论文部分内容阅读
摘要：随着烟气排放标准的日趋严格，烟气同时脱硫脱硝已势在必行。中国虽然对同时脱硫脱硝技术进行了大量的研究，取得了很大进步，工艺方法也很多，但多数仍停留在试验研究阶段，已工业化的方法也有待进一步完善。今后，仍需加大研究力度，开发出适合中国国情，有效而經济可靠的烟气同时脱硫脱硝技术。本文探讨了电厂烟气脱硫脱硝及治理策略。
关键词：电厂；烟气脱硫脱硝；治理策略
1 引言
基于可持续发展的提出与实现，保护环境、节约资源已经成为了人们的共识，这就需要将其落实到实际工作中去，防治各种污染现象以及资源浪费现象的出现。通过加大对电厂烟气治理及脱硫脱硝技术的研究力度，并将其加以有效利用，能够显著降低电厂烟气对大气的污染，对于保护自然环境，维护生态平衡具有重要意义。
2 燃煤电厂排放的烟气组成及其危害影响
煤炭，也常常称之为“树木化石”，属于自然资源中的不可再生的资源，经历了上亿年的化学变化和物理变化才逐渐形成。煤炭里富含碳、氧、氮、硫等元素，在燃烧后会排出大量烟尘，其成分主要有一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等气体，还包括矿物质微粒等杂质。
虽然当前国内的大部分燃煤电厂都在积极研究与自己生产情况相对应的环保策略，其中包括使用发电专用的特种锅炉及与之相配套开发的设备，在燃烧的煤炭中添加能够吸收氮、硫元素的矿物质等，以促进燃煤的完全燃烧，并降低烟气中二氧化硫及氮氧化合物的含量。但是，由于电厂相比其他工厂来说，蒸汽是其发电机动力的来源，所以额定蒸发量难以避免比其他工程大得多，有害气体的产生量也排在各行业的前列。这些化石燃料燃烧后产生的有害气体及其他固态微小颗粒进入到大气后，势必会造成大气质量下降，这不仅会给工农业生产带来严重损失，也会给人们造成各种呼吸性疾病的困扰，降低人们的生活水平。比如，烟气中的二氧化硫、二氧化氮等气体与大气中水蒸气相结合，会降低雨水的pH 值，是酸雨形成的一个很重要的原因；同时，在燃煤电厂的烟气中所包含大量有毒微小的颗粒物，在空气中促进了雾霾的形成。由此可见，酸雨、雾霾等天气现象，与燃煤电厂向大气中排放的大量有毒有害烟气有着密切的联系。酸雨pH 值较低，融入土壤，进入地下水循环后不仅会改变水质和土壤质量，影响农作物的正常生长，而且其直接降落到植被以及建筑物上时，会对植被、建筑物等产生强烈腐蚀。根据相关研究表明，雾气的成分中有20 余种对人体有害的细颗粒、有毒物质。霾对人的身体健康的危害更加严重：霾中细小粉粒状的飘浮颗粒物可以躲避过粘膜和纤毛的保护作用直接通过呼吸系统进入支气管，而导致肺部炎症、呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎等多种病症的发生。
3 电厂烟气治理策略
3.1 有效利用除尘设备
电厂烟气除尘设备类型多种多样，根据其工作原理的不同，可以将除尘技术分为机械式除尘、静电除尘、布袋除尘、实施除尘等几种方法，这些都是当前燃煤电厂比较常用的几种除尘技术。以静电除尘为例，其技术原理先在高温环境下将烟尘颗粒物转化为带电粉尘，然后将带电粉尘通入到高压静电场中，将其进行吸附排除，进而实现除尘效果。该方法除尘效率较高，并且成本较低，受到了广泛应该用，具有较高的推广价值。
3.2 更新烟气治理技术
应用除尘设备也只是饮鸩止渴，燃煤电厂若想从根源上解决烟气问题，必须要不断提升烟气治理技术，引进先进的技术，将烟气中含有的有害物质消除，才能减少环境污染。因此，燃煤电厂应该及时更新废气治理技术，加大废气治理技术的资金投入，对传统技术进行完善，将废气治理技术和洁净煤技术结合在一起，改善电气污染现状。
3.3 开发绿色新型能源
