探析火电厂大气污染排放现状及烟气脱硫脱硝技术

探析火电厂大气污染排放现状及烟气脱硫脱硝技术

陈伟伟 

身份证号码：140602198210158555

摘要：伴随着我国经济和社会的迅速发展，人们对电能的需求也在不断增长。然而，火电厂产生的烟气中含有毒有害气体，不但给大气带来了极大的危害，而且还给生态和城市的空气品质带来了很大的危害。论文从我国目前火电厂的大气污染物的排放现状出发，之后针对烟气脱硫脱销技术的应用及其发展进行了相关探究，希望能够借助这项技术使大气污染问题得到有效缓解。

关键词：火电厂；大气污染排放现状；烟气脱硫脱硝技术；发展

引言：燃煤发电在促进社会经济发展和人民生活质量提高方面发挥着重要作用，但是燃煤机组的空气污染问题也日趋严重，严重危害了我国的生态环境和人民的身体健康，更不能使社会经济和环境保护的和谐发展。在火电厂的空气质量治理方面，采用了一种较为理想的方法，即采用了一种新的方法来解决燃煤电厂的空气质量问题。需要进一步深入地研究该工艺的开发和应用，争取最大程度地发挥它的技术优点和运用价值。

1 火电厂大气污染物的排放现状及应用

火电厂是通过燃烧煤炭作为热源，最终实现电力输送的。而燃煤排放的废气中含有氮氧化物，二氧化硫，粉尘和二氧化碳。在这些污染物中，SO2、 NOx对空气质量的影响尤为突出。以下，就这两种污染物的空气排放污染状况，分别加以说明和剖析：(1) NOx--据有关调研数据表明，近些年来，我国火电厂的 NOx浓度逐年上升，达到了两位数字。这固然是因为提高了电力的产量，但是，这无疑会给大气环境带来很大的污染。此外，在对当前全国的能耗数据进行了统计和分析后，我们可以看到，燃煤依然是用量最大、消耗量最大的一种，从而对空气中氮氧化物造成了很大的危害；(2)二氧化硫：在燃煤发电过程中，产生的又一种主要的污染物是二氧化硫。同时，火电厂的排放总量也将随之增大，其产生机理与 NOx类似。就拿2020年度有关的统计资料来说，在发电容量达13亿千瓦的情况下，火电厂必须要严格地控制二氧化硫的排放，不然将会导致空气的严重污染。由于脱硫脱硝技术可有效抑制NOx和SO2这两种污染物的生成与扩散,为了降低火力发电对生态环境和空气质量所造成的危害，火电厂有责任和义务对烟气脱硫脱硝技术进行科学有效的应用，最大限度降低NOx和SO2p所带来的危害，在社会经济建设提供电力资源的同时，为环保事业做出积极贡献。

2 火电厂烟气脱硫技术的应用

2.1 石灰石-石膏法

世界上最早的石灰石-石膏FGD工业装置诞生于20世纪30年代的英国伦敦，由巴特西电站和班科赛德电站率先完成研制，并且投入应用。然而，直到20世纪中期，这一领域的进展仍然十分缓慢。为加速该工艺的发展，日本，美国，德国相继投入到对该工艺的研究之中，并为此进行了许多科研和实验，极大地提高了工艺的质量。当前，石灰石-石膏法工艺已发展到相当完善的程度，其应用比例已超过90%。该工艺的基本思想是采用石灰浆对二氧化硫进行高效吸附，以减少其对环境的污染。该工艺成本低，脱硫效果好，利用率高，同时其副产品石膏也是生产水泥的重要原材料。因此，在电站、建筑业中，石灰石-石膏法的多种用途得到了广泛的运用。

2.2 湿法烟气脱硫

该工艺具有较好的含硫量和较高的平均含硫量，且平均含硫量可达1.05，且具有较高的脱硫率。目前，有多种加工方式并存的湿法加工方式。在此基础上，以石膏烟气为主要原料，采用最多，脱硫效果最为明显。本发明涉及一种以石灰石、石灰为吸收剂，经对流喷淋塔、并流填料塔和射流泡沫床三种形式进行合理筛选和使用。实践证明，此工艺对电站除尘器、烟道、烟囱等无腐蚀作用。在实现了脱硫目的的前提下，避免了因除尘器、烟道和烟囱等腐蚀现象引起的电耗和用水量的增大，实现了对电厂的高效管理。

