对低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术的探讨

对低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术的探讨

摘要电厂锅炉运行过程会排放SO2和NOx等气体，这些气体会导致酸雨和光化学烟雾等问题，进而严重破坏自然生态环境。而在当前电能需求量不断上涨的情况下，要想解决能源和环保的问题，就需要我们对锅炉运行中产生的SO2、NOx以及尘粒等有害物质加以控制。

关键词燃煤电厂；脱硫技术；脱硝技术；除尘技术

前言

近年来，我国的经济社会发展取得了举世瞩目的成就，但与此同时也产生了一些消极问题，比如矿石资源的消耗量与日俱增，其所附带产生的污染问题更是越来越严重，这显然不利于我国经济社会的持续发展。电厂锅炉运行过程会排放SO2和NOx等气体，这些气体会导致酸雨和光化学烟雾等问题，进而严重破坏自然生态环境。在当前电能需求量不断上涨的情况下，要想解决能源和环保的问题，就需要我们对锅炉运行中产生的SO2、NOx以及尘粒等有害物质加以控制。本文正是基于这一出发点，对低碳经济下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术进行了一些有意义的探讨。

1 燃煤电厂中的脱硫技术

1.1 选煤技术

现实中，燃煤品质不同，其硫分也存在较大差异，科学的选煤可以显著降低煤炭燃烧中的灰分以及硫分等杂质。而要落实这一点，就需要我们对煤炭进行细致分类，并在此基础上开展煤炭分质供应。此外，综合运用包括微生物法、化学法以及物理法在内的选煤技术，也可以实现对燃煤的脱硫目的[1]。

1.2 循环锅炉技术

当前电厂在生产过程中广泛运用循环锅炉技术，这种技术能够对SO2的排放进行有效控制。同时，因为煤炭的燃烧温度较低，还可以对NOx的排放量实现控制。循环锅炉技术是经过实践证明的一种有效脱硫手段，在世界很多国家的燃煤电厂中均取得了良好的应用成效。在低碳经济环境下，我国也不断对其进行技术开发，研究出了流化床（如图1所示）等新型工艺，从而进一步提升了脱硫质效。

1.3 烟气脱硫技术

在燃煤电厂中，烟气脱硫可以说是应用最为广泛的脱硫方式，其主要技术手段如下：第一，石灰脱硫技术。该技术使目前我国应用地最为成熟的烟气脱硫工艺，其系统主要包括石膏系统、氧化系统、脱硫浆系统和吸收系统等。第二，简

易石灰脱硫技术。在石灰脱硫工艺的基础上，通过适当的简化与调整，就形成了简易石灰脱硫工艺。该技术在保证脱硫功能的基础上，可以有效节约电厂的投资成本。第三，海水脱硫技术。该技术是利用海水的强碱性来吸收排放烟气中的SO2，具有較强的SO2吸收能力。同时，海水经过一定的沉淀，待其水质恢复后可重新返回大海，具有费用低、不需要化学药剂、运行稳定以及装置简单的特性。第四，磷铵脱硫技术。该技术是以天然氨和磷矿石为原料，在脱硫中实现对磷氨的回收[2]。

2 燃煤电厂中的脱硝技术

现实中，脱硝技术与脱硫技术往往是集成在一起的，根据脱硝工艺的介入阶段不同，其可以分为燃烧前、燃烧中和燃烧后脱硝三类。燃烧前脱硝主要是通过科学选煤来实现的，在第二节中已经进行了详细介绍，这里不再赘述，本节将重点探讨燃烧中和燃烧后脱硝工艺。

我们通过对煤炭的燃烧条件和方式进行合理控制，可以有效降低氮元素转变成NOx的概率，进而达到脱硝目的。比如通过对反应物和燃烧温度进行调节，就可以减少甚至是避免NOx的生成。但这种方式有一个缺陷，即改变燃烧条件和温度虽然能减少NOx的生成，但同时也会造成煤炭燃烧效率的降低，所以现实中需要配合采用循环燃烧的方式来进行。

煤炭燃烧后的脱硝技术大致可以分为以下三种：第一，脉冲电晕等离子化学处理技术。该技术是通过用高压脉冲中的电晕闪射流来促进烟尘中的气体和电子发生相互碰撞，进而实现将NOx转化成HNO3，进一步再通过与氨进行融合，就能形成NH4NO3，实现脱硝目的。该工艺也能将SO2最终转化成（NH4）2SO4，是一种可以同时进行脱硫和脱销的技术手段。第二，电子束处理技术。该技术是先在布袋除尘器和石灰喷雾干燥器之间安装电子束装置；然后当低温烟雾进入反应室时，利用电子束将NOx转化成HNO3；最后再与氨融合生产NH4NO3。与脉冲电晕技术类似，该工艺也可以同步进行脱硫处理。第三，活性炭技术。该技术是利用活性炭的吸附特性来达到脱硝目的[3]。

3 燃煤电厂中的除尘技术

3.1 高性能除尘器

高性能除尘器是利用离心惯性力的作用来去除高温中的尘粒，具有除尘效率高、使用成本低的优点，但其对大颗粒的去除效果不够理想，所以只能作为普通的除尘设备使用。目前在我国很多小型燃煤电厂中，大量采用这种方式进行除尘，并且应用效果明显。

3.2 高性能过滤器

根据过滤机制的不同，高性能过滤器又可以分为以下几种：第一，颗粒过滤器。该型过滤器可以有效除去尘粒，但在高温环境下容易发生堵塞问题。第二，

金属网过滤器。该技术是利用金属纤维来实现对尘粒的过滤，缺点是金属纤维的耐高温性较差，所以不适用于高温除尘。第三，陶瓷过滤器。利用柔性陶瓷的纤维带可以随意改变形状并具有良好的耐酸碱和耐高温的特性，使得这种过滤器不仅可以在高温环境下进行除尘，而且除尘效果也非常理想[4]。

3.3 静电除尘器

静电除尘器可以捕获粒径较小的尘粒，是一种具有很大应用潜力的除尘技术，但受限于技术还不够稳定、成熟的缘故，目前并未在我国的燃煤电厂中进行推广。在低碳经济环境下，我国一些新建以及大型燃煤电厂，已经开始采用静电除尘器，并取得了一定的应用成效，这对环保工作具有积极意义。

参考文献

[1] 吴宁.低碳经济中的燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展[J].资源节约与环保，2015，（12）：20.

[2] 易成，张晓文，姚娅，等.脱硫脱硝除尘一体化工程节能减排案例分析[J].资源节约与环保，2016，（9）：9.

[3] 周睿.刍议燃煤电厂烟气治理方法及脱硫脱硝技术[J].工程技术（引文版），2016，（6）：156.

[4] 孙建华，赵可心，张兆勇.燃煤电厂的除尘、脱硫、脱硝技术[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（3）：37.