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火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术分析

马浩栋+虞钢
摘 要：在火电厂烟气处理技术中，出现一种新型技术那就是脱硫脱硝一体化技术，这一技术的出现，表现出现代社会中人们环保意识的增强，这一技术因其强大的优势受到广泛关注，具有广阔的发展前景。脱硫脱硝一体化技术的应用，有利于保护生态环境，实现能源的有效利用，促进火电厂的可持续发展。
关键词：火电厂；烟气；脱硫脱酸一体化技术
近年来雾霾天气逐渐加重，出现这种天气的主要原因是因为空气中含有的二氧化硫和氮氧化物等物质比较多，而火电厂所排放的烟气中大部分都是这两种物质，虽然浓度不是很高，但是其排放量巨大，所以严重影响着环境质量。因此加强火电厂烟气处理具有重要作用，脱硫脱硝一体化技术的出现，具有强大优势，一方面工作效率比较高，具有良好的性能，另一方面投入成本比较低，能够实现能源的循环使用，这一技术给火电厂的发展带来新的机遇。
1 脱硫脱硝一体化技术的概述
1.1 脱硫脱硝一体化技术的现状
火电厂在生产中排放一定的有害物质，这些物质与城市中汽車尾气、化工生产排放有害气体共同影响城市环境质量，给人体带来严重危害。火电厂中烟气的主要物质是硫酸、硝酸等等，这种物质对人体的危害是最大的，并且其危害范围也是非常广的。火电厂烟气脱硫脱硝处理技术中主要采用的分层处理的方式，就是脱硫技术和脱硝技术，这种技术在一定程度上取得一定效果，但经过长期的试验，这种技术经常会因为面积大、程序复杂等原因，增加运营成本，在管理上也增加一定难度，导致工厂中投入大量运营成本和人力物力，给火电厂的发展带来一定压力。
1.2 脱硫脱硝一体化技术设计
1.2.1 概述。环保理念的不断发展，受到各个行业的广泛关注，在环保理念下，对火电厂烟气的排放要求越来越高，传统的脱硫技术和脱硝技术已经无法满足当前社会发展的需求，所以必须对烟气处理技术进行创新，针对这一问题，技术人员将脱硫技术和脱硝技术进行结合，形成一种新型装置，这种一体化装置改变传统工作模式，优化脱硫脱硝技术。
1.2.2 流程设计。火电厂中排放出烟气以后，会被旋风器进行首次清除并将大型颗粒进行回收，之后大部分的除尘和脱硫脱氮工作在自激式除尘器中完成，然后再次经过冲击淋洗塔的除尘脱硫脱氮工作，最后利用汽水分离器将其分开，进行最后一次除尘脱硫脱氮工作。
1.2.3 物料衡算。物料衡算是指在遵循质量守恒定律的基础上进行工艺设计，并获得输入和输出与物流和金额定量计算过程，与此同时还可以获得设备和材料的平衡。物料平衡是脱硫脱硝一体化技术设计重要的组成部分，物料衡算工作直接影响着管道的选择和设计。
1.2.4 热量计算。热量计算是以热力学第一定律为基础的一项计算工作，通过热量计算可以平衡工业生产中的物料。热量计算中需要对物料进行采集，并在物料中提取能量，这种能量在生活中随处可见比如说热能、动能等，在火电厂生产中最常见的就是热能。
2 联合脱硫脱硝一体化技术
联合脱硫脱硝一体化技术在传统烟气脱硫技术基础上，结合选择性催化还原技术形成的一体化技术，这一技术大多的是在脱硫装置之后增加脱硝装置，提高脱硫脱硝工作效率，但是这种技术通常是由两个独立流程组合而成，有占地面积大、操作流程复杂的缺点。
2.1 SNRB烟气净化工艺
这一技术将脱硫、脱硝、除尘三者在脉冲喷射式布袋除尘室中结合为一体，在排出的烟气中通过布袋除尘器将二氧化硫进行去除，对于含氮的物质可以向布袋除尘室中加入氨气，除尘这一目标主要是通过布袋的自身提点实现的。在适用范围内这种技术脱硫脱硝技术完成率可以达到90%。这一技术在应用时在一个设备上完成三种物质的脱除，在实现高效运作的同时降低深生产成本。
2.2 活性碳法
