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烟气脱硫脱硝技术的现状及发展分析

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科技资讯2016 NO.16SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术

69 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION随着工业化进程的不断深入,多数国家和地区的环境污染也

日益严重。特别是大气污染,由于大气污染是一种全球性的问题,

所以需要引起世界范围内的共同关注。目前,对大气污染最为严

重的是各种工业企业在燃料的使用过程中所产生的废气,这些废

气通常包含大量的硫化物和氮氧化物成分,会对大气造成极其严

重的危害,更是酸雨和光化学烟雾形成的直接推手。因此环保等

部门需要对此类废气的排放高度重视,并通过一系列手段规范处

理相应的废气,才能减少废气对大气环境的负面影响。

1 近年来我国的空气污染物排放现状分析

最近几年,北京空气污染爆表的新闻频繁见诸报端。这在一定

程度上反映了我国空气污染的现状。其实不只是北京,在华北多

地都出现了严重的雾霾天气,甚至对当地的居民生活都造成了诸

多不利影响,患有呼吸系统疾病的人员也在雾霾天里大大增加。

根据北京环保进程中心的雾霾观察数据指出,PM2.5中所占成

分最高的为硝酸盐和二次硫酸颗粒,占到整个雾霾污染物的42%以

上。这两种大气颗粒物一般由大气中的SO2、NH3和氮氧化物反应

生成,而这些物质的最主要来源,就是来自于工业活动中的燃煤、

燃油。特别是我国,由于煤炭储量大,价格便宜,所以许多发电厂和

工业企业的能源以煤炭为主,这大大加剧了我国的大气污染状况。

煤烟型污染是我国硫化物、氮氧化物以及颗粒物产生的首要

大气污染源。而且,90%的SO2和67%的氮氧化物的排放都是来自

于我国的燃煤。据不完全统计,我国的火电装机容量已经达到

86200×104 kW,发电装机容量占到了全国的69%以上。全国工

业锅炉中,燃煤锅炉的占比达到了惊人的85%。这些对大气污染问

题造成了直接的影响。

2 大气污染物的控制技术现状分析

大气污染的现状已经如此严峻,对大气污染物的控制已是刻不容缓。为此,我国在十二五规划期间提出了一系列有关环境保

护的正常措施,如《节能减排“十二五” 规划》《国家环境保护“十

二五” 规划 》等。其中对多个燃料消耗行业进行了大气污染物的

排放标准制定工作,对相关企业的脱硫脱硝措施提出了相应的要

求。下面介绍我国大气污染物控制技术的发展现状。

2.1 烟气脱硫技术的现状

当前我国燃煤烟气脱硫技术,主要是以石灰石－石膏湿法、氧

化镁法、氨法、半干法、双碱法、海水脱硫等技术为主。其以石灰石－

石膏湿法,氨法、半干法、双碱法这几种在工业锅炉脱硫工艺中应

用较多。其中因受地域限制的影响,海水脱硫是所有方法中应用

最少的。下面具体介绍各种脱硫技术。

2.1.1 石灰石－石膏湿法脱硫技术

这种脱硫工艺主要应用碳酸钙(CaCO3)或氢氧化钙Ca(OH)2粉末的料浆来进行脱硫工作,其能有效去除空气中的二氧化硫

(SO2)。运用石灰石－石膏湿法进行脱硫工作,不仅效率高,稳定性

好,所需的成本也相对较低。因此,这种方法也是所有脱硫方法中

应用最广泛的方法之一。在此种方法中,烟气与碱性的吸收剂浆

液在喷淋塔发生反应,烟气中的二氧化硫(SO2)溶于水中,并与浆

液中的碳酸钙(CaCO3)或氢氧化钙Ca(OH)2中和生成了亚硫酸

钙,强制氧化反应使其成为了脱硫副产品石膏。目前石灰石－石

膏湿法脱硫技术的脱硫效率可达95%～99%,对降低大气污染具

有举足轻重的作用。

不过此技术中的副产品石膏却是急需解决的问题。就算是按

照燃煤的1%来计算含硫率,从2013年燃煤发电产生的烟气分析,

电力行业每年需要消耗1200×104t的石灰石。且会生成大量的

CaSO4·2H2O和CO2气体。

2.1.2 氨法脱硫技术氨法脱硫技术,这是一种湿法脱硫技术。该技术主要采用氨水

作为吸收剂,将氨水与烟气中的二氧化硫进行反应,达到脱硫效

①作者简介:张洋(1986,3—),男,汉,黑龙江大庆人,本科,助理工程师,研究方向:热能与动力工程。DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.16.069

