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

茅嘉宁

大唐南京发电厂   210059

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。基于此，本文将对低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展对策进行分析。

关键词：低碳经济；燃煤电厂；脱硫脱硝除尘

1 燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的主要作用

1.1 科学降低煤炭电厂的能源消耗量

由于燃煤电厂本身属于高碳能原消耗型的企业，所以在燃煤电厂的正常生产过程中必将会消耗大量的煤炭资源。而将脱硫脱硝除尘工艺科学应用在煤炭电厂的生产过程中，能保障燃煤电厂生产过程中的煤炭资源总消耗量得到科学降低，为燃煤电厂清洁高效生产目标的实现提供有力的推动作用。

1.2 保障低碳环保生产目标的顺利实现

烟尘，NOx以及SO2等物质是燃煤电厂的主要排放物，这些排放物不仅会对大气环境造成严重的污染与破坏，还会加速酸雨问题，光化学烟雾问题的发生，在破坏生态环境的同时给人们的身体健康带来严重的威胁。应用脱硫脱硝除尘工艺，能显著改善燃煤电厂生产环节中的环境污染问题，保障低碳环保生产目标的顺利实现。

2燃煤电厂的主要污染问题

2.1 粉尘污染

火力发电厂的发电会产生大量粉尘，进入大气后会危害人眼和呼吸道，直接危害人的身体健康。比如很多粉尘中都含有大量焦油，人吸入粉尘后容易引发支气管炎甚至肺癌。

2.2 氮氧化物影响

氮氧化物是燃煤电厂发电过程中的主要产物之一，在阳光紫外线照射下，会发生光化学反应，与大气中的碳氢化合物结合生成毒气。人在吸入有毒气体之后会出现肺水肿等损害，严重破坏人和其他动物的健康。

2.3 二氧化硫的影响

由于燃煤中含有硫元素，燃烧过程中必然产生二氧化硫，导致酸雨等问题，对生态环境有极为严重的破坏。

3 低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展

3.1 单纯除尘技术

(1)静电除尘技术：除尘标准为有效捕获范围大于6Lm，虽然该类型的除尘技术具有整体成本投入高的特点，但是除尘效果显著，所以实际应用频率也较高。

(2)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。

(3)陶瓷过滤技术：陶瓷过滤技术主要是以纤维带式或蜂房式的陶瓷材料为主要过滤装置，所以在燃煤电厂的烟尘排放量控制方面具有理想的效果。主要原因是陶瓷材料自身耐高温的性能较强，即便是在燃煤电厂的高温生产环境中也能获得理想的长效除尘效果，并且该技术的后期维护成本明显低于其他除尘技术，所以陶瓷过滤技术受到了广泛的推广与应用。

3.2 脱硫脱硝方面

低碳经济时代的到来，对燃煤电厂的污染物控制管理工作提出了较高的要求。面对低碳经济提出的要求，燃煤电厂的脱硫脱硝除尘工艺逐渐开始向综合性、集成性方向转化。在该背景下，各燃煤电厂逐渐开始采用脱硫脱硝技术替代单纯脱硫技术及单纯脱硝技术。结合当前燃煤电厂的脱硫脱硝现状来看，干式脱硫脱硝工艺(烟气)较为常用。该方法对SO2、NOx排放量的控制原理为：以1,s,5-均三嗪醇为原料，利用气力输送装置将上述原料喷射于燃煤电厂高温烟道周围，促使1,s,5-均三嗪醇发生气化，生成HNCO(气态)。上述产物可以在燃煤电厂烟道周围烟气形成的湍流作用下，逐渐向炉膛各方向扩散。气态HNCO可以在炉膛高温条件下(600〜900℃)，生成大量活性单体，与炉膛内的NOx、SO2发生化学反应，实现脱硫、脱硝目的。与其他工艺相比，该工艺的优势在于：第一，工艺流程简单。干式脱硫脱硝生产中，燃煤电厂仅需参照锅炉烟气量、产生NOx及SO2含量(浓度)确定出1，3，5-均三嗪醇耗用量后，将适量原料置于气力装置处即可。上述原料可在气力装置作用下，自动被传输至燃煤电厂的烟道内，经气化、脱硫脱硝反应等一系列流程，降低燃煤电厂的硫硝排放量。第二，产物易于处理。引入该工艺后，所产生的脱硫产物可自动与燃煤电厂锅炉产生的灰分混合，并被传输至除尘袋内。而脱硝产物均为气体(CO2以及N2)，上述产物均无污染，无需额外处理，直接排放即可。该工艺的产物易处理特征，为其在燃煤电厂生产中的普及奠定了良好基础。第三，效率高。干式脱硫脱硝模式下，燃煤电厂锅炉内的NOx、SO2可以同时被去除，因此，该工艺的生产效率水平较高。

3.3 高性能除尘器

高性能除尘器的运行成本低，除尘效率相对较高，但是难以处理大颗粒粉尘，所以在应用时仍有一定局限。原理是高性能除尘器提供离心力，将烟气中的粉尘去除。该技术对于小型燃煤电厂有较好的应用效果，能获得较高的工作效率，解决小规模电厂的烟尘排放超标。

3.4 单纯脱硫方面

从脱硫技术体系的构成来看，符合燃煤电厂脱硫生产要求的脱硫工艺主要包含湿法脱硫以及干法脱硫两大类别。在湿法脱硫方面，石灰石/石灰-石膏湿法脱硫技术无疑是该类别工艺的典型代表。以该工艺脱硫的流程为：将石灰石粉(CaCO3)置于燃煤电厂的含硫产物中，作为吸收剂发挥脱硫作用，同时，向干燥石灰石粉剂中混入适量水，获得浆液状石灰。在此过程中，CaCO3与空气中的CO2接触发生化学反应，生成Ca(HCO3)2。当这一中间产物达到燃煤电厂的吸收区、氧化区时，可以与该区域(酸性条件)中的H+发生中和反应，去除部分H+，并生成钙离子、H2O和CO2。处于游离状态的部分钙离子可以与燃煤电厂生产工艺中的氯离子结合，生成氯化钙。部分钙离子分别与阴性氟离子、硫酸氢根离子发生结合反应，生成氟化钙、硫酸氢钙。剩余部分钙离子直接与亚硫酸根离子生成亚硫酸钙。所得硫酸氢钙产物可以与空气中氧气结合，还原成钙离子、硫酸根离子以及氢离子，实现脱硫目的。

干法脱硫是在湿法脱硫工艺基础上衍生出的一种环保生产技术，其主要针对传统湿法脱硫的细颗粒物浓度变化问题开展工艺优化。以吸附烟气脱硫法为例，其在燃煤电厂工艺脱硫生产中的应用流程为：向炉膛内喷入适量CaCO3后，CaCO3在炉膛高温环境下发生分解，生成一定量的氧化钙。产物氧化钙可以与烟气中的二氧化硫发生反应，生成硫酸钙。此时，以活性炭进行吸附处理，可以促使燃煤电厂中的二氧化硫换化为硫酸或硫酸氨，达成脱硫目的。随着干法烟气脱硫工艺在燃煤电厂生产中的普及，其应用特征变得越来越明确。与其他脱硫工艺相比，该工艺的不足支持为：脱硫流程较为复杂，脱硫效率相对低下，且设备配置的资金耗用较多。

4 结束语

综上所述，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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