造成燃煤电厂烟气污染现象的根本原因是煤炭能源自身特性，这并不是可以用技术便能够彻底解决的问题，应用除尘设备以及进行技术创新，并无法从根本上解决电厂烟气污染现象，只有利用绿色新型能源来取代煤炭，才不会出现因煤炭燃烧而产生的烟气，也就不会存在电厂烟气污染现象，所以就需要开发绿色新型能源。太阳能、风能、水能、地热能等，都是当前比较常见的绿色新型能源，并且已经在电能生产中得到了有效应用。另外，在绿色新型能源开发过程中，应提高能源利用率，避免能源浪费现象的出现，提高能源经济效益，寻找环境保护与经济建设的有效平衡点。
4 电厂烟气脱硫脱硝技术分析
4.1 脱硫技术
燃煤电厂内部生产环节之重，脱硫的作用点技术分别在燃煤燃烧前、燃煤燃烧中以及燃烧后三点。燃烧前采用物理性的脱硫方法，让煤粉首先通过磁力筛选，利用矿物质的磁性减少燃煤原料中所含的硫元素。燃烧阶段，将硅酸盐加入到燃烧中的燃煤煤炭中，通过化学反应将硫元素固化，进而进行脱硫处理。脱硫的过程为燃煤中含硫化合物在高温下与固硫剂（碳酸、硅酸类化合物）产生化学反应，进而形成化学性质较稳定的硫酸盐，不会变成烟气飘向大气，而是随残渣一起排出。在燃烧之后，该阶段脱硫技术是为确保二氧化硫不会进入大气循环的措施，使碱性物质与含硫氧化合物产生反映形成亚硫酸盐、硫酸盐，存留在溶液之中。
脱硫的方法包含湿法脱硫，干法脱硫以及半干法脱硫，其中湿法脱硫应用最为广泛，过程是将添加碳酸钙的强碱性溶液作为二氧化硫吸收液，来吸收大量的二氧化硫。该方法适合对含硫煤燃烧生产的烟气进行脱硫处理。湿法脱硫主要分为两种方式。
①石膏法：该方法的脱硫远离是将空气鼓入吸收塔中的浆液里，是Caso3强制性氧化为CaSO4，石膏是该方法脱硫后的副产品。与此同时，因为空气的鼓入，会产生十分均匀的浆液，使其脱硫酸可打到90%，且对堵塞和积垢同样易于控制。当今国内外的火电厂进行的烟气脱硫，石膏法采用最为广泛，因为石灰石相比其他原料，运输简单，而起造价低廉，易于节省企业成本。
②抛弃法：该方法的脱硫原理为：通过石灰石或是石灰的浆液作为脱硫剂，在吸收塔中喷淋洗涤SO2，致使烟气中的SO2通过反应，进而生成CaSO3和CaSO4，在这个反应中会生生成Ca2+。在石灰系统中。Ca2+与CaO的存在有着密切的关联，但是抛弃法的主要应用方式，需要脱硫剂的制备装置和吸收塔脱硫后的废弃物处理装置组成，其最大问题是易于结垢和堵塞，因为其浆液中的水分蒸发会使固体沉积以及硫酸钙或者氢氧化钙沉积、结晶析出，因此脱硫后的固体废弃物处理，是抛弃法的一大弊端，所以，多数使用抛弃法进行脱硫的火电厂，目前都采用石膏法将其代替。
4.2 脱硝技术
脱硝技术原理是通过减少氮氧化物的形成与发射，来降低电厂烟气中氮氧化合物的含量，进而避免造成烟气污染现象。在应用脱硫技术的时候，既可以从煤炭燃烧环节进行考虑，又可以从燃烧完成环节进行考虑。当前最常用的脱硝技术为催化还原脱硝技术，然后再利用吸附技术对经过化学反应后的烟气进行处理，便可以有效排除其中的有害物质，降低烟气的污染程度。但是，脱硝技术的应用效果与化学药品浓度及反应条件有着很大关系。其中，催化还原反应指的是使用催化剂加快反应速率，使用还原剂还原氮元素，将有毒的氮氧化合物转变为氮气，进而实现电厂烟气脱硝处理。
5 结语
总之，为了全面贯彻落实我国的可持续发展战略，燃煤电厂不仅要治理排除的烟气，还应当对燃烧技术进行改革，将脱硫脱硝的技术进行推广，全面改善环境质量。
参考文献
[1]李志强.火电厂烟气脱硝脱硫技术的应用研究[J].山东工业技术.2018（11）
[2]何建成.燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术研究[J].广东化工.2018（10）
