火电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术综述王冬梅

火电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术综述王冬梅

王冬梅

(大唐长春第三热电厂吉林省长春市130103)

摘要：目前随着我国经济的快速发展，与此同时我国的环境问题也十分的严峻，其中烟气的大量排放是造成我国环境污染的重要因素。大部分的烟气排放是由于煤炭燃烧造成的，我国高达70%的火力发电中煤炭的燃烧过程会产生大量的二氧化硫等物质，排放到空气中会引起酸雨，给环境造成巨大的危害。现阶段，我国为了缓解烟气排放对空气造成的污染，不断的对烟气脱硫脱硝技术进行研究。本文对我国脱硫脱硝技术的现状和展望进行分析，研究了基于低温条件的烟气脱硫脱硝技术应用，为我国的烟气脱硫脱硝提供一些建议。

关键词：低温条件；烟气脱硫脱硝技术；应用

引言

在经济飞跃的背景下，中国每年所消耗的煤炭量也逐年增加，根据国家统计局发布的《2016年国民经济和社会发展统计公报》中，可知用于燃烧的煤炭超过43.6×108t。煤炭消耗量巨大的火电厂企业每年消耗量都有所增加，火电厂产生的废气也对空气产生了较大的污染，酸雨就是火电厂废气产生的副作用之一，不仅会影响农作物生长，甚至会影响人们的身体健康。在火电厂脱硫方面，按照相关统计结果，国内投入了7.2×108kW容量的机组设备用于烟气脱硫，脱硫总容量达到了3600×104kW，可以说国内目前使用的燃煤机组已经达到脱硫的目标，但是在改良及开发更好的除尘、脱硝设备方面还有较大的发展潜力。

1我国火电厂烟气脱硫脱硝技术的现状和展望

工业的不断发展虽然促进了我国社会经济的发展，但是也造成了较为严重的环境问题，例如温室效应、臭氧空洞、酸雨和光化学烟雾等。这些环境问题的出现，给人类社会的环境造成了巨大的危害，严重影响了人类社会的可持续发展，对人们的身体健康造成了严重的威胁。造成这些环境问题的主要原因是由于硫化物和氮化物的大量排放，火力发电厂在进行生产的过程中，排放的烟气中都存在大量的硫化物和氮化物，因此，在火力发电厂中进行烟气脱硫脱硝技术的研究是至关重要的。现阶段，去除烟气中氮氧化物最为有效的方法是用氨作为还原剂的选择性还原法。运用此种方法需要烟气的温度达到氨的活性温度，在工业生产中，只有火电厂锅炉中的烟气温度才能达到还原剂所需要的活性温度，其他烟气的温度往往都达不到这个标准，当烟气温度达不到还原剂所需要的活性温度时，烟气中的二氧化硫会与还原剂氨发生反应，从而产生新的物质，将催化剂的孔结构堵塞。目前，我国火电厂在进行烟气脱硫脱硝方面的设备和技术较为落后，因此，在火力发电厂中必须增加对烟气处理的投资，更新相关设备，创新烟气脱硫脱硝技术，提高火电厂烟气处理的效率。

2湿法烟气脱硫脱硝协同控制工艺

2.1强氧化剂氧化工艺

2.1.1过氧化氢氧化工艺

过氧化氢氧化工艺是在烟道内利用H2O2作氧化剂，发生氧化反应让NO转变成NO2，碱液或湿法脱硫浆液可以吸收氧化后的NO2，但是工艺仍处在实验阶段，尚未研究完成。在该工艺中，H2O2会受到SO2的干扰，降低氧化效率、增加成本，因此该工艺的关键问题是增加氧化速率，减小H2O2/NO的摩尔比，降低投资及运行的成本。

2.1.2tri-nox-noxsorb工艺

tri-nox-noxsorb工艺即氯酸氧化工艺，共包括氧化吸收塔及碱式吸收塔先后的两个过程。第一个过程是利用氧化吸收塔，HClO3作为氧化剂可以氧化SO2、NO和一些有毒金属；第二个过程是利用碱式吸收塔，通过吸收剂NaOH和Na2S来中和酸性的气体，从而使烟气达标排放。这种技术的优点包括：a)不需要比较高的反应温度，常温时就可以完成脱硫脱硝过程；b)和常规的SNCR或SCR这两种工艺比较，氯酸氧化工艺没有严格控制入口处烟气的浓度，因此脱除NOx时渗入的范围更广泛；c)氯酸氧化工艺添加NOx的氧化吸收液比较容易，因此适用范围也更广泛，其缺点是酸液储存或运输时，设备容易发生腐蚀；d)该工艺可以处理的NOx、SO2及微量金属元素（包括有毒的）更多、去除率更高，例如及Cr、As、Cd、Pb等都可以去除。

