技術丨鍋爐脫硫脫硝及除塵系統的安裝應用探究

       電廠鍋爐作為燃燒原料的設備，其在生產運行期間會引起粉塵、氮氧化物及硫氧化物的污染，破壞了周圍的生態環境。考慮到可持續發展觀對環境保護的需要，用戶在使用鍋爐期間必須要控制好鍋爐的燃燒產物，采用先進的除塵脫硫脫銷技術降低鍋爐污染。只有引進高科技輔助設備操作運行，才能在保證生產質量的前提下創造理想的經濟效益。對于除塵脫硫脫銷綜合技術還有相當長的一段路要走。基于此，本文就電廠鍋爐脫硫脫銷除塵系統的安裝應用進行探究。

      環境保護是我國重要的一項基本國策，隨著各行業技術進步的加快以及我國環境保護法律、法規的不斷完善，人民越來越來注重環境保護。我國GDP的增長和重化工業的不斷發展，致使我國面臨的環境壓力與日俱增，如果環境治理不能達到有效實施，我國將像西方發達國家一樣走先污染后治理的工化業道路。火電廠作為我國主要的發電廠，應在環境保護方面起到模范帶頭作用，已響應國家對在環境保護的政策。

1 我國鍋爐脫硫除塵的市場現狀

      就行業而言，二氧化硫和粉塵的排放量具有非常明顯的行業特征。二氧化硫的排放上，火力發電業的二氧化硫排放量占據總行業的49%，水泥制造和化工業以8%和6%的份額緊隨其后;在粉塵的排放量上，水泥制造業的粉塵排放量，占全國重點工業粉塵排放量的64%;而在二氧化硫去除率中，火電廠占到10%。

      從鍋爐脫硫除塵技術的發展過程來看，我國火電廠煙氣脫硫技術始發于60年代，進入70年代，取得階段性成果，但因經濟、技術等因素所限，未能得到實際應用。近年來，隨著經濟的加速發展以及環境標準的日益嚴苛，火電廠煙氣脫硫技術取得了長足發展：出現多個煙氣脫硫工程公司，培養了一批骨干技術力量，帶動國內相關機電產品的生產和開發，初步形成新的產業鏈。

       隨著相關標準的細化及落地實施，工業鍋爐脫硫除塵技術發展迅速，在整個環保產業中處于逐步成長和成熟的階段，而我國逐步實行控制二氧化硫污染的減排政策，也為脫硫除塵技術和行業的發展提供了巨大市場。工業鍋爐、濕式脫硫除塵技術經過“八五”“九五”攻關項目，有力地推動了我國工業鍋爐煙氣脫硫技術的進一步發展。

2 常用鍋爐煙氣脫硫技術

2.1 干式吸附過濾技術

      干式吸附主要利用可循環再生固定吸附材料，能夠完成除去煙氣中SO2和煙塵的目的，經水洗后可循環使用。該裝置一般分為兩部分，預除塵器以及吸附塔。該種裝置能夠實現很高的脫硫除塵效率，經實驗研究證實其除塵效率達到95%，脫硫效率超過80%。且排出煙氣溫度低，不會造成環境的二次污染，副產品可回收利用。雖然性能好，但是要求吸附塔入口煙氣含塵須小于150mg/m3，不然會產生堵塞和吸附劑中毒問題。實際中的吸附劑要定期再生，過程繁瑣，且投資額較大。使用等離子體鍋爐進行排出煙氣的脫硫除塵，是近些年新發展的技術設備，在電子束照射到煙氣中含有的N2、O2及水蒸氣后，大部分能力會被其會吸收，生成大量具有極強反應活性的自由基，如OH、O、HO2等。這些生產的自由基結合煙氣中SO2變硫酸，再同氨中和合成硫酸銨。

2.2 濕式雙旋脫硫除塵技術

       該技術主要采用水膜、噴淋、水簾等法進行煙氣除塵脫硫。首先要提升排煙溫度，同時控制煙氣對引風機的化學腐蝕;其后再令煙氣引至除塵器頂部，經進口旋流板作用從上到下旋流經除塵器內筒。內筒頂部裝水噴淋頭，水流方向逆著煙氣方向。在水流噴淋時，煙氣中的SQ2被堿液吸收，受到離心作用，吸附了塵的水被甩向內壁形成水膜，出現水膜除塵效果。氣流在內筒下端會經水簾沖洗，氣流經旋流進板進入外筒脫水，再進入引風機作防腐處理，溫度升高后進入引風機。這種處理設備主要用于小型鍋爐。在處理中，因為煙氣帶水問題不能合理解決，所以除塵器底部及引風機葉片的積灰必須定期清理，一般為3個月左右。實驗證明，該設備的除塵效率在95%以上，使用脫硫劑的情況下脫硫效率可達70%。

