火电厂脱硝技术及脱硫脱硝发展的研究

摘 要：随着现代工业技术的不断发展和进步以及经济水平的不断提高，人们对于日常生活水平和工作环境的要求开始逐渐提升，并且对于各种能源能量的利用和可持续发展提出了更高的要求，火电厂作为区域电力的主要供应场所，只有选择正确的生产模式，才会不被人民和社会淘汰，才会有后续持续健康的发展。但是，化石燃料（例如煤）作为十分重要的一种能源，在实际生产过程中会产生较多的废物废气，其中很多都会对人类健康和自然环境造成危害。在这些废物废气中，硝化物和硫化物对人类健康和自然环境的影响最大，因此要尽量降低这些危害物的含量，从而降低它们对人们乃至地球环境的影响。所以，做好脱硫脱硝工作在火电厂的工业生产中就显得尤为重要和关键。不可否认，现代社会的环境污染程度相对以前较高，这是社会发展进程中不得不面对的一个至关重要的问题，但是，随着经济和科学技术的进步，要尽量降低环境的污染和破坏程度。这就要求人们在工业生产的过程中对一些污染源进行治理。例如电厂的烟气烟雾就是非常常见的污染源。为减少和消除其中有害物质的危害，脱硫脱硝的处理技术逐渐受到高度重视和频繁采用，不仅如此，在实际工程中也证明得到了大量的应用和可喜的效果。所以说，电厂的烟气脱硝脱硫处理具有很多现实作用和意义，并且与“社会可持续发展”的理念保持着高度的一致性。在此，该文也将对脱硝脱硫的技术进行一定的探讨和研究。

关键词：火电厂 脱硝技术 脱硫脱硝 烟气

中图分类号：TM62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0027-03

1 火电厂脱硝脱硫的原因

首先，什么是火电厂？火电厂又为什么要进行脱硝脱硫？

火电厂是火力发电厂的简称，它是利用各种可燃物（比如煤）等作为燃料生产产生电能的工厂，它经过各种物理、化学、生物反应将可燃物的化学能转化为人们生活中必不可少的电能。

众所周知，现代社会电力发展的主要力量还是火力发展，在当今“建设和谐社会、发展循环经济”“建设资源节约型、环境友好型社会”“走可持续发展道路”的共同认知下，在提高火电技术的方向上要着重考虑电力对环境的影响，对不可再生能源的影响。不仅要提高火电技术，而且更要着重考量电力对环境的影响，以及对不可再生能源的影响。在中国，纵然已有一部分核电机组在生产电能，但是占领电力市场的绝对力量还依旧是传统的火电技术。虽然近些年来电力发展滞后于经济发展，使得全国上了很多火电厂，但是只有连续不断的提高和发展火电技术，才能使其适应和顺应建设和谐社会的要求。

煤炭是众多可燃物中的一种，而且还是一种及其重要的能源资源。在当今世界上利用煤炭资源生产的电力产量占了电力总产量的一半以上。与此同时，中国又是一个燃煤大国，直到2005年我国用于燃煤电厂的煤量超过煤年产量的一半，并且当年的全国总发电量的70%左右是由燃煤产生的发电量。然而，煤炭燃烧不同程度会产生不同含量及组分的化学物质，通常来说，煤燃烧排放的烟气中含有硫氧化物SOX（主要包括：SO2、SO3）和氮氧化物NOx（主要包括：NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5），其中SO2、NO和NO2是大气污染的中急需解决的首要和关键问题。煤炭的直接燃烧导致接近70%氮氧化物的产生和排放，并且火电厂又是氮氧化物排放的主要和重要来源之一，在这之中NO和NO2又污染大气的主要成分。硫氧化物跟硝氧化物一样，也是危害大气的重要成分，同样也是主要由火电厂生产过程中产生。

人们的生活质量水平与工业生产水平间有着十分密切的联系，对于能源的进行高效开发及利用，虽然在一定程度上提升了人们的生活水平，但是凡事都不可只看一面，在得到好处的同时，人们生活工作所处的环境也遭到了严重的破坏，与此同时还降低了人们的生活质量。由此可见，能源的开发和利用是把双刃剑，它具有两面性，所以在实际的工作中要学会趋利避害。随着现代经济的持续发展和进步，区域政府有关部门也对环境保护产生了高度的认知和重视。如今，从我国某些地区的环境问题和空气质量问题上就可以得出以下结论，脱硫脱硝处理对于火电厂的烟气排放是极其重要的。人们都知道，酸雨、化学烟雾、大气污染产生的主要原因之一是氮氧化物。为了能够从根本上控制和消除这类污染物的排放，就得从污染源头着手。因此，怎样使火电厂在节能减排的同时有效经济的降低氮氧化物的排放是大家现在面临的主要问题。

