低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展

低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展

杨庭瑞

河北蔚州能源综合开发有限公司 河北张家口 075700

摘要：近年来，低碳经济逐渐成为我国经济发展的主流趋势。该背景对工业生产的能耗控制提出了较高的要求。燃煤电厂作为我国供电体系的重要支持，其污染物排放管理质量的重要性不言而喻。脱硫脱硝除尘除尘工艺是燃煤电厂控制SO₂、烟尘等污染物排放量的重要手段。因此，探讨低碳经济背景下脱硫脱硝除尘工艺的更新及发展状况具有一定的必要性。

关键词：低碳经济；燃煤电厂；脱硫脱硝除尘工艺；发展

1导言

煤炭资源是工业经济时代的主要能源类型，所以煤炭资源对国家经济的增长具有显著的保障与推动作用。由于社会经济的不断发展，必然会提升对煤炭资源的需求量，尤其是在燃煤电厂的生产中，煤炭资源更是关键性的能源保障。但是，燃煤电厂在生产的过程中会产生大量的有害物质，这些有害物质不仅会破坏生态环境，还会直接威胁人们的身体健康。所以，落实燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术的相关研究迫在眉睫。

2燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的重要性

燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的重要性体现为：首先，减少能源消耗。燃煤电厂属于高碳能源消耗型企业，其日常生产中的能源消耗量较大。脱硫脱硝除尘工艺的引入，可以帮助燃煤电厂降低生产流程中的能源消耗量，促进清洁生产、高效生产目标的实现。其次，实现低碳环保生产。在工业生产中，燃煤电厂的烟尘、NO_x、SO₂排放量较大。上述污染物的排放不仅容易引发大气污染，还容易造成光化学烟雾、酸雨等问题，严重破坏生态环境，并危害人们的健康。而将脱硫脱硝除尘工艺引入燃煤电厂的日常生产流程中后，该工艺对上述有害污染物的脱除作用，可以有效降低燃煤电厂的污染物排放量，并帮助燃煤电厂达成低碳环保生产目标。

3低碳经济下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的发展分析

3.1单纯脱硫技术

第一，湿法脱硫工艺，其中最典型的代表为石灰石/石灰-石膏湿法脱硫技术，该工艺的具体脱硫流程主要表现为以下几点：首先，在燃煤电厂的含硫产物中放置石灰石粉(CaCO₃)，以此作为吸收剂，从而实现脱硫目标；其次，将适量的水加入到干燥的石灰石粉剂之中，由此将石灰粉状态转变为浆液状态，在此环节，空气中的CO₂、H₂O会同CaCO₃发生化学反应而形成Ca(HCO₃)₂。当Ca(HCO3)₂进入燃煤电厂的吸收区与氧化区时，则会同吸收区与氧化区中酸性条件的H+出现明显的中和反应，并利用科学的方式对H+进行去除，从而便能获得H₂O、CO₂以及钙离子。当钙离子为游离状态时，则会充分结合燃煤电厂生产环节中存在的氯离子，从而形成氯化钙；而其他部分的钙离子则会同硫酸氢根离子，以及阴性的氟离子发生化学反应而形成硫酸氢钙与氟化钙；最后剩余的钙离子则会同亚硫酸根离子发生化学反应而形成硫酸钙。当硫酸氢钙与O₂发生结合而获得氢离子、钙离子以及硫酸根离子，由此便能达到脱硫的根本目标。

第二，干法脱硫工艺，其实是通过对湿法脱硫工艺进行优化与调整而衍生的技术，具有较强的环保性。干法脱硫工艺的实质是对湿法脱硫工艺中的细颗粒物浓度变化情况开展科学的优化处理。本文以吸附烟气脱硫法为例对干法脱硫工艺在燃煤电厂的具体应用流程进行分析：首先，将适量的CaCO₃喷射在燃煤电厂生产设备的炉膛内，在高温环境的影响下，炉膛内的CaCO₃则会出现分解反应而形成氧化钙。氧化钙同燃煤电厂生产过程产生的烟气中的SO₂发生化学反应而形成CaSO₄。在此条件下利用活性炭开展吸附处理实现SO₂转换为H₂SO₄和硫酸氨，最终实现脱硫的根本目标。干法脱硫工艺同其他脱硫工艺相比，虽然脱硫过程较为复杂，成本投入高，且实际脱硫效率明显低于其他脱硫工艺，但是该类型的脱硫工艺在脱硫生产中的能耗较低，能更好地契合低碳生产的相关要求，整个脱硫过程中不会涉及到污水处理问题和污酸处理问题。

