大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案探究 王俊超

大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案探究王俊超

摘要：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。

关键词：火电厂；锅炉；脱硫脱硝；烟气除尘；

一、脱硫技术

1.1 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。

1.2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。

1.3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。

二、脱硝技术

常用的脱硝技术主要有两种： SNCR 烟气脱硝技术、SCR烟气脱硝技术，同时

当前还出现了联合烟气脱硝技术。SNCR 烟气脱硝技术、SCR烟气脱硝技术的优点

在于其能够促使煤碳充分燃烧，并且使锅炉内部的压力提高。

2.1SCR脱硝技术

烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法.这种方法是指在有氧条件下且

合适的温度范围内，用还原剂NH3在催化剂的作用下将NOx有选择性地还原为

氮气和水，脱硝效率能够达到60%至90%。

2.2SNCR脱硝技术

是指在没有催化剂参与的情况下，用氨或尿素等还原剂将烟气中的NOX还原

为N2和水。炉膛是该技术的主要反应器，炉膛温度要保持在900-1100℃，脱硝

效率受锅炉设计、锅炉负荷等因素的影响较大，脱硝效率较低，在30%～60%之间，因此多用于低NOx燃烧器的辅助工程。而且作为还原剂的尿素又会产生一定

的N2O，会对臭氧造成一定的破坏。

2.3SNCR/SCR 联合烟气脱硝技术

鉴于以上两种脱硝技术各有优缺点，因此可以将以上两种脱硝技术联合使用，其脱硝效率能够达到60%-80%。但是在该工艺中，必须对SCR 脱硝效率进行控制，不得超过30%。这种技术具有比较复杂的运行系统，实际应用较少。

脱硝技术的主要发展方向就是积极开发，联合使用炉后 SCR 烟气脱硝技术和

低 NOx燃烧技术，同时积极研发低温催化剂[2]。

三、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。

四、火电厂锅炉脱硫脱硝与烟气除尘的一体化技术

将脱硫脱硝技术和烟气除尘技术结合起来，是火电厂锅炉生产的一个重要的

发展方向，这也对火电厂的可持续发展起到了重要的作用。当前火电厂对脱硫脱

硝技术和烟气除尘技术的运用仍然存在一定的问题。要使用脱硫脱硝和烟气除尘

技术必然要投入较多的成本，这也会影响火电厂的运营成本，给火电厂带来一定