烟气脱硫脱硝技术的现状及发展分析①

张洋(江苏省徐州市贾汪区江苏阚山发电有限公司 江苏徐州 221100)

摘 要:世界环境形势日益严峻,各国都在积极开发新能源,为的就是避免对环境造成的过度污染。煤炭是当前大气污染的主要源头之一,煤炭在燃烧的同时,往往会产生大量的硫化物和含硝物质,对环境会造成重大污染。因此,为保护环境,在煤炭的燃烧过程中做好烟气的脱硫脱硝就成为了重要的一步。该文就从当前的脱硫脱硝技术进行分析,进一步探讨当前脱硫脱硝技术的现状和未来发展趋势。关键词:烟气 脱硫脱硝 现状 发展趋势中图分类号:X773 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)06(a)-0069-03

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70科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION果。这种技术的最大优点就是脱硫效率高,据测算,这种方法的脱

硫率可高达95%～99%,同时,这种脱硫技术能耗较低,脱硫反应

速率也很快,其吸收剂的利用率也相对较高。更重要的是,此种脱

硫技术的副产品可用作农业肥料。

氨法脱硫技术是较为适宜中国具体情况的一种脱硫技术,不

过其对空气的净化却不很彻底,在其净化SO2气体的同时,可能会

产生相应的NH3气体,进而造成大气的另一种污染。另一方面,由

于氨法脱硫技术的副产品硫酸铵的销售受到农业市场和气候季

节的原因而波动,因此也会相应地引起氨法脱硫法运行成本的大

幅波动。

2.1.3 其他脱硫技术探讨

除了上述两种主要脱硫方法外,还有一些不常用到的脱硫方

法。如半干法脱硫技术,其主要以钙基脱硫剂为脱硫剂与烟气在

密闭的环境中进行反应,这种方法的脱硫效率较低,一般很难达

到95%的脱硫率。而在我国对烟气排放标准不断提高的现状,这种

方法已经很难符合排放标准了,因此其使用也被局限在很小的范

围内。另一种不常用的脱硫方法就是海水脱硫技术了,这种脱硫

技术需要大量用到海水资源,所以只有在靠近海边的地区才能实

现,地域性非常强,所以应用范围也相对狭窄。

2.2 烟气脱硝技术的现状分析

氮氧化物是目前造成酸雨问题的主要因素之一,其也对光化

学烟雾的形成提供了前提,是目前大气污染的重点控制排放物之

一。脱硝技术可以在燃料燃烧之前、之中和之后进行。当前,燃烧前

的脱硝方法主要包括洗选和加入氢脱硝。燃烧中的脱硝方法主要

采用低氮燃烧技术实现。而燃烧后的推销技术,主要有SNCＲ(选

择性非催化还原)脱硝、SCＲ(选择性催化还原)脱硝、电子束脱硝

和活性炭吸附这几种。在所有的脱硝技术中,燃烧前的脱硝一般需

要对燃料进行处理,这直接导致了脱硝成本的居高不下,因此这种

方法较不常用。下面主要介绍然燃烧中和燃烧后的脱硝技术。

2.2.1 低氮燃烧技术分析

燃烧中的脱硝技术以低氮燃烧技术为主,其主要通过改变燃

烧的相关条件来达到降低氮氧化物排放的目的。低氮燃烧技术主

要分为以下5类:空气分级燃烧技术、低NOx燃烧器技术、烟气再循

环技术、燃料分级燃烧技术和循环流化床锅炉燃烧技术。上面所

述的几种低氮燃烧技术,都是通过改变燃料的燃烧条件及方式 实

现的脱硝目的。它们在使用过程中会改变空气混合方式,降低空

气比,从而达到控制燃烧温度、抑制氮氧化物生成的效果。

不过就效果来说,当前的低氮燃烧技术效果并不十分明显,目

前的脱硝率在25%～40%之间。而且通过控制空气比例的方式,容

易造成燃料的不完全燃烧,不仅降低了锅炉的燃烧效率,也容易

造成炉壁的腐蚀和结渣状况。

2.2.2 选择性非催化还原脱硝技术

选择性非催化还原脱硝技术,以SNCＲ脱硝技术为主。其最早

发明于美国,后被日本大量投入工业应用之中。SNCＲ脱硝技术要求在800℃～1000℃的高温中,将氨类化合物或者还原剂尿素

