；火电厂；湿法脱硫；干法脱硫；SCR；SNCR；联合脱硫脱硝；新型催化剂；反应机制；环保运行

1引言

随着环保意识的增强，火电厂的排放标准日益严格。为了满足这一标准，许多火电厂开始引入脱硫脱硝技术。本文将探讨这些技术在火电厂中的应用，以及近期技术的改进。

2脱硫技术

2.1湿法脱硫

湿法脱硫技术是目前火电厂最常用的脱硫方法。此技术利用碱性溶液，如氢氧化钠或石灰石，与烟气中的二氧化硫发生化学反应，生成硫酸盐。然后通过物理方法，如沉淀、过滤等，将硫酸盐从溶液中分离出来。湿法脱硫技术具有高脱硫效率和低能耗的优势，因此在火电厂中得到广泛应用。然而，湿法脱硫技术也存在一些问题。首先，由于使用碱性溶液，设备容易受到腐蚀。因此，设备的材质和制造工艺需要特殊选择，以增强其抗腐蚀性能。其次，湿法脱硫会产生大量废水，这些废水中含有硫酸盐和其他杂质，需要进行处理才能排放。这增加了运行成本和技术难度。

2.2干法脱硫

干法脱硫技术是一种通过固体吸附剂吸附烟气中二氧化硫的方法。与湿法脱硫技术相比，干法脱硫不需要使用水，因此不会产生废水。但是，干法脱硫的脱硫效率相对较低，并且吸附剂的消耗也需要考虑。干法脱硫技术通常使用固体吸附剂，如活性炭、分子筛等，来吸附烟气中的二氧化硫。这些吸附剂具有高比表面积和吸附性能，能够有效地吸附二氧化硫并降低其浓度。然而，由于吸附剂的吸附容量有限，干法脱硫技术需要频繁地更换吸附剂，增加了运行成本和操作复杂性。此外，干法脱硫技术的脱硫效率通常比湿法脱硫低。这主要是因为二氧化硫在烟气中的浓度较高，而固体吸附剂的吸附容量有限，难以达到较高的脱硫效率。因此，干法脱硫技术通常适用于低浓度二氧化硫的烟气处理。

3脱硝技术

3.1选择性催化还原（SCR）

SCR技术是一种常用的脱硝方法，其原理是在催化剂的作用下，将烟气中的氮氧化物还原为氮气和水蒸气。该方法具有高脱硝效率和低能耗，因此在火电厂中得到广泛应用。然而，催化剂的活性和寿命是影响SCR技术性能的关键因素。催化剂的活性决定了反应的速率和脱硝效率，而催化剂的寿命则直接关系到SCR系统的运行成本和更换频率。因此，选择合适的催化剂和保证其活性是SCR技术成功的关键。目前，常见的SCR催化剂包括贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂等。不同的催化剂具有不同的活性、寿命和成本特点，需要根据具体的应用场景进行选择。此外，催化剂的制备和再生技术也在不断发展和改进，以提高催化剂的性能和降低成本。

3.2选择性非催化还原（SNCR）

SNCR技术是一种脱硝方法，通过在高温下将氨或尿素等还原剂喷入炉内，与氮氧化物反应生成氮气和水蒸气。与SCR技术相比，SNCR不需要催化剂，因此成本较低。但是，SNCR的脱硝效率通常低于SCR。SNCR技术的反应机制是在高温下，氨或尿素与氮氧化物发生还原反应，生成氮气和水蒸气。这个反应需要在炉内的高温区域进行，因此需要精确控制反应温度和还原剂的喷入位置。此外，还原剂的选择和配方也是影响SNCR技术性能的关键因素。虽然SNCR技术成本较低，但其脱硝效率通常不如SCR技术高。这主要是因为SNCR技术缺乏催化剂的催化作用，反应速率较慢。因此，为了提高SNCR技术的脱硝效率，需要优化反应条件和探索新的反应机制。

4技术改进与发展趋势

4.1湿法脱硫的改进

为了解决湿法脱硫技术的腐蚀和废水处理问题，研究者们正在研发新型的吸收剂和反应机制。其中，使用高浓度碱溶液或离子液体作为吸收剂是一种有效的解决方法。高浓度碱溶液具有较高的化学反应活性，可以更有效地吸收二氧化硫，并降低设备的腐蚀速度。离子液体则是一种新型的吸收剂，具有较低的挥发性和较好的化学稳定性，可以提高吸收效率并降低对设备的腐蚀。同时，对废水的处理也在进行改进。采用膜分离技术进行水处理是一种新的方法，可以实现废水的循环利用，减少水资源的浪费。此外，通过生物法、化学法等处理技术，也可以有效地处理废水中的有害物质，并降低对环境的影响。这些改进措施有助于提高湿法脱硫技术的性能和降低运行成本，同时也有利于保护环境和实现可持续发展。随着技术的不断进步和应用场景的不断变化，相信未来会有更多新型的吸收剂和反应机制出现，为解决湿法脱硫技术的腐蚀和废水处理问题提供更好的解决方案。

