火电厂脱硫脱硝技术与烟气治理方法分析.doc

火电厂脱硫脱硝技术与烟气治理方法分析煤炭富含碳、氮、氧、硫等多种元素，一经燃烧，就会生成CO、CO2、NO、S02等有害气体，同时伴有矿物质微粒杂质形成的烟尘。我国目前的电力的近80%来自火力发电，其原料就是煤炭，在火电厂的专用锅炉中，燃煤温度可以达到1200以上，大量的有害气体通过烟囱排到大气中，污染周边环境，致使呼吸道疾病增加，农业减产，各种工业民用设施用品遭到酸雨腐蚀。NO、S02是产生酸雨的主要原因，我国的酸雨污染以硫酸，哨酸复合型为主要特征，烟气脱硫脱硝技术是自动化程度高，管理简便的脱硫脱硝技术，现阶段，该技术是有效控制SO2、NO等有害气体的最好办法，其方法分作：干法、湿法、生物法、活性炭再生法等。1、烟气治理方法火电厂排放的有害气体与烟气是相伴的，清理火电厂烟气，清除微粒杂质污染，是为了充分发挥烟气脱硫脱硝技术的应用。使用除尘器对微粒杂质进行处理。该方法主要是机械除尘、静电除尘、布袋除尘及湿式电除尘等。机械除尘，是通过旋转运动产生离心力，吸附高温环境中漂流的尘埃物。成本低、自动化程度低，多适用于小型火电厂。其缺点是无法吸附直径小于10?m的微粒杂质，因此，机械除尘只是初级除尘。静电吸尘，是利用静电吸附原理，在高温高压的锅炉管道中，将带有不同正负电荷的SiO、A12O3等粉尘，通过静电场的吸附作用，达到捕捉微粒杂质的目的。该方法可以吸附直径10?m以下的灰尘，成本不算太高，多用于大中型锅炉设施。布袋除尘是另一种高效的除尘方法，是使用无纺布、针刺毡等材料做成的布袋，对微粒杂质进行过滤吸收，除尘率可以达到99.9%以上，是目前使用最为广泛的方法。其缺点是布袋受腐蚀、高温、水汽等影响较大，其使用的效率与方便性受到限制。湿式电除尘，前面几种方法虽然有良好的除尘效果，但是都属于初级水平，不能达到精细化的除尘效果。在空气质量要求较高的地区，在脱硫系统后加装湿式电除尘器，其原理与静电除尘一样，具体的方式是用水冲代替了震动，通过三级加装，可以有效消除PM2.5以下的微尘。2、脱硫脱硝技术综述自上世纪60年代，发达国家开始研究脱硫脱硝，在70年代形成了比较成熟的脱硫脱硝技术，并逐渐推广开来。随着科学技术的不断进步，脱硫脱硝技术主要有干法、湿法、生物法、活性炭再生法等。在此做一个比较详细的论述。2.1 干法脱硫脱硝技术干法主要有脉冲电晕同步脱硫脱硝技术、电子束辐照烟气脱硫脱硝技术，主要优点是投资较低，流程简单，无废弃物。(1)脉冲电晕同步脱硫脱硝技术该技术与上世纪80年代被提出，其基本原理是：利用电晕放电产生高能电子，激活烟气中的H2O、O2等分子，使其发生裂解或电离，生成具有强氧化性的O-、OH-等自由基，与SO和NO等发生催化氧化反应，生成SO4和NO3或相应的酸，然后加入氨等化学原料，得到铵盐，最终沉降下来。该技术成本低，无二次污染，需要注意的是磁脉冲调制、脉冲电源Tes La变压器谐振充电等技术的匹配问题;烟气中飞灰，水蒸气等各种成分对脱除反应的影响问题。解决好这两方面的问题，才可以大范围使用。(2)电子束辐照烟气脱硫脱硝技术该技术是物理与化学原理相结合的脱硫脱硝技术。其工作原理是：安置电子加速器，用电子束撞击烟气中的NO和S0，将其氧化成N02和SO3，再与水蒸气反应，生成雾状的硝酸和硫酸，然后加入氨气，生成硝铵和硫铵，加以收集利用，最终达到脱硫脱硝的效果。