[3]李晓婕，高岳达.关于火力发电厂脱硫脱硝技术应用分析[J].山东工业技术.2018（15）
（作者单位：中国大唐集团京津冀能源唐山热电有限责任公司）
关键词：电厂；烟气脱硫脱硝；治理策略
1 引言
基于可持续发展的提出与实现，保护环境、节约资源已经成为了人们的共识，这就需要将其落实到实际工作中去，防治各种污染现象以及资源浪费现象的出现。通过加大对电厂烟气治理及脱硫脱硝技术的研究力度，并将其加以有效利用，能够显著降低电厂烟气对大气的污染，对于保护自然环境，维护生态平衡具有重要意义。
2 燃煤电厂排放的烟气组成及其危害影响
煤炭，也常常称之为“树木化石”，属于自然资源中的不可再生的资源，经历了上亿年的化学变化和物理变化才逐渐形成。煤炭里富含碳、氧、氮、硫等元素，在燃烧后会排出大量烟尘，其成分主要有一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等气体，还包括矿物质微粒等杂质。
虽然当前国内的大部分燃煤电厂都在积极研究与自己生产情况相对应的环保策略，其中包括使用发电专用的特种锅炉及与之相配套开发的设备，在燃烧的煤炭中添加能够吸收氮、硫元素的矿物质等，以促进燃煤的完全燃烧，并降低烟气中二氧化硫及氮氧化合物的含量。但是，由于电厂相比其他工厂来说，蒸汽是其发电机动力的来源，所以额定蒸发量难以避免比其他工程大得多，有害气体的产生量也排在各行业的前列。这些化石燃料燃烧后产生的有害气体及其他固态微小颗粒进入到大气后，势必会造成大气质量下降，这不仅会给工农业生产带来严重损失，也会给人们造成各种呼吸性疾病的困扰，降低人们的生活水平。比如，烟气中的二氧化硫、二氧化氮等气体与大气中水蒸气相结合，会降低雨水的pH 值，是酸雨形成的一个很重要的原因；同时，在燃煤电厂的烟气中所包含大量有毒微小的颗粒物，在空气中促进了雾霾的形成。由此可见，酸雨、雾霾等天气现象，与燃煤电厂向大气中排放的大量有毒有害烟气有着密切的联系。酸雨pH 值较低，融入土壤，进入地下水循环后不仅会改变水质和土壤质量，影响农作物的正常生长，而且其直接降落到植被以及建筑物上时，会对植被、建筑物等产生强烈腐蚀。根据相关研究表明，雾气的成分中有20 余种对人体有害的细颗粒、有毒物质。霾对人的身体健康的危害更加严重：霾中细小粉粒状的飘浮颗粒物可以躲避过粘膜和纤毛的保护作用直接通过呼吸系统进入支气管，而导致肺部炎症、呼吸道疾病、脑血管疾病、鼻腔炎等多种病症的发生。
3 电厂烟气治理策略
3.1 有效利用除尘设备
电厂烟气除尘设备类型多种多样，根据其工作原理的不同，可以将除尘技术分为机械式除尘、静电除尘、布袋除尘、实施除尘等几种方法，这些都是当前燃煤电厂比较常用的几种除尘技术。以静电除尘为例，其技术原理先在高温环境下将烟尘颗粒物转化为带电粉尘，然后将带电粉尘通入到高压静电场中，将其进行吸附排除，进而实现除尘效果。该方法除尘效率较高，并且成本较低，受到了广泛应该用，具有较高的推广价值。
3.2 更新烟气治理技术
应用除尘设备也只是饮鸩止渴，燃煤电厂若想从根源上解决烟气问题，必须要不断提升烟气治理技术，引进先进的技术，将烟气中含有的有害物质消除，才能减少环境污染。因此，燃煤电厂应该及时更新废气治理技术，加大废气治理技术的资金投入，对传统技术进行完善，将废气治理技术和洁净煤技术结合在一起，改善电气污染现状。
3.3 开发绿色新型能源