2 火电厂脱硝及脱硫脱硝技术

人们所说的脱硫指的就是：在废弃烟气排放的过程中将含有的二氧化硫成分的烟气进行分离和排除，日常中比较常见的脱硫剂比如石灰石、氢氧化钠、氧化钙等等主要呈现出碱性。将这些物质与烟气进行混合，便发生了一次化学反应，由于而二氧化硫在与碱性物质之后相遇并发生作用后会呈现出酸性，故反应后得到的钙基脱硫剂就是需要的产物。当然，脱硫剂的选择要有一定的方式和原则，其中的步骤有很多，净化、吸收以及催化等等都包含在内。在这之中，氧化还原法是最重要和关键的一步。此外，人们所说的脱硝处理就是通过特定的方式方法来减少锅炉烟气中的氮氧化物成分含量或者种类。这个过程中同样需要用相对应的反应吸收剂来与烟气结合，通过反应来消除降低烟气中的氮氧化物成分。对于现如今的脱硝技术，主要有两种方式被予以采用，其中一种是干法脱硝技术，另一种便是湿法脱硝技术，相对来说前者比后者使用的频率高。

3 烟气脱硫脱硝技术使用的现状

3.1 烟气脱硫技术

3.1.1 石灰石-石膏湿法脱硫

这种脱硫方式，过程主要可以由5个方面组成，包括石灰石浆液、烟气净化、吸收和氧化、石膏回收和储备以及无水的再处理。反应过程中依据科学的反应机理来依次或同时进行反应，最终生成了有效可用的脱硫剂，它是脱硫工作的重要基础和准备。为了不断提升脱硫效率，提高脱硫剂的利用率，可以混合应用不同的脱硫工艺。最后一点，应根据不同烟气的不同特点，采取与之相符合的脱硫剂和脱硫方式。

3.1.2 磷铵肥法烟气脱硫技术

此种技术和方法的应用范围比较广泛，应用频率也比较频繁，现在，它还属于一种较新型的技术。实际的生产应用中，这种方法原理就是吸收二氧化硫，并且用二氧化硫代替一些其他普通的硫酸。这个工艺虽然看起来十分简单，但其实在其回收的过程中具有较大的难度。这种脱硫技术采用后，一般脱硫率可达到95%以上，脱硫剂的应用比较彻底，脱硫率也颇高，因此，可以对这种方法进行大力的推广和应用。可以说磷铵肥法烟气脱硫技术相对其他方法在某种程度对于解决环境污染问题十分有效。

3.1.3 活性炭纤维法烟气脱硫技术

这种脱硫方式就是将活性炭当作催化剂，回收并且利用烟气中的二氧化硫，脱硫率也相对较高，因此，活性炭纤维法烟气脱硫技术同样也得到了技术人员的极度青睐。与其他脱硫技术比较而言，它的工艺程度相对简单，操作设备的运用效率相对较高，以及操作方式相对容易。不仅如此，它还在国家高新技术产业行列中占有一席之地。

3.2 烟气脱硝技术

3.2.1 湿法烟气脱硝技术

对于湿法烟气脱硝技术，在脱硝的过程中，要先在反应中将氧化氮转化成二氧化氮，然后在后续正式脱硝过程中加入适量的水或其他的催化物质来达到脱硝的目的。要在脱硝反应的局部进行这项工作是这种方式的主要区别点，其中气相氧化液相吸收法等等是主要应用原理。然而从各方面来看，烟气的脱硝技术和脱硫技术相比具有一定的复杂性和特殊性，这就要求相关的技术人员应要对这一技术加强学习、思考和应用。

3.2.2 干法烟气脱硝技术

在干法烟气脱硝技术中，主要原理是应用气态反应剂，在反应进行时将烟气中的氮氧化物转化成氧化氮和水。在实际应用过程中，催化还原法是最主要应用到的反应原理，其余还有活性炭法和氧化铜法等等。现在，大多数的火电厂烟气脱硝处理环节上，干法脱硝技术还是主要采用的方法。然而即使脱硝的效率在一定的程度上得到了提升，但是成本的选择和应用均较复杂而且难度也较大。

4 烟气脱硝脱硫技术

4.1 联合脱硝脱硫技术

在烟气脱硝脱硫技术中应用最广泛的就是这种技术。这种方法既可以去除烟气中的氮氧化物，又能够去除烟气中的一氧化硫。它的主要流程和特点是：通过石灰石-石膏烟气脱硫系统去除SO，通过SCR去除NOx。然而，即使这项技术最终能够达到超过90%的脱硫率和高于80%的脱硝率，但在应用过程中，容易使表面形成结垢，从而阻塞并且腐蚀正在运行的设备，不仅降低了脱硝脱硫的效率，还对设备造成了损害，提高了经济损失。

