大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案探究

大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案探究
大气污染排放标准有日益苛刻的趋势，给火电厂烟气处理技术带来了新的挑战，通过简要分析，提出了烟气脱硝、脱硫、除尘工艺的新技术路线，对大型电厂的设计有显著的借鉴意义。

标签：大型火电厂；脱硫脱硝；烟气除尘
当今社会生态环境日趋恶化，为了实现可持续发展目标，将节能减排落实到工作中是必然的。

而大型火电厂的锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术可以降低污染物的排放量。

该技术是我国科学技术进步的重要标志，不仅处理技术较为先进，对系统的优化功能更是传统技术无法比拟的，可以解决以往处理技术对设备的高腐蚀性问题。

1 脱硝技术的发展过程
脱硝技术从技术途径上可分为低氮燃烧技术和SCR烟气脱硝技术。

低氮燃烧技术主要是采用复合式的空气分级低NOx燃烧技术，SOFA风的比例從25%提高到35%，该燃烧技术在获得较高的燃烧效率、确保煤粉安全稳定燃烧的同时能有效降低NOx的排放，缓解炉后脱硝的压力。

1.1 SCR的烟气脱硝
SCR的烟气脱硝是指在烟气内部投入化学剂，在发生化学反应后会产生相应的气体以及水分。

在进行催化后，温度可以上升空间较大，最高可以达到400℃，如此高温可以与锅炉与预热器设备之间的温度相比拟，这种技术的脱硝水平已经达到成功率的一半以上。

1.2 SNCR的烟气脱硝原理
SNCR的脱硝技术对温度具有一定的要求，在进行处理使需要将还原剂导入锅炉内部温度较高的位置，一旦发生化学反应就会随之产生气体，并与烟气物质进行混合，最终形成氮气，这种技术需要依赖锅炉进行反应，并完成气体的消耗。

但是这种技术的处理水平并不高，也不能达到处理技术的高标准要求。

根据可靠数据的研究不难发现，以尿素做化学反应剂由于其结构组成特点，在进行脱硝处理时，会释放大量的二氧化碳，而该气体可以直接影响空气质量，使大气污染程度加剧。

1.3 SNCR与SCR的结合烟气脱硝原理
这种技术是对SNCR与SCR两种技术的有机结合，弥补两者之间存在的不足并使其功效的发挥可以达到预期效果，并且稳定性高，但是将两者进行结合后的SCR的脱硝效率不能过高。

由于该技术是融合性技术，因此对技术的应用性
也就提出了更高的要求，并且在进行技术处理时，需要控制双面反应，在运行时难免会呈现出较为难以掌控、复杂的一面，所以在目前我国的脱硝技术中对此技术的应用仍旧处于探索阶段，对技术的应用频率普遍不高。

2 脱硫技术
2.1 填料塔的脱硫原理
在利用填料塔进行脱硫处理时，需要在塔内填充质地较硬的固体材料，使液体浆能够在材料表面完成流动，在烟气与浆液发生直接接触后就会产生化学反应，脱硫也就随之完成。

填料塔的脱硫操作简单，结构相对没那么复杂，但是抗压能力却极弱，在进行填充时常会发生不畅通问题，所以这种脱硫技术通常不会被过多的使用。

2.2 液柱塔的脱硫原理
液柱塔可以不用进行材料填充，该塔的技术方法是由气体带动烟气完成脱硫作业。

液柱是由液体的上下喷射而形成的，烟气可以从塔的两端达到作用塔，一旦烟气与液体进行接触并发生反应时，就可以完成能量的传递，使二氧化硫被充分吸收，这种方法在进行脱硫时不会发生堵塞问题，运行效率相对较高，但是烟气在流转过程中却会受到一定损失。

2.3 喷淋吸收塔的脱硫原理
喷淋吸收塔由于其技术特点，被广泛的应用于脱硫处理中。

烟气的流转方式是从下开始，逐渐向上对浆液进行吸收，最后由塔顶完成喷射，一般会呈现出垂直或者向下的形态，喷淋塔内部的烟气与浆液的直接接触程度会直接影响喷淋的成分含量。

