陈国忠
内蒙古京科发电有限公司
摘要：近年来，低碳经济逐渐成为我国经济发展的主流趋势。该背景对工业生产的能耗控制提出了较高的要求。燃煤电厂作为我国供电体系的重要支持，其污染物排放管理质量的重要性不言而喻。脱硫脱硝除尘除尘工艺是燃煤电厂控制SO2、NOX、烟尘等污染物排放量的重要手段。因此，探讨低碳经济背景下脱硫脱硝除尘工艺的更新及发展状况具有一定的必要性。
关键词：低碳经济；燃煤电厂；脱硫；脱硝；除尘
1 燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的重要性
燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的重要性体现为：
（1）减少能源消耗。燃煤电厂属于高碳能源消耗型企业，其日常生产中的能源消耗量较大。脱硫脱硝除尘工艺的引入，可以帮助燃煤电厂降低生产流程中的能源消耗量，促进清洁生产、高效生产目标的实现。
（2）实现低碳环保生产。在工业生产中，燃煤电厂的烟尘、NOx、SO2排放量较大。上述污染物的排放不仅容易引发大气污染，还容易造成光化学烟雾、酸雨等问题，严重破坏生态环境，并危害人们的健康。而将脱硫脱硝除尘工艺引入燃煤电厂的日常生产流程中后，该工艺对上述有害污染物的脱除作用，可以有效降低燃煤电厂的污染物排放量，并帮助燃煤电厂达成低碳环保生产目标。
2 低碳经济下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的发展分析
这里主要从以下几方面入手，针对低碳经济背景下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的发展状况进行分析和研究：
（1）单纯脱硫方面。从脱硫技术体系的构成来看，符合燃煤电厂脱硫生产要求的脱硫工艺主要包含湿法脱硫以及干法脱硫两大类别。在湿法脱硫方面，石灰石/石灰-石膏湿法脱硫技术无疑是该类别工艺的典型代表。以该工艺脱硫的流程为：将石灰石粉（Ca CO3）制备成石灰石浆液，作为吸收剂通过化学反应发挥脱硫作用。在此过程中，Ca CO3与烟气中的SO2及H2O发生化学反应，生成CaSO3·2H2O。反应产物石膏通过脱水后外运，按照固废处理要求进行无害化处理和综合再利用。
干法脱硫是在湿法脱硫工艺基础上衍生出的一种环保生产技术，主要用于循环硫床锅炉。其在燃煤电厂工艺脱硫生产中的应用流程为：向炉膛内喷入适量Ca CO3后，Ca CO3在炉膛高温环境下发生分解，生成一定量的氧化钙。产物氧化钙可以与烟气中的二氧化硫发生反应，生成硫酸钙，从而降低烟气中SO2的含量。
（2）单纯脱硝方面。初期阶段，燃煤电厂对NOx污染物的处理以单纯脱硝技术为主。常用脱硝方法包含：第一，燃烧方法优选。燃煤电厂生产中，NOx生成量（排放量）主要与燃烧方法中的燃烧温度、O2浓度等因素有关。基于上述特征，燃煤电厂在合理控制O2浓度的基础上，适当下调燃烧温度，并引入二段燃烧法，以实现减少NOx排放的目的。第二，催化还原法（SCR）。SCR是一种经典干法脱硝技术，其脱硝原理为：液态氨在注入SCR?系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，去除NOx。
（3）单纯除尘方面。燃煤电厂的烟尘排放量较高。
从燃煤电厂的除尘工艺发展状况来看，常用除尘技术涉及：第一，静电除尘。目前，静电除尘工艺的标准为：可以捕获有效范围内>6Lm的烟尘颗粒。该技术除尘效果可靠，但其成本较高。第二，布袋过滤除尘。在燃煤电厂生产中引入布袋过滤器后，这种除尘设备可滤除99.8%左右的粉尘颗粒。根据既往除尘经验，该工艺的整体除尘效果良好。但由于燃煤电厂生产环境具有典型高温特征，在该条件下，颗粒过滤设备容易受高温影响而出现局部堵塞，进而影响其除尘效率。第三，电袋复合除尘，将两种除尘技术有机结合，可获得长效除尘效果，进而实现超低排放。
（4）脱硫脱硝方面。低碳经济时代的到来，对燃煤电厂的污染物控制管理工作提出了较高的要求。面对低碳经济提出的要求，燃煤电厂的脱硫脱硝除尘工艺逐渐开始向综合性、集成性方向转化。在该背景下，各燃煤电厂逐渐开始采用脱硫脱硝技术替代单纯脱硫技术及单纯脱硝技术。结合当前燃煤电厂的脱硫脱硝现状来看，干式脱硫脱硝工艺（烟气）较为常用。该方法对SO2、NOx排放量的控制原理为：以1,3,5-均三嗪醇为原料，利用气力输送装置将上述原料喷射于燃煤电厂高温烟道周围，促使1,3,5-均三嗪醇发生气化，生成HNCO（气态）。上述产物可以在燃煤电厂烟道周围烟气形成的湍流作用下，逐渐向炉膛各方向扩散。气态HNCO可以在炉膛高温条件下（600～900℃），生成大量活性单体，与炉膛内的NOx、SO2发生化学反应，实现脱硫、脱硝目的。与其他工艺相比，该工艺的优势在于：第一，工艺流程简单。干式脱硫脱硝生产中，燃煤电厂仅需参照锅炉烟气量、产生NOx及SO2含量（浓度）确定出1,3,5-均三嗪醇耗用量后，将适量原料置于气力装置处即可。上述原料可在气力装置作用下，自动被传输至燃煤电厂的烟道内，经气化、脱硫脱硝反应等一系列流程，降低燃煤电厂的SO2、NOx排放量。第二，产物易于处理。引入该工艺后，所产生的脱硫产物可自动与燃煤电厂锅炉产生的灰分混合，并被传输至除尘袋内。而脱硝产物均为气体（CO2以及N2），上述产物均无污染，无需额外处理，直接排放即可。该工艺的产物易处理特征，为其在燃煤电厂生产中的普及奠定了良好基础。第三，效率高。干式脱硫脱硝模式下，燃煤电厂锅炉内的NOx、SO2可以同时被去除，因此，该工艺的生产效率水平较高。
（5）脱硫脱硝除尘方面。在当前低碳经济背景下，燃煤电厂硫、硝、烟尘排放标准逐渐升高。为实现低排放目的，脱硫脱硝除尘一体化技术，逐渐成为燃煤电厂污染物控制研究领域的重点所在。目前，已有部分燃煤电厂于生产工艺流程中引入脱硫脱硝除尘一体化工艺，其原理为：以水为原料，加入适量水后，水在炉膛高温作用下转化为大量液体，以云状物状态悬浮于炉膛烟道内呈上升趋势的气流中。当云状物与烟道烟气中的NOx、SO2及颗粒物等接触时，体积极小的液体可迅速与上述污染物接触（反应表面积参数较大），并在氨这种中和剂及氧气的影响下，形成良好洗涤减排效果。在这一环节中，小液滴与氧气、氨及燃煤电厂污染物发生反应，生产亚硫酸氢氨、硝酸铵以及硫酸铵等产物（浆液状）。
3 结束语
综上所述，加强脱硫脱硝除尘工艺的优化具有一定现实意义。为了促进燃煤电厂的良性发展，可以在深入分析各类脱硫脱硝除尘工艺优缺点的基础上，优选更加契合燃煤电厂生产需求的环保工艺，以促进燃煤电厂的低能耗环保生产。
参考文献
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