4.2干法脱硫的改进

为了提高干法脱硫技术的脱硫效率，研究者们正在研发新型的固体吸附剂，如分子筛、活性炭等，以提高其对二氧化硫的吸附能力。分子筛是一种具有规则孔径的吸附剂，可以有效地吸附气体中的二氧化硫。活性炭则是一种具有高比表面积和吸附性能的吸附剂，可以有效地吸附烟气中的二氧化硫。通过改进分子筛和活性炭的制备方法，可以增强其对二氧化硫的吸附能力，提高脱硫效率。同时，对吸附剂的再生和循环利用也在进行研究。通过高温还原、化学洗涤等方法，可以实现对吸附剂的再生和循环利用，降低成本。此外，通过优化吸附剂的装载和卸料方式，也可以提高设备的运行效率和降低能耗。

4.3联合脱硫脱硝技术

单独的脱硫或脱硝技术不能同时解决二氧化硫和氮氧化物的排放问题，因此联合脱硫脱硝技术成为了研究热点。目前，最先进的联合技术包括活性炭吸附法、电子束照射法和脉冲电晕法等。活性炭吸附法是一种同时脱硫脱硝的方法，其原理是利用活性炭的吸附性能，将二氧化硫和氮氧化物吸附在活性炭上，然后进行还原反应，生成氮气和水蒸气。该方法具有较高的能源效率，但需要频繁更换活性炭，增加了运行成本。电子束照射法是一种利用电子束照射烟气的方法，可以同时将二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸铵和硝酸铵，实现同时去除。该方法具有较高的能源效率和较低的运行成本，但需要高能量的电子束，因此设备成本较高。脉冲电晕法是一种利用脉冲电晕放电的方法，可以同时将二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸铵和硝酸铵，实现同时去除。该方法具有较高的能源效率和较低的运行成本，但设备的稳定性和可靠性需要进一步改进。

4.4新型催化剂和反应机制的研究

对于SCR和SNCR技术，催化剂的性能和反应机制是影响其性能的关键因素，因此新型催化剂和反应机制的研究是当前的重要研究方向。对于SCR技术，新型的催化剂正在朝着具有更高活性和更长寿命的方向发展。研究者们正在探索不同催化剂的组成和结构，如贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂等，以寻找更高效、更稳定的催化剂。此外，对催化剂的再生和循环利用技术也在进行研究，以降低成本并提高催化剂的利用率。对于SNCR技术，研究者们正在研究如何优化反应条件，以提高其脱硝效率。这包括探索不同还原剂的性质和反应条件，如氨、尿素等还原剂的最佳配比和注入方式，以及反应温度和反应时间的控制等。此外，对新型的反应机制也在进行探索，以进一步改进SNCR技术的脱硝效率。这些研究有助于推动SCR和SNCR技术的进一步发展和应用，为实现更高效、更环保的火电厂运行提供技术支持。

5结语

随着环保意识的增强和排放标准的提高，火电厂需要采用更有效的脱硫脱硝技术以满足严格的排放标准。本文对当前常用的脱硫脱硝技术进行了概述，并探讨了其发展趋势。对于湿法脱硫技术，可以通过改进吸收剂和提高废水处理效率来提高其性能；对于干法脱硫技术，则可以通过研发新型吸附剂和提高吸附剂的循环利用效率来降低成本和提高性能。同时，联合脱硫脱硝技术和新型催化剂及反应机制的研究也是未来的重要研究方向。通过技术的不断改进和创新，火电厂将能够实现更高效、更环保的运行。

参考文献：

[1]丁照强.火电厂烟气脱硫脱硝技术与节能环保[J].电力设备管理,2021(08):168-169+186.

[2]孙化军.对火电厂脱硝技术及脱硫脱硝发展的分析[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(18):162-163.

[3]路辉.分析火电厂脱硝技术及脱硫脱硝发展的研究[J].科技创新与应用,2019(31):114-115.