4.2 同时脱硫脱硝技术

这种方法又可细化为两大类：燃烧后烟气中的同时脱除技术以及炉内燃烧过程的同时脱除技术。现阶段，虽然这项技术得到了极大关注，但令人遗憾的是并没有有效的利用这种方法，因为此法现只处于研究阶段，并没有得到定论。但令人高兴的是，在这项技术上，笔者获得了重大成就，其中包括脉冲电晕等离子法以及电子束照射法等等。电子束照射法是利用电子加速器产生的高能等离子体氧化烟气中的硫氧化物和氮氧化物等气态污染物，在非常短的时间内进行强烈氧化反应，从而极大的提高了脱硝脱硫效率。不仅如此，它还能将其产生的氨气和副产品均转化为化肥，这是它区别于其他方法的一项极大优势。脉冲电晕等离子体法则能在同一过程中，同时脱除SO和NOx，电晕放电产生了高能电子，在实际实施进程中，这种方法费用较低，还能够摆脱辐射屏的影响，与此同时，还可能实现集脱硫脱硝和收集飞灰等功能于一体的效果。

5 脱硝脱硫技术的发展和展望

工业时代的到来必然会导致能源的需求量上升，从而直接导致能源消耗量急剧增长。一方面来说，能源时代带动了我国经济的发展，然而，从另一方面来说，它也同样产生了环境的污染问题，并且威胁到了人们的身体心理健康。新世纪的今天，全世界需要共同面临的问题之一是环境污染，大家齐心协力共同奔向的方向也同样是环境得到改善。仅从这一层面上讲，脱硝脱硫技术就定会成为人们关注的焦点，可以说它的前途不可估量，因为它不仅顺应了时代的潮流，还迎合了人们急需解决环境污染的问题。所以，它究竟会朝着什么方向发展，在哪些方面会取得重要突破呢？毫无疑问，会更加深入的进行理论研究，因为科学技术发展的前提和基础是理论。因此，有了日益完善的理论作支撑，烟气脱硝脱硫将在技术上获得重要突破。其次，烟气脱硝脱硫技术将在设备上更加完善，在保障安全、节约成本、增加效益方面也将取得更大的成就。最后，烟气脱硝脱硫技术将很快被投入市场，在火电厂发挥举足轻重的作用，并持续展现其低耗、高效和便利的特点。

我国作为发展中国家之一和发达国家相比较，现阶段电力行业中采用的脱硫脱硝技术的确存在显著的差距。但是，这并不说明我国没有在此方面做出贡献，在今后的发展中，首先要结合区域发展具体状况进行分析，针对脱硫脱硝的现状做出正确合适的选择，进而实现最低排放的目的。其次，相关部门要加大对研发工作的认可和支持，让相关人员从实验室的研究中发展到现实生产的研究活动中，保障其在分析研究问题的基础之上得出相应的实际解决方案，最终满足低消耗、高效率的脱硫脱硝工作要求。最后，催化法作为当前对污染物进行吸收以及转换所用的一种主要方法之一，除了能够达到降低能耗、生产出一定副产品的要求之外，还能够不断提升催化剂的利用率。

6 结语

为了保护人们赖以生存的环境，必须极尽全力，通过不懈努力减少SO和NO等氮氧化物和硫化物的产生，并且加强对烟气的净化治理。不仅如此，也应加大对燃烧技术的研究并且改善改进燃烧设备，使得有害气体的产生尽量减少。并且就目前形势来看，烟气脱硝脱硫必须实行。虽然存在一系列阻挠，例如：设备不完善，在技术操作不成熟，但是，通过不懈努力终会取得比现在更好的成绩。

现如今，人们的生产和生活离不开均电能的支持，为了响应国家资源节约、环境保护的方针，达到保护自然环境要求，可以选择多种简单有效的方式来降低废气排放量，降低空气中二氧化硫、氮氧化物的含量，进而取得更加显著的经济效益和社会效益。相关部门对于脱硫脱硝技术的实施采用，必须综合考虑其安全性、可行性，不仅如此，还要结合其发展来衡量脱硝脱硫的效率以及成本控制等指标，选择适当的技术，从而使我国电力事业的顺利持续发展。

参考文献

[1]姚健锋.烟气脱硫脱硝技术的研究与发展[J].科技资讯，2011（24）：142.

[2]周芸芸，钱枫，付颖.烟气脱硫脱硝技术进展[J].北京工商大学学报，2006（3）：17-20.

[3]史建勇.燃煤电站烟气脱硫脱硝技术成本效益分析[D].浙江大学，2015.

[4]岳涛，庄德安，杨明珍，等.我国燃煤火电厂烟气脱硫脱硝技术发展现状[J].能源研究与信息，2008（3）：125-129.

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