火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保 单晓敬

火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保单晓敬

摘要：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。文章以河曲发电厂为研究背景，分析了脱硫脱硝技术的应用。

关键词：烟气；脱硫脱硝；技术应用

前言

河曲发电厂厂址位于山西省河曲县境内，随着煤炭市场供应的不稳定性，河

曲发电厂实际燃料的含硫量与设计煤质存在一定的偏差，实际FGD入口SO2的浓度常常超出脱硫装置的设计值，并且伴随全新的大气污染物的排放标准颁布实施，净烟气中SO2、NOX排放浓度已无法满足最新环保排放标准。为保证电厂烟气排

放在任何时候都不能超标排放。在不改造脱硫系统前提下．通过运行措施尽量提

高脱硫能力已成为一种现实而迫切的需要。

1脱硫脱硝技术概述

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。

2火电厂主要脱硫设备形式分析

2.1液柱塔

液柱塔中没有填料，主要是利用由下向上垂直喷射的液柱进行脱硫处理，烟

气经过塔底或者塔顶进入吸收塔中，就会与液体产生强烈的扰动，从而吸收烟气

中的二氧化硫。但是在液柱塔中的烟气会产生一定的阻力，从而降低液体吸收二

氧化硫的效果，最终影响到脱硫效率。

2.2填料塔

填料塔主要是利用吸收塔中的填料进行脱硫处理，在吸收塔内装设固体填料，烟气在经过吸收塔时就会与填料层流淌的浆液接触并且发生反应，从而去除烟气

中的硫。填料塔的结构比较简单，但是在运行的过程中会出现填料堵塞的现象，

增加实际操作的难度，会直接影响到脱硫效果。

2.3鼓泡塔

鼓泡塔的运行主要是将烟气输送到浆液面以下，在液流与气流相遇时，烟气

就会从浆液中鼓泡冒出。这种脱硫效果比较好，并且还能够达到除尘的目的，也

具有较好的适应性。但是鼓泡塔的设计结构比较复杂，在运行的过程中还存在较

大的阻力，并且设备的占地面积较大，初期投入成本较高。

2.4喷淋塔

这种形式的吸收塔结构设计比较简单，所以初期成本投入较少，但是在实际

运行过程中，进入的烟气不能够均匀的分布，所以脱硫效果一般。

3 火电厂脱硫脱硝流程简述

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。

这其中存在物料衡算与热量计算的过程。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。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。

4联合脱硫脱硝技术

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。

4.1 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。

4.2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。

5同时脱硫脱硝技术

5.1干式同时脱硫脱硝技术

首先是，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。

其次是，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