造成燃煤电厂烟气污染现象的根本原因是煤炭能源自身特性，这并不是可以用技术便能够彻底解决的问题，应用除尘设备以及进行技术创新，并无法从根本上解决电厂烟气污染现象，只有利用绿色新型能源来取代煤炭，才不会出现因煤炭燃烧而产生的烟气，也就不会存在电厂烟气污染现象，所以就需要开发绿色新型能源。太阳能、风能、水能、地热能等，都是当前比较常见的绿色新型能源，并且已经在电能生产中得到了有效应用。另外，在绿色新型能源开发过程中，应提高能源利用率，避免能源浪费现象的出现，提高能源经济效益，寻找环境保护与经济建设的有效平衡点。
4 电厂烟气脱硫脱硝技术分析
4.1 脱硫技术
燃煤电厂内部生产环节之重，脱硫的作用点技术分别在燃煤燃烧前、燃煤燃烧中以及燃烧后三点。燃烧前采用物理性的脱硫方法，让煤粉首先通过磁力筛选，利用矿物质的磁性减少燃煤原料中所含的硫元素。燃烧阶段，将硅酸盐加入到燃烧中的燃煤煤炭中，通过化学反应将硫元素固化，进而进行脱硫处理。脱硫的过程为燃煤中含硫化合物在高温下与固硫剂（碳酸、硅酸类化合物）产生化学反应，进而形成化学性质较稳定的硫酸盐，不会变成烟气飘向大气，而是随残渣一起排出。在燃烧之后，该阶段脱硫技术是为确保二氧化硫不会进入大气循环的措施，使碱性物质与含硫氧化合物产生反映形成亚硫酸盐、硫酸盐，存留在溶液之中。
脱硫的方法包含湿法脱硫，干法脱硫以及半干法脱硫，其中湿法脱硫应用最为广泛，过程是将添加碳酸钙的强碱性溶液作为二氧化硫吸收液，来吸收大量的二氧化硫。该方法适合对含硫煤燃烧生产的烟气进行脱硫处理。湿法脱硫主要分为两种方式。
①石膏法：该方法的脱硫远离是将空气鼓入吸收塔中的浆液里，是Caso3强制性氧化为CaSO4，石膏是该方法脱硫后的副产品。与此同时，因为空气的鼓入，会产生十分均匀的浆液，使其脱硫酸可打到90%，且对堵塞和积垢同样易于控制。当今国内外的火电厂进行的烟气脱硫，石膏法采用最为广泛，因为石灰石相比其他原料，运输简单，而起造价低廉，易于节省企业成本。
②抛弃法：该方法的脱硫原理为：通过石灰石或是石灰的浆液作为脱硫剂，在吸收塔中喷淋洗涤SO2，致使烟气中的SO2通过反应，进而生成CaSO3和CaSO4，在这个反应中会生生成Ca2+。在石灰系统中。Ca2+与CaO的存在有着密切的关联，但是抛弃法的主要应用方式，需要脱硫剂的制备装置和吸收塔脱硫后的废弃物处理装置组成，其最大问题是易于结垢和堵塞，因为其浆液中的水分蒸发会使固体沉积以及硫酸钙或者氢氧化钙沉积、结晶析出，因此脱硫后的固体废弃物处理，是抛弃法的一大弊端，所以，多数使用抛弃法进行脱硫的火电厂，目前都采用石膏法将其代替。
4.2 脱硝技术
脱硝技术原理是通过减少氮氧化物的形成与发射，来降低电厂烟气中氮氧化合物的含量，进而避免造成烟气污染现象。在应用脱硫技术的时候，既可以从煤炭燃烧环节进行考虑，又可以从燃烧完成环节进行考虑。当前最常用的脱硝技术为催化还原脱硝技术，然后再利用吸附技术对经过化学反应后的烟气进行处理，便可以有效排除其中的有害物质，降低烟气的污染程度。但是，脱硝技术的应用效果与化学药品浓度及反应条件有着很大关系。其中，催化还原反应指的是使用催化剂加快反应速率，使用还原剂还原氮元素，将有毒的氮氧化合物转变为氮气，进而实现电厂烟气脱硝处理。
5 结语
总之，为了全面贯彻落实我国的可持续发展战略，燃煤电厂不仅要治理排除的烟气，还应当对燃烧技术进行改革，将脱硫脱硝的技术进行推广，全面改善环境质量。
参考文献
[1]李志强.火电厂烟气脱硝脱硫技术的应用研究[J].山东工业技术.2018（11）
[2]何建成.燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术研究[J].广东化工.2018（10）
[3]李晓婕，高岳达.关于火力发电厂脱硫脱硝技术应用分析[J].山东工业技术.2018（15）
（作者单位：中国大唐集团京津冀能源唐山热电有限责任公司）