3.2单纯脱硝技术

初期阶段，燃煤电厂对NO_x污染物的处理以单纯脱硝技术为主。常用脱硝方法包含：第一，燃烧方法优选。燃煤电厂生产中，NO_x生成量（排放量）主要与燃烧方法中的燃烧温度、O₂浓度等因素有关。基于上述特征，燃煤电厂在合理控制O₂浓度的基础上，适当下调燃烧温度，并引入二段燃烧法，以实现减少NO_x排放的目的。第二，催化还原法（SNCR）。SNCR是一种经典干法脱硝技术，其脱硝原理为：向产NO_x工艺流程中加入适量NH3、CO（NH₂）₂（尿素），促使NH₃在含氧气环境下，与NO发生还原反应，生成N₂和H₂O。此外，CO（NH₂）₂也可以在氧气条件下，与燃煤电厂中的NO发生还原反应，生成N₂、水及二氧化碳产物。与其他脱硝工艺相比，该技术的优势在于：其脱硝效率较高，且生产工艺流程的耗能较少，成本较低，脱硝（减少NO_x）排放效果良好。

3.3单纯除尘技术

3.3.1利用静电除尘

就当前众多的烟气除尘技术而言，静电除尘技术是烟煤厂除尘工作中较为常用的一种技术手段，在实际的除尘过程中主要是利用相应的静电除尘器来开展除尘操作。通过对这种静电除尘设备实际使用情况的深入分析发现，其除尘效率相对较高，尤其是在清理细小粉尘时比较全面，清洁力度强，并且静电除尘设备在实际运行过程中不会受到外界高温环境的干扰，可以高质量的完成相应的除尘工作。除此之外，静电除尘设备在实际运行中还能保持一直处于较高程度的运行状态中，即时设备出现了轻微的磨损情况，也不影响其使用寿命。然而，这种静电除尘设备在实际运行中也存有一定的缺陷，设备安装的难度非常高，在这种情况下，无论是人力还是物力都会出现较大的损耗。针对这种情况，在设备的实际运行中要想有效控制其磨损程度，相关技术人员就需要定期对相应的设备进行检修维护，以确保设备的除尘效果和使用寿命。

3.3.2湿式静电除尘技术

针对于烟煤电厂存在的不同区域，其实际排放出来的粉尘数量以及性质也存在着一定的差异，而针对于粉尘排放量较多的区域，单纯的使用静电除尘设备很难实现对烟煤电厂粉尘的有效控制，此时就需要将湿式静电除尘设备于传统的静电除尘技术结合起来开展除尘工作。通过对这种湿式静电除尘设备的深入分析发现，其与上述的静电除尘设备是相似的，而其中唯一的不同就是湿式静电除尘设备主要是利用水来清除灰尘。在利用设备进行喷水处理时，既可以通过降低设备电阻的频率来使粉尘全部聚集起来，还能带动周边的小粉尘，并将其同时清理出去。两种除尘设备的结合使用可以在很大程度上保证最终除尘的效果，除尘量也能保持在50%以上。

3.3.3颗粒除尘技术

将颗粒过滤器应用在燃煤电厂的生产环节，对烟尘颗粒的有效捕获范围能扩大至10Lm左右。所以，该技术在有效捕获范围方面明显大于静电除尘技术，并且实际除尘效果也优于静电除尘技术。但是由于燃煤电厂生产环境的温度较高，所以高温条件极易导致颗粒过滤设备出现局部堵塞的现象，从而对除尘效率产生不同程度的影响。

结束语

总之，低碳环保是当今社会各行各业的基本发展方向，尤其是针对燃煤电厂而言，低碳经济对其发展提出了更加严格的挑战与压力。为此，燃煤电厂企业自身要重视对生产体系的调整与优化，落实脱硫除尘工艺的创新，在充分结合企业生产系统特点与现状的基础上对脱硫脱硝除尘工艺进行科学应用，由此降低燃煤电厂生产过程中对生态环境的污染与破坏，为燃煤电厂的可持续发展创造良好的基础条件。

参考文献：

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