喷淋吸收塔的优点是结构较为简易，因此其成本投入也就相对较少，脱硫完成质量较高，缺点则是内部烟气常会聚堆分布，不易于分散。

2.4 鼓泡塔的脱硫原理
鼓泡塔通过喷射管将烟气鼓入石灰石浆液面以下的部分，让烟气被浆液充分洗浴后鼓泡冒出，因此得名。

该技术主要特点是脱硫效率高，煤种适应性好，除尘效果好，烟气流量分配均匀，缺点是阻力较大，结构较复杂。

在目前我国的高硫煤的排放要求具有一定的标准，因此必须将技术进行融合，也就是运用双向脱硫方式，将需要应用的吸收塔内独立安放喷淋层，烟气可以在塔中进行部分脱硫，并将脱离的二氧化硫与另外的污染物进行二次吸收。

将两种塔进行合并运用可以加大脱硫效率，使脱硫处理能够达到预期标准，并将排放质量控制在一定范围内，但是这种合并处理通常会占用较大区域，并且形成的技术系统难以把控，操作起来具有一定的复杂性。

我国在长期的实践中，将液柱塔与喷淋塔进行自主结合。

在进行脱硫处理时，首先需要经过液柱塔对烟气中的二氧化硫进行大范围的吸收，而后再进入喷淋塔对剩余的二氧化硫再次脱离，直
到符合排放标准为止，这种结合型的脱硫技术基本可以达到完全脱离点，而串联吸收塔的成本投入及运行难度相对之下比较大，而脱硫结果却基本一致，但是后者却更易掌控，资金投入也比较少，因此在目前的脱硫中大多采用液柱塔与喷淋塔双向结合的处理技术。

3 烟气除尘技术
3.1 电除尘技术
影响电除尘效率的因素大体上可分为三类：工况条件：燃煤特性（成分、挥发分、发热量、灰熔特性等），飞灰性质（成分、力度、密度、比电阻、粘附性等），烟气性质（温度、湿度、烟气成分、露点温度等）；电除尘器的技术状况：如极配型式、结构特点、振打方式及其加速度大小、气流分布的均匀性及电场划分情况、电气控制特性等。

静电除尘器的优势特点：静电除尘器的运行效率普遍较高，比较细小的粉尘也可以轻易去除，基本可以达到完全去除水平；在进行除尘作业时，可以不受高温影响，并可以在此环境下继续除尘作业，轻易不会受到任何阻力影响；可以进行高强度的处理作业，设备磨损小，使用年限可以得到基本保证。

但是此设备同样具有一定的缺点：静电除尘器在进行设备安装的过程中会耗费大量的人力及物力，对安装水准具有一定的规范化要求，日常的维护处理要及时进行，否则机器磨损程度会不断加快，除此之外该设备对于待处理的粉尘存在一定的挑剔性，不会进行全面清除，细小粉尘难以去除。

3.2 旋转电极除尘器
旋转电极除尘器与以往的除尘器的清除内容基本一致，都是由前后两部分电场共同组成。

旋转电极的阳极电场中配备了可以进行旋转的除灰刷，当灰尘达到一定厚度时就可以进行完全去除，在灰尘区域以外也同样可以进行转动去除，所以不会增加再次清除难度，使除尘效率得到较大提升，使其能够符合排放标准。

旋转电极除尘器的功能优势为：阳极板不会存在灰尘大量附着问题，更减少了反电晕的发生频率，将电阻对灰尘去除的阻碍进行消化及分解，使细小粉尘的去除不再成为难题；在灰尘减少的同时，电除尘器的功能优势也得到了较强发挥；这是对传统除尘器的优化，而其体积也就相对缩小，对占地面积的影响同样不再那么强烈。

其缺点为：由于旋转电极除尘器的结构具有一定的复杂性，这就对设备的安装要求更为严格及规范。

3.3 湿式静电除尘器
区域不同，对粉尘的排放标准也就具有不同要求。

因此对于部分要求较高的区域，不能够单纯的依靠电除尘器进行粉尘处理，还需要湿式静电除尘器配合完成。

而其运行原理与干式除尘器并无区别，唯一不同的是湿式静电除尘器是用水进行喷刷达到除尘的排除目的。

在进行水分喷刷时不仅可以带动周围的细小粉尘
的运动，更能将电阻频率减小，便于粉尘向极板方向快速行动，其除尘效果可以达到50%以上，除此之外湿式静电除尘器还可以对空气中的各类细小污染物进行去除。

参考文献
[1]李磊.热电厂锅炉烟气脱硫除尘工程的研究与实施[D].华东理工大学，2014.
[2]黎景越.火电厂烟气脱硝技术的经济效益分析[D].华北电力大学，2013.。