2.3 海水法

本工艺是以自然水体中的碱性为基础，实现对废水中含硫有机物的处理。该工艺具有许多优点，如操作简单，不使用化工原料，成本低廉，不污染环境等。因此，国家发展改革委将其列为全国重点发展的烟气脱硫工艺之一。海水法烟气脱硫工艺包括烟气净化系统、二氧化硫吸收系统、海水供给系统及水处理系统四大部分。采用此工艺对烟气进行脱硫之前，必须采用高效率的纤维或电除尘器对其进行除尘。通过时，必须在SO2吸收塔中设置静电除尘器，这样，除尘后的废气就会流入SO2吸收塔中，从上往下与大海相对流动，从而实现初步的净化；经过净化的废气经过热交换炉加热后，通过烟囱排放到空气中。这些被吸附了SO2的海水在自己的引力作用下被送到了海水处理厂，在与其它的海水进行混合的过程中，加入了一定数量的气体，从而达到了脱硫的目的。

2.4 烟气循环硫化床脱硫

我国在80年代就已出现了烟气循环流化床脱硫，德国一座燃煤褐煤电厂开发了第一套 CFB烟气脱硫设备，其脱硫效率达到了90%。本其技术原理为：脱硫塔内排放的烟气与加入的消石灰、循环灰及工艺水等物质发生相应的反应，从而去除掉烟气当中的SO2和SO3。该装置以石灰粉为主要成分，通过在脱硫塔中加装清洁烟气回收装置，保证在小负载条件下，脱硫塔仍能保持较好的工作状况，从而提高了脱硫塔的稳定度。烟气环流硫床法具有占地少，工艺流程简单，无需烟气加热等优点，在较低的钙硫比条件下仍能实现湿法脱硫。因此，这种烟气脱硫工艺在我国的应用非常广泛。

3 火电厂烟气脱硝技术的应用

3.1 SCR选择性催化还原脱硝法

SCR选择性催化技术于在20世纪初起源于美国，于20世纪70年代末在日本实现商业化。自从20世纪末，我国就已经开展了SCR脱硝系统工程建设，但由于中途受到氨量误差因素的影响，导致脱硝成效不够显著。近年来，通过对该工艺的改造和创新，该工艺的使用效率有了很大提高。在火力发电厂采用该工艺，可以很好地控制燃煤烟气中硝酸盐对大气的污染和危害。这种方法是通过催化剂的选择，适宜的温度条件，以及碳氢化合物和氨气等物质的协同作用来创造一个适宜的催化条件。接着，将氮气和水等无害的气体，有选择地还原成氮气和水。通过对火电厂的现场试验，发现该工艺的脱硝效率大于90%。特别是氨— SCR脱硝工艺，因其独特的优点，目前已被世界各国所采用。在工程实践中，燃煤机组要求将 SCR脱硝装置设置在锅炉省煤器与烟气预热器的中部，并在烟气出口烟气中注入氨气。通过这样的结构，可以使混合后的废气和 NOx迅速发生化学反应，起到了节能减排的作用。

3.2 SNCR选择性非催化还原脱硝法

这种脱硝方法也被称为热力脱硝法，它是将尿素、氨类物质作为还原剂喷在炉膛内部高温区域，该部位温度可达到900～1050摄氏度，最终达到脱硝目的。当前，国内外在工业锅炉、发电厂锅炉和垃圾焚烧等行业都采用了选择性的非催化还原脱氮工艺。企业不需要在原有的锅炉上进行大量的投资，只要对原有的锅炉进行一些简单的改造就可以了。然而，该工艺存在的缺点是氨逃逸速率较高，因此脱硝效果不佳，需要大量的还原剂。由于还原剂在氧化过程中会产生大量的二氧化碳和水分，因此需要大量的还原剂。因此，将非催化还原脱硝工艺与重燃工艺和低NOx燃烧工艺相结合，可以达到更好的脱氮效果。

结语

由于火电厂的发电量急剧增加和全国和社会对生态环境保护工程的关注越来越多，因此，火电厂必须要充分考虑到当前的大气污染问题，根据自己的具体条件，选择合适的烟气中的SO2、 NOx等有害成分，使其尽可能地去除，以免燃煤产生的气体对空气造成的严重污染。为社会生产和人民生活提供电能，为环境保护作出积极的贡献。

参考文献：

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[2]薛振华.烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势探讨[J].中国设备工程，2019(15):172-174.

[3]张仪.烟气脱硫脱硝技术在火电厂大气污染中的应用分析[J].化工管理，2019(07):49.