摘 要: 造成大氣污染、酸雨的產生以及光化學煙霧的主要原因就是氮氧化物,而且在火電廠的燃煤過程中主要排放這些氮氧化物,所以當前我國火電廠在運行過程中首先要解決的一個重要問題就是對燃燒中的氮氧化物的排放量進行最大程度的降低.因此本文就是對火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化的發展趨勢進行了具體的研究.

關鍵詞: 脫硝技術與應用 脫硫脫硝 一體化發展趨勢

當前世界上廣泛應用的不可再生資源以及火電廠主要應用的焦點能源就是煤炭[1].我國煤炭的使用量是非常巨大的,因此許多的氮氧化合物以及硫氧化合物在煤炭燃燒過程中產生,從而對大氣造成污染,所以對火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化的發展趨勢進行研究是非常有必要的.

1 火電廠脫硝技術與應用

1. 1 脫硝技術的類型

爐內脫硝工藝和煙氣脫硝工藝是使氮氧化合物排放量減少的主要的方法.當前世界上氮氧化合物降低的普遍使用的方式就是煙氣脫硝法,未來脫硝技術的研究方式主要是選擇性催化還原技術.聯合脫硫脫硝法和同時脫硫脫硝法是煙氣脫硫脫硝一體化技術主要的兩個方面.氮氧化合物的脫氮可以在三個階段進行,即燃燒之前、燃燒中和燃燒之后.目前脫氮技術普遍使用在燃燒過程中和燃燒之后.

⑴低氮氧化合物的燃燒技術.將燃燒條件和方式進行改變,從而可以使產生的氮氧化合物以及氮元素向氮氧化合物的轉換率得以降低,是使氮氧化合物降低燃燒的主要方式.主要通過以下幾個方法對燃燒條件進行改變: 將空氣比減小、將空氣預熱進行縮小以及將燃燒室熱負荷進行降低等這些方式使產生的氮氧化合物可以減少[2].燃燒轉化的方式主要有以下幾個: 將氮氧化合物然器進行降低、煙氣循環法以及二段燃燒法將產生的氮氧化合物進行降低.

⑵煙氣脫硝法.濕法脫硝、干法脫硝、液體接收法以及氣相反應法等都是煙氣脫硝的主要方式,其中電子束照射法以及脈沖電暈等離子法是氣相反應的主要方法,自由基是利用高能電子形成的,從而將一氧化氮變成二氧化氮,然后有效利用二氧化氮與水和氨氣等經過化學反應形成的化肥.選擇性催化還原法以及選擇性非催化還原法等方式進行化學反應的條件就是催化或者半催化,其進行反應的原料主要是氨氣和碳等還原性化合物以及氮氧化合物,將氮氧化合物還原成無害的氮氣是這一化學反應的主要目的.

1. 2 國內外應用的脫硝技術

選擇性催化還原法是當前世界上相對成熟而且具有較高效率的脫硝方法,國外一些發達國家以及歐洲的一些大型水電廠對排放的氮氧化合物的控制,就是利用這項技術進行的,這項技術的缺點主要是具有較高的成本以及在短時間內難以應用催化劑活性.

⑴國外應用的脫硝技術.在國際上占據首位的就是美國電廠的裝機總量,雖然當前不斷增加燃氣輪機發電和天然氣鍋爐的數量,但是主要對熱能進行提供的還是燃煤發電機,這也是無法將氮氧化合物排放總量進行降低的主要原因.美國主要是結合低公害燃燒器和低公害型燃燒的方式進行使用,同時還對三段燃燒的技術方法進行使用,從而對氮氧化合物的排放總量進行控制.德國主要是對多種產生氮氧化合物進行降低的燃燒器進行研制,煙氣中氮氧化合物含量低于排放標準的目標基本上所有的脫氮方法都可以實現[3].其主要是對二級脫氮,如選擇性催化還原脫氮和非催化還原等脫氮方法進行使用,一般情況作為還原試劑的就是氨氣.在德國選擇性非催化還原的實例就是大部分的小功率發電機.

⑵我國應用的脫硝技術.當前我國在實現煙氣脫硝的技術方法過程中存在著一定的難度,造成這種現象的主要原因是技術所需要的相關設備具有非常昂貴的價格,因此只有很少的國家對煙氣脫硝的設備進行了普遍的安裝.我國與發達國家之間的經濟實力還存在著一定的差距,有許多的先天不足存在于脫硝技術的過程中[4].但是,由于脫硝產業的發展前景比較廣闊,因此有些環保企業和科研單位已經對先進的脫硝方法進行研究.選擇性催化還原法是當前我國主要使用的脫硝方式.