与烟气中的氮氧化物进行反应,可以生成N2。这样将其中的氮元

素分离出来,就能相应地减少氮氧化物气体的排放。这种技术能

在高温的环境中促使反应迅速活化,可以避免使用催化剂。

SNCＲ脱硝技术的优点是系统简单、阻力隐私小、系统占地

少、且所需投资较低。不过其缺点也很明显,那就是脱硝效率很

低,只能达到20%～40%左右。要想提高脱硝效率也面临着氨逃逸

率大幅提高的窘境,这会造成大气的重复污染。

2.2.3 选择性催化还原脱硝技术

选择性催化还原脱硝技术以SCＲ脱硝技术为代表,其是应用

催化剂,让烟气中的氮氧化物有选择性的与氨发生反应,生成N 2和水。SCＲ脱硝技术一般安装在锅炉尾部的反应器中,与300℃～

400℃的烟气繁盛反应。据测算,SCＲ脱硝技术的脱销率一般可

达90%甚至更高,所以这种脱硫方式被我国广泛地应用于火力发

电行业。SCＲ脱硝技术的缺点是装置占地面积大,投资费用高,维

护成本大,其催化剂需要进行更换作业等。

3 脱硫脱硝技术的发展趋势探讨

现在我国对很多电厂实行了超净排放改造措施,鼓励采用综

合化的流程处理。对多种脱硫脱硝技术进行综合利用,以减少相

关大气污染物的排放。这样的措施虽然能大大降低烟气中的相关

污染物排放,但是其投资规模和占地较大,且容易造成副产物的

二次污染等问题。要解决上述问题,就要相应地发展成套一体化

控制技术。当前国外已经研发成功了很多相关工艺,如联合脱硫

脱硝的NOXSOX工艺、SNOX(WSA－SNOX)工艺、SNRB(SOX－

NOX－ROX－BOX)工艺等。

我国环境科研院也开发了相关技术,即烟气多污染物协同一

体化资源化控制技术(RECO),其能将烟气中的二氧化硫及三氧

化硫制备成硫酸制品。并将氮氧化物气体进过催化、氧化和氨吸

收等工艺制备成农业硝酸铵钙或硝酸产品,且该技术还能在催化

及氧化的工作中,完成对汞的脱除。采用这种技术,不仅脱硫脱硝

的效率交高,其副产品也符合相关的工业产品标准,可以实现商

业化的销售,避免副产品的二次污染。

RECO的应用前景十分广泛,其不仅对污染物的转化效率高,

且投资运行的成本相对较低。特别是从我国的国情出发,符合我

国的建设情况。目前我国的硫资源严重短缺,每年我国会对外大

量进口硫磺矿产,并将之用于硫酸的生产。RECO技术不仅能降低

SO2对大气的污染,还能在一定程度上缓解这一问题。另一方面,

我国的粮食安全战略要求我们保持农业的自给自足,这就对我国

的农业发展提出了一定的要求。而众所周知,农业的发展离不开

氮肥在内的各种农业物资。我国是氮肥消费大国,也是合成氨和

硝酸生产大国。因此RECO技术的应用,能改善我国的农业肥料产

业环境,促进落后产能的淘汰,对相关产业的良性发展有了很大(下转72页).com.cn. All Rights Reserved.

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火电厂烟气脱硫脱硝技术应用分析

火电厂烟气脱硫脱硝技术应用分析

火电厂烟气脱硫脱硝技术应用分析

关键词：烟气脱硫 脱硝技术 火电厂

随着环境污染渐渐成为全球性的生态问题时，我国也开始加大了对环境治理课题的关注和研究，火力发电是我国目前使用最为广泛的发电形式，而煤矿燃烧产生的污染也是非常严重的，天然的煤矿中会含有一定的硫和硝，燃烧过程会将固体的硫和硝形成烟气飞散在大气中，形成对大气有破坏性质的污染。因此文章将会对我国火电厂 烟气脱硫 脱硝技术 的情况进行分析，为我国环境友好政策的稳定发展奠定良好的基础。

能源可分为一次性能源和二次能源，其中火电厂燃烧过程中使用的煤炭就在一次能源中占有很大的比重，而且煤炭在燃烧过程中所产生的的二氧化硫以及其他氮氧化合物都会对环境造成很大负担，因此开展火电厂烟气脱硫脱硝技术的研究可以为控制我国大气的污染程度做出很大的贡献。