2.2尿素法

烟气从吸收塔塔底进入后和尿素喷淋液混合发生还原反应，NOx最终还原为N2，并有水和CO2生成，尿素还与SO2发生反应生成(NH4)2SO4，然后生成的气体利用除雾器除去，然后排出。液体混合物从塔底进入循环沉淀池进行物理分离，沉淀的固体经过灰渣泵在灰渣池里进行下一步工序，上面的液体则进行浓缩。

2.3络合吸收技术

在水中，NOx的溶解度并不高，所以脱除难度比较大，络合吸收工艺就解决了这个难题。通过将Fe2+加入中性或碱性的溶液里，反应生成Fe(NTA)、Fe(EDTA)等氨基羟酸亚铁鳌合物，这些鳌合物再与NO反应生成亚硝酰亚铁鏊合物，同时O2、SO2也可以和NO发生反应生成N-S化合物、N2、N2O硫酸盐及三价铁鏊合物，最后在反应液中将其去除，生成的亚铁鏊合物也可以再利用。该工艺存在以下不足：成本比较高、反应时鳌合物容易发生损失减少、金属鳌合物不容易再生。

3火电厂烟气脱硫脱硝技术应用分析

3.1低温SCR技术的应用

SCR技术在火电厂烟气脱硫脱硝中的应用较为普遍，现阶段，全球范围内的很多国家都对基于低温条件的烟气脱硫脱硝技术在火电厂中的应用进行研究，其中对低温SCR催化剂的研究内容包括低温催化剂和催化剂载体两个方面。①根据不同的载体，例如金属氧化物催化剂、金属交换分子催化剂以及碳材料等，研究烟气脱硫脱硝效果更好的低温SCR催化剂；②研究低温SCR催化剂原料的配方，通过对低温SCR催化剂的表面酸碱性进行调整，从而获取更多的酸性活性基因，增强其对还原剂的吸附能力，也可以通过在载体上配合不同的活性物质。

3.2活性焦法低温烟气脱硫脱硝技术的应用

活性焦法低温烟气脱硫脱硝技术在火电厂的烟气脱硫脱硝中也有所应用，活性焦法低温烟气脱硫脱硝技术发展于20世纪60年代，其烟气脱硫脱硝的原理是，运用物理学的吸附原理进行脱硫、运用NH3-SCR技术进行脱硝。活性焦的最佳吸附温度范围为120-160℃，因此，活性焦法低温烟气脱硫脱硝技术适用于工业锅炉、玻璃炉窑等中小型燃煤锅炉的烟气脱硫脱硝。运用该种技术进行脱硫的过程中，分为吸附反应系统、活性焦解析再生循环系统、活性焦运输系统以及活性焦补给系统五个脱硫系统。注氨系统作为脱硝系统。

3.3湿法有机催化氧化烟气联合脱硫脱硝技术的应用

湿法有机催化氧化烟气联合脱硫脱硝技术是在催化氧化脱硫的基础上发展而来的一种新型的烟气联合脱硫脱硝技术，也被运用于火电厂的烟气脱硫脱硝中去。该种方法的原理是，将催化剂加入液相中，在氧气存在的情况下，将二氧化硫氧化为H2SO4，将一氧化氮氧化为二氧化氮，在碱性的条件下获得硫酸铵或者硝酸铵复合肥。该种方法的催化剂多为Mn以及Fe等过度金属离子或者乙二胺合钴等有机物。

结语

在空气污染严重，尤其是酸雨、NOx危害大的情况下，相关的防控政策也即将出台，所以火电厂使用煤炭进行生产时在脱硫的基础上必须增加脱硝的相关设备，目前常用的SNCR或SCR脱硝工艺有成本高的缺点，为了在防止空气污染的同时减少运行成本，必须抓紧研究结构简单，投资与运行成本少，操作方便，产生物可以再生化的脱硫脱硝协同控制技术。

参考文献:

[1］高宏亮，覃海华，郭静.燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术探讨［J］.工业安全与环保，2014(5)：12-14.

［2］王潇.中小锅炉燃煤烟气脱硫脱硝一体化控制技术试验研究［D］.杭州：浙江工业大学，2011.