2 脫硫脫硝一體化的發展趨勢

二氧化硫和氮氧化物的排放量是通過鍋爐燃燒燃料的過程中同時對其進行控制的,如果兩套設備進行同時安裝,不僅會使占地面積增加,同時還大大增加了火電廠的投資成本,對其經濟效益造成一定的影響.但是對脫硫脫硝一體化技術進行使用不但可以使空間的利用率大大增加,同時還可以將投資方的投資成本進行降低,將脫硫脫硝的工作效率大大提高,從而使其經濟收益也大大增加.其中聯合脫硫脫硝技術方法和同時脫硫脫硝技術方法是主要的脫硫脫硫一體化技術的內容.

2. 1 聯合脫硫脫硝工藝方法和利用

充分融合脫硫和脫硝兩種工藝的技術手段就是聯合脫硫脫硝的工藝方式.根據相關數據可知,60 多種是聯合脫硫脫硝技術方法的數量: ①SNOX 技術方法.商業化設備是這項技術主要應用的設備,設備在工作期間不會被化學反應原理所影響,因此所有型號的鍋爐都可以使用這項技術[5].由于較高的脫硫率和脫硝率是 SNOX 技術所具備的,因此氨氣是其主要的化學試劑,在整個工藝過程中具有較低的維修護理費,可信性非常高,但是其具有較高的成本和耗能,濃硫酸的運輸也存在一定難度,因此只有較高排放標準的條件適合這項技術; ②煙氣脫硫脫硝一體化的工藝.利用氨氣和相應的化學反應將氮氧化合物轉化成氮氣和水,煙氣轉化成石膏的過程主要是利用脫硫和石灰的化學反應完成的,可以二次使用分離處理提取的粉煤灰,這種方法具有較高的效率,在很大程度上對二次污染的問題進行了很好的解決; ③活性炭脫硫脫硝的一體化工藝.活性炭脫硫脫硝一體化工藝與吸附塔的活性炭液化床吸附具有相似的原理,而且由于可以循環利用活性炭,因此其具有很高的工作效率和廣闊的發展前景.

2. 2 同時脫硫脫硝工藝方法和利用

在一個實際的過程中將兩步的反應共同完成這就是同時脫硫脫硝的工藝方法,其大大提高了工作效率,干法和濕法同時脫硫脫硝工藝是其主要的兩種方式.

⑴干法同時脫硫脫硝工藝: ①電子束照射法.噴霧干燥是當前我國廣泛推廣的方法之一,這種方法不但可以同時使脫硫脫硝工作完成,而且可以為高效率的工作提供保障,使污染環境的化學產物不會產生,同時可以使二次利用的化肥產品得以形成,還具有非常簡單的操作; ②活性炭脫硫脫氮法,主要由日本研發出這種方法,其主要是回收利用硫元素以及進行吸收.這種方法在相同的工作環境中,其轉化率會非常高; ③脈沖電暈法,這種方法也屬于離子法,其對活化電子的釋放主要是通過高壓脈沖電源進行的,從而對煙氣氣體分子的相關化學反應進行阻止,其與電子束照射法基本上具有相同的脫硫脫硝的效率,因此當前最需要解決的就是兩者的耗能問題.

⑵濕法同時脫硫脫硝工藝: ①氯酸氧化的方法.吸附塔和堿性吸附塔兩方面是這種方法主要包括的內容.如果脫氮工作的轉化率高于95% ,其在工作過程中還可以吸附氣體中的有毒元素,當前還在不斷研究和優化這種技術方法; ②濕法配合吸收方法.通過對濕法洗滌體系的聯合脫硫方法進行使用,可以對超過 60%的氮氧化合物和超過 90%的二氧化硫進行清除.當前也在不斷的研究和優化這種方法,相關研究的瓶頸問題就是相關化合物的損失和再生.

3 結論

由此可見,在火電廠的運行過程中只有對脫硝技術和脫硝脫硫一體化技術的應用力度不斷強化,才能使氮氧化合物的排放量不斷降低.但是其具有一定的使用條件,這就對脫硝技術和脫硝脫硫一體化技術的應用造成了一定的影響,因此一定要對最適合的脫硫脫硝工藝進行選擇,從而可以使火電廠中產生的氮氧化合物不斷減少.

參考文獻

[1]郭俊. 火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J].建筑知識,2016( 01) : 1.

[2]王海峰. 火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J]. 科技資訊,2015( 03) : 37 -38.

[3]黃映群. 火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J]. 今日科苑,2015( 04) : 99.

[4]楊壘. 火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J].科技風,2014( 09) .

[5]韓秀娟,張偉,杜婷婷. 火電廠脫硫技術探討及脫硫脫硝一體化發展趨勢[J]. 中國新技術新產品,2017( 11) : 28.