该技术投资与运行成本低。(3)其它干法技术近年来，干法烟气脱硫脱硝技术在不断发展，新出现了一些技术，例如：活性焦吸附法、NH3/VO一TiOz法、流光放电等离子体法、电催化氧化法等。总之，干法烟气脱硫脱销技术依据同样的原理，使用不同的催化介质，派生出众多的新式方法，具有广阔的发展前景，但是，这些技术要从实验阶段进入到工业化生产阶段，还存在若干问题亟待解决。2.2 湿法脱硫脱硝技术湿法主要有钙基吸收剂催化氧化烟气脱硫脱硝法、KMnO4NaOH溶液脱硫脱硝法、酸性NaCI02溶液脱硫脱硝法、臭氧氧化结合化学吸收脱硫脱硝法等，其主要优点是脱硫脱硝效率高，粉尘对外界的影响小。(1)钙基吸收剂催化氧化烟气脱硫脱硝法该技术是利用Ca(OH)2与SO根和NO根可以在常温下发生反应的原理，在传统的石灰石石膏法中，用Ca(OH)2替代石灰石，作为吸收剂和反应物，利用OH根的氧化性，催化NO根，达到同时实现脱硫脱硝的目的。该技术使用方便，原料成本低廉，方便设备升级换代，唯一的问题是脱硝率比较低，需要加入高活性的添加剂。KMnO4NaOH溶液脱硫脱硝法，是在此基础上，使用KMnO4作为高活性的添加剂，提高脱硝率的方法。(2)酸性NaC102溶液脱硫脱硝法该项技术在上世纪70年代就有初步研究，其原理是：利用高浓度NaCIO2和NaOH溶液，对烟气中的NO根和SO根进行氧化吸收，最终达到脱硫脱硝的目的。其优点是脱硫脱硝的效率高，无结垢，投资成本与维护费用低等。(3)臭氧氧化结合化学吸收脱硫脱硝法O3具有高氧化性，其氧化能力来自臭氧的自由基，在脱硫脱硝的技术应用中，利用臭氧的自由基把NO根氧化为高价态的氨氧化物，输送到在洗涤塔内，把氮氧化物与二氧化硫转化为溶于水的物质，达到脱除的目的。结合尾部湿法洗涤装置，可以同时对SO根和NO根进行脱除，脱硫效率几近100%，脱硝率可达到85%以上。2.3 生物脱硫脱硝法生物脱硫脱硝法是利用自然界的嗜硫菌、嗜硝菌对硫离子、硝离子的吞噬性，通过生物降解方式，达到脱硫脱硝的目的。嗜硫菌、嗜硝菌本身就喜欢生活在高温高湿的环境中，上世纪80年代，我国科技人员利用轻质陶粒生物滴滤塔，模拟出了生物脱硫脱硝的试验状态。经研究表明，该技术一旦使用，具有脱硫脱硝效率高、设备简单、投资及运行费用低、操作维护简单、无污染等优点，是很好的研究发展方向。2.4 活性炭再生法活性炭材料复杂的微孔结构构成了活性位，吸附在活性位上的氧形成了富氧官能团。活性炭在脱硫脱硝中的物理吸附是指活性炭微孔吸附;化学吸附是富氧官能团的化学反应结果。当没有水蒸汽和氧离子存在时，主要发生物理吸附，吸附量较小;当烟气中富含水蒸汽和氧离子时，主要发生化学吸附。其反应速度取决于活性炭中SO2的吸附量。当烟气中SO2的浓度比较高时，活性炭内进行的是SO2脱除反应，当烟气中SO2的浓度较低时，主要是NH根的催化还原法，NO根的脱除反应占主导地位。活性炭再生是指当活性炭在高温水蒸气状态中，活性炭中的C元素可以将H2SO4还原成SO2，从而可以增加活性炭中SO2的吸附量，继而提高反应速度。3、结论随着国家对环保要求的提高，脱硫脱硝技术成为治理大气污染的研究重点，开发出效果明显、经济实用的脱硫脱硝技术是科研工作者的努力方向。4