活性碳方法主要是利用了二氧化硫能够被活性焦炭所吸附的特点，在烟气处理中对硫、硝物质进行去除。在催化剂的作用下将硫、硝转化成能够被活性炭吸附的硫酸和硝酸，并且能够随着脱硫塔中活性焦炭一同进入分离设备中。另外在烟气中被脱离的二氧化硫会在此经过加工进入二次脱硫脱硝设备中，经过活性碳的作用与催化剂发生反应形成氮气。同时吸附硫酸的活性炭物质在设备350℃高温作用下产生二氧化硫，这种方法中二氧化硫的脱除率可以高达95%以上，成为当前火电厂烟气脱硫脱硝技术中比较高效的技术。但是在这一工艺中脱硫脱硝的效率会受到活性炭滞留时间、入口烟温等因素的影响。
3 同时脱硫脱硝一体化技术
3.1 干式同时脱硫脱硝一体化技术
3.1.1 高能辐射法。高能辐射法又包括电子束照射法和脉冲电晕等离子体法，这两种形式在设备上有一定差别但是反应机理有一致性。电子束法是利用电子加速器的作用，将烟气中的有害物质进行氧化并与水蒸气形成反应产生雾状的硫酸和硝酸，硫酸和硝酸与设备中的氨气发生化学反应形成硫酸氨和硝酸氨，经过净化后可以排放入空气中。脉冲电晕法是将电子束法中的加速电子束用高压脉冲电源代替，其余工艺是相似的，最终实现脱硫脱硝目的。电子束法目前已经得到使用，这种方法在使用时不会产生废水和废渣，也不会对环境造成二次污染，并且这一工艺中产生的副产物还可以成为农业肥料的原材料，具有极高的经济效益，但是存在耗能高的缺点，在使用时还必须注意对X射线的防护，避免出现污染转嫁。而脉冲电晕法的这一技术还正在试用阶段，并没有得到推广使用。
3.1.2 NOxSO工艺。NOxSO技术是利用了干式、可再生的一种新型系统，这种技术可以有效脱除高硫煤锅烟气中的二氧化硫和氮氧化物，这种方法可以应用于比较大型的电站或者工业锅炉中，这种技术的最大优点是，有效提高对二氧化硫和氮氧化物的脱除率，并且还可以生产出比较畅销的商业等级硫。
3.2 湿法烟气同时脱硫脱硝技术
3.2.1 WSA-SNOx工艺。在这一工艺中烟气首先在SCR反应器中与催化剂发生反应，氮氧化物被氨还原成氮气，之后烟气进入改制器中，将二氧化硫催化成三氧化硫，然后在瀑布膜中冷凝器的作用下，将气体进行凝结合反应产生硫酸，经过浓缩技术可以形成浓硫酸，这种工艺除了消除氨气以外不消除其他的化学物质，同时不会产生废水废气等，脱硝率能够达到95%以上，具有巨大优势，其缺点是投资费用比较高，并且产生的浓硫酸运输和储藏都存在一定难度。
3.2.2 氯酸氧化法。这种方法是在强氧化剂的作用下，吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化合物，采用氧化吸收塔以及碱式吸收塔两种工艺，对硫和硝的脱除率非常高。在应用这一工艺中，还可以将烟气中的含有的微量金属元素去除，具有极强的应用性和实用性，这一工艺中的优点是在常温或者吸收剂比较低的情况下仍然能够对烟气进行氧化吸收。当然这种工艺也有缺点，其缺点是对氯酸吸收剂难以进行把控，会产生二次污染的废酸，其缺点的存在在应用中受到一定限制。
3.2.3 湿式络合吸收法。这一方法是在湿法脱硫技术中加入适量的金属螯合物，这种物质能够迅速与氮氧化合物发生反应，加快氮氧化物的吸收，同时实现脱硫脱硝功能，但是这一技术中金属螯合物的循环利用比较困难，所以在应用中还没有得到广泛推广。
4 结束语
当前烟气脱硫脱硝一体化技术已经受到广泛关注，在各个火电厂中加强对脱硫脱硝技术的优化和改进。随着环保理念的不断推进，在发展新时期，必须加强对烟气中的物质的分析，为脱硫脱硝技术提供科学有效的依据。烟气脱硫脱硝一体化技术良好运用可以改善环境质量，降低火电厂运营成本，具有重要现实意义，加快烟气脱硫脱硝一体化技术的研究和推广，提高火电厂生产经营效率，创造更好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1]冯威.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的发展[J].广州化工，2013，08.
[2]黄利华.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的发展[J].科技展望，2015，28.

-全文完-