一、火电厂烟气脱硫脱硝技术的发展情况

我国目前大部分火电厂使用的烟气脱硫脱硝技术都是从国外引进来的成熟技术，有先后二十多个环保相关的部门和企业都引进了发达国家的烟气脱硝脱硫技术，而且还有一部分经济能力较强的企业已经开始逐步走向了自主技术研发和创新的改革之路，并且在烟气脱硫脱硝技术的研发上取得了很好的成绩和硕果。

据调查发现，我国目前已经有了百分之五十以上的火电企业的设备安装上了具有烟气脱硫脱硝效果的装置，其中使用的主要技术就是石灰石-石膏法的烟气处理技术。其他相关形式的烟气脱硫脱硝技术还有海水脱硫法、烟气循环流化床法等等，但是不论是从规模上还是从数量上都比较缺乏，由于材料和环境的限制，很多省份和地区的火电厂根本无法用上该类型的烟气脱硫脱硝技术。因此火电厂企业在选择烟气处理技术的时候一定需要根据因地制宜的原则，为环境污染的降低奠定良好的技术基础。

脱硫脱硝技术的研发是一个规模很大而且内容很复杂的项目，其配套设备的种类也比较多，目前除了大型设备中使用的除雾器、烟气挡板以及喷嘴等泵系统之外的设备都可以在国内生产，而中间的产业链化的生产关系也促进了我国在电机和相关产品的开发和腌制，国内新兴的环保产业链正在慢慢建立和发展。

烟气脱硫脱硝技术研究及节能环保

烟气脱硫脱硝技术研究及节能环保

烟气脱硫脱硝技术研究及节能环保

相对于非化石能源发电，传统的燃煤火力发电凭借着优异的调峰性能、低廉的成本和成熟的技术等优势，占有70%的市场份额，但同时煤炭燃烧后产生的大量二氧化硫以及氮氧化物也造成了严重的大气污染。近年来随着国家对大气污染防治力度增大，创新和加强烟气脱硫脱硝技术和节能环保技术也显得更为重要。本文主要针对火力发电厂烟气脱硫脱硝技术的应用与节能环保进行简要的概述。

标签：火力发电厂;脱硫;脱硝;节能环保

引言

煤炭在燃烧过程中会释放大量的二氧化硫、氮氧化物，这将会对大气造成一定程度的污染，比如酸雨、光化学污染，对人类的生活环境造成影响，威胁人们的健康。虽然火力发电厂所排放的二氧化硫和氮氧化物的浓度并不高，但是其排放总量很大。因此，开发并提升脱硫脱硝技术，并且对其进行合理应用，可以有效的降低大气污染，提高能源利用率。

1 烟气脱硫技术现状

1.1 石灰石-石膏法烟气脱硫技术

石灰石-石膏法烟气脱硫技术是将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂进入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，脱硫效率可大于95%。此技术在调试运行过程中也出现了许多问题，如设备堵塞闭塞、结垢、腐蚀和石膏脱水率低等。

1.2 活性炭脫硫脱硝技术

活性炭脱硫脱硝技术是利用活性炭的表面积大和丰富的孔结构等特点，以及其具有良好的负载性能和还原性能，SO2在活性炭表面被氧化吸收形成硫酸。吸收塔加入氨后同时副产物NH4HSO4和（NH4）2SO4，与硫酸一起积存于活性炭表面的微孔中，利用体外加热再生或体外洗涤再生的方法将活性炭重复利用。加热再生的方法是将活性炭从吸收塔转移至解析塔，利用400℃的高温空气加热活性炭，其微孔中的硫酸与炭反应生成富含SO2的气体，可利用此气体生产液态SO2或生产硫酸或生产单质硫。洗涤再生的方法是将活性炭从吸收塔转移至洗涤塔，利用水洗的方式将活性炭表面的反应产物洗涤出来。

烟气脱硫脱硝技术简介

烟气脱硫脱硝技术简介

烟气脱硫脱硝技术简介

:烟气脱硫脱硝技术是应用于多氮氧化物、硫氧化物生成化工工业的一项锅炉烟气净化技术。氮氧化物、硫氧化物是空气污染的主要来源之一。故应用此项技术对环境空气净化益处颇多。目前已知的烟气脱硫脱硝技术有PAFP、ACFP、软锰矿法、电子束氨法、脉冲电晕法、石膏湿法、催化氧化法、微生物降解法等技术。