2.3 干濕結合式鍋爐煙氣脫硫除塵技術

      使用該方法的主體設備為一立式塔，塔內綜合了干、濕兩種設備的處理形式，從下至上分別為旋風除塵段、吸收段、脫水段。煙氣被引入到下部的旋風除塵段會有較大顆粒的清除，之后進入吸收段即布滿吸收液的篩板，此時可以同吸收液有完全接觸，實現傳質吸收，脫除SO2和微細粉塵。經過前兩個部分的煙氣在脫水段內脫水除霧可以避免煙氣帶水，最后經設備出口排至煙囪。該設備的主要優點是液氣比小(0.3-0.5L/m3)，氣液接觸充分，塔內持液量大，除塵效率在95%以上，脫硫效率至70%。該方法適用于6t/h以下規格的小型燃煤鍋爐，但是整個設備的造價較高。

2.4 脫硝技術

      常用的脫硝技術主要有兩種：SNCR煙氣脫硝技術、SCR煙氣脫硝技術，同時當前還出現了聯合煙氣脫硝技術。SNCR煙氣脫硝技術、SCR煙氣脫硝技術的優點在于其能夠促使煤碳充分燃燒，并且使鍋爐內部的壓力提高。

2.4.1 SCR脫硝技術(選擇性催化還原法)

      煙氣脫硝技術是一種成熟的NOx控制處理方法.這種方法是指在有氧條件下且合適的溫度范圍內，用還原劑NH3在催化劑的作用下將NOx有選擇性地還原為氮氣和水，脫硝效率能夠達到60%至90%。

2.4.2 SNCR脫硝技術(非選擇性催化還原法)

      指在沒有催化劑參與的情況下，用氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)等還原劑將煙氣中的NOX還原為N2和水。爐膛是該技術的主要反應器，爐膛溫度要保持在900-1100℃，脫硝效率受鍋爐設計、鍋爐負荷等因素的影響較大，脫硝效率較低，在30%～60%之間，因此多用于低NOx燃燒器的輔助工程。而且作為還原劑的尿素又會產生一定的N2O，會對臭氧造成一定的破壞。

2.4.3 SNCR/SCR聯合煙氣脫硝技術

       鑒于以上兩種脫硝技術各有優缺點，因此可以將以上兩種脫硝技術聯合使用，其脫硝效率能夠達到60%-80%。但是在該工藝中，必須對SCR脫硝效率進行控制，不得超過30%。這種技術具有比較復雜的運行系統，實際應用較少。

       脫硝技術的主要發展方向就是積極開發，聯合使用爐后SCR煙氣脫硝技術和低NOx燃燒技術，同時積極研發低溫催化劑。

3 火電廠鍋爐脫硫脫硝與煙氣除塵的一體化技術

       將脫硫脫硝技術和煙氣除塵技術結合起來，是火電廠鍋爐生產的一個重要的發展方向，這也對火電廠的可持續發展起到了重要的作用。當前火電廠對脫硫脫硝技術和煙氣除塵技術的運用仍然存在一定的問題。要使用脫硫脫硝和煙氣除塵技術必然要投入較多的成本，這也會影響火電廠的運營成本，給火電廠帶來一定的壓力。而且脫硫脫硝和煙氣除塵設備，所需的場地較大，用電量較大。這些都嚴重影響了火電廠的生產運營，不能滿足火電廠的生產和發展需要。

       鑒于此，火電廠應該將煤碳燃燒技術和和煙氣脫硝技術聯合使用，節約設備投入。而且鍋爐低負荷的溫度如果達到了催化，那么催化劑就會發生一定的溫度反應，可以在該溫度區域內加裝脫硫裝置，達到脫硫的目的。

結束語：

       火電廠生產的過程中必然需要煤碳燃燒，但是煤碳燃燒發電又會帶來一定的環境污染，這就需要火電廠采取各種有效的脫硫脫硝、煙氣除塵技術，減少各種有害氣體的排放。我國社會對于大氣污染排放的重視程度越來越高，也制定了更為嚴格的大氣污染排放標準。為了得到持續、穩定的發展，火電廠必須積極研發脫硫脫硝和煙氣除塵的聯合新技術。

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