一、磷铵肥法(PAFP)烟气脱硫技术

磷铵肥法(Phosphate Ammoniate Fertilizer Process，简称PAFP)，是我校和四川省环科院、西安热工所、大连物化所等单位共同研究开发的烟气脱硫新工艺(国家“七五”(214)项目新技术083号)。其脱硫率≥95%，脱硫副产品为氮硫复合肥料。此技术的特点是将烟气中的SO2脱除并针对我国硫资源短缺的现状， 回收SO2取代硫酸生产肥料，在解决污染的同时，又综合利用硫资源，是一项化害为利的烟气脱硫新方法。 而且该技术已于1991年通过国家环保局组织的正式鉴定，获国家“七五”攻关重大成果奖，四川省科技进步二等奖等多项奖励。

二、烟气脱硫脱硝技术活性炭纤维法(ACFP)烟气脱硫技术

活性炭纤维法(Activated Carbon FiberProcess，简称ACFP)烟气脱硫技术是采用新材料脱硫活性炭纤维催化剂(DSACF)脱除烟气中SO2并回收利用硫资源生产硫酸或硫酸盐的 一项新型脱硫技术。

该技术脱硫率可达95%以上，单位脱硫剂处理能力会高于活性炭脱硫一个数量级以上(一般GAC处理能力为102Nm3/h.t， 而ACF可达104Nm3/h.t)。由于工艺过程简单，设备少，操作简单。投资和运行成本低，且能在消除SO2污染同时回收利用硫资源,因而可在电厂锅炉烟气、有色冶炼烟气、钢铁厂烧结烟气及各种大中型工业锅炉的烟气SO2污染控制中采用,改善目前烟气脱硫技术装置“勉强上得起，但运行不起”的状况。该烟气脱硫技术按10万KW机组锅炉机组烟气计，装置投资费用3500万，年产硫酸3万～4万吨。仅用于全国高硫煤电厂脱硫每年约可减少SO2排放240万吨，副产硫酸360万吨，产值可达数十亿元。该技术已获国家发明专利，并已列入国家高新技术产业化项目指南。

燃煤电厂锅炉烟气脱硝技术应用发展

燃煤电厂锅炉烟气脱硝技术应用发展

燃煤电厂锅炉烟气脱硝技术应用发展

摘要：近年来，我国风能和太阳能装机容量快速增加，燃煤电站需要承担更多的调峰调频任务。因此燃煤电站将长期处于低负荷运行状态，这必然会影响机组脱硝系统的安全高效运行。烟气脱硝技术具有技术成熟、脱硝效率高等优点，是当前燃煤电站广泛采用的烟气脱硝技术,该脱硝技术的最佳活性温度窗口在300～400℃范围内。当燃煤机组处于低负荷运行状态时，SCR脱硝系统入口烟气温度较低，势必会造成脱硝效率的降低。因此，国内外研究工作者提出了多种脱硝宽负荷运行方案，以提高燃煤机组在低负荷时的脱硝效率。

关键词：燃煤电厂；锅炉烟气；脱硝技术

2021年，我国的燃煤发电量约占我国总发电量的54.56%。为降低电厂排放物中的氮氧化物含量，燃煤电厂主要使用的脱硝技术有很多中。很多技术都具有脱硝效率高、运行可靠、技术成熟等优点，但在实际运行过程中也存在脱硝效率低、烟道积灰严重和催化剂层磨损严重等问题。在脱硝系统中，流场是否均匀将对喷氨效果、系统的脱硝效率和积灰问题起着决定性作用。理想的流场不但可以提高脱硝效率，还可以延长催化剂的使用寿命。

1火电厂烟气脱硝的现状分析

以前，火电厂所用的脱硝技术都要借助在分硝和分硫的方式下展开的，更加关注的是某一个位置烟气排放的治理工作，但是这种传统的脱硝技术并不适合大范围的应用，而且应用流程非常的复杂和繁琐。因此，为了火电厂更好的工作和发展，需要结合火电厂的具体情况，加强对脱硝技术应用的研究，以此来实现节能环保的目标，更好地保护大气环境，推动我国社会经济的可持续发展。目前火电厂应用范围最广泛的脱硝技术主要有以下几种，即湿法技术、半干法烟气技术、干法烟气技术、膜吸收法以及微生物法等等，同时，还包括还包含加氢脱硝、低温煅烧和氧气再循环等技术方法。 火电厂烟气脱硝是一个非常复杂、庞大的系统工程，其广泛应用给我国电力企业的发展带来了很大的挑战和发展机遇。因为此项工程非常庞大和复杂，所以应用到的机械设备也是非常多的，除了特定设备需要从国外引进以外，大部分的机械设备都是国内企业完成的，而在这种情况下，也会在一定程度上带动我国相关产业的发展，有效促进了我国社会经济水平的提高。