关于火力发电厂脱硫脱硝技术应用分析

摘要：随着我国经济高速发展，环境保护的理念日益被人民群众所关注。在此背景下，火电厂的生态地位变得格外敏感，由于火力发电过程中会生成部分污染物，会对环境造成较大的影响，对人们的生活环境造成影响。因此，为了避免火力发电厂生产过程中对环境造成破坏，制约经济发展，要加强对火力发电厂脱硫脱硝技术的应用，减少排污量，推进生态和经济共同发展，减少对大气、环境的影响，保证火电厂可持续发展。

关键词：火力发电厂；脱硫脱硝技术；应用分析

引言：火力发电是当下发电领域常见的发电方式，然而火力发电的关键材料是煤炭资源，在煤炭燃烧的过程中，煤炭中的硫、硝等元素会在燃烧时释放出大量的大气污染物，主要包含SO2、NOX、CO2等，其不仅会对环境造成破坏，使大气污染加剧，还会影响人们的生活方式和身体健康。在此背景下，火电厂应如何利用脱硫脱硝技术降低生产过程中的污染物进行管理和控制成为亟需思考的问题。

1脱硫脱硝技术概述

火力发电过程中，煤炭中的硫和氮元素会与氧气反应，生成SO₂和NOₓ。不仅会对空气质量产生影响，还会引发自然灾害。因此，火力发电厂普遍采用脱硫脱硝技术。通过烟气脱硫和烟气脱硝技术，去除烟气中的污染物。脱硫技术主要通过化学反应将二氧化硫转化为无害物，最常见的是石灰石——石膏湿法脱硫。该技术利用石灰石中的钙基物质与烟气中的二氧化硫反应生成石膏，去除二氧化硫。脱硝技术则主要通过选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等方法，减少氮氧化物的排放。SCR技术通过将氨气（NH₃）与氮氧化物反应，在催化剂的作用下将氮氧化物还原为氮气和水蒸气。SNCR则是在高温条件下直接向烟气中喷射还原剂，去除氮氧化物。其能够有效降低SO₂和NOₓ的排放水平，进而实现环保要求，为火电厂的可持续发展提供技术保障。

2脱硫脱硝设备概述

脱硫脱硝设备根据不同的技术，设备的类型和工作原理也有所不同。常见的脱硫脱硝设备主要包括石灰石-石膏湿法脱硫装置、活性炭纤维脱硫装置、干法脱硝装置和湿法脱硝装置。石灰石——石膏湿法脱硫核心设备为湿法脱硫塔。湿法脱硫装置的工作原理是将石灰石粉末与水混合，形成石灰浆液。烟气在脱硫塔内与石灰浆液接触后，SO2与钙基物质反应生成石膏，并通过液气分离装置将反应后的石膏水溶液排出。湿法脱硫设备需要定期更换和处理脱硫塔内的浆液，以保证脱硫效率。活性炭纤维脱硫装置则由吸附塔、进气系统、排气系统和再生装置组成。烟气通过吸附塔时，SO2被吸附到活性炭纤维表面，达到去除的效果。干法脱硝装置通常由喷射装置、反应区、过滤装置等组成。喷射装置将氨气或尿素均匀喷射到烟气中，烟气在反应区与NOX反应生成N2和水蒸气。湿法脱硝装置主要由催化剂反应塔、还原剂喷射系统、催化剂层、烟气加热系统等组成。可广泛应用于不同规模的火电厂，然而其缺点是设备复杂，运行成本较高，且催化剂可能会受到烟气中灰尘、硫化物等的影响，需要定期清洁和更换。

3脱硫脱硝技术在火电厂的应用

3.1石灰石——石膏潮湿法

在火力发电厂中，石灰石——石膏潮湿法作为二氧化硫脱除的主流手段，具有显著的经济性与环境效益。能通过将石灰石破碎、研磨形成浆液，与烟气中的SO2反应，生成CaSO₃，进一步氧化为石膏（CaSO₄），最后通过设备进行分离、沉淀，达到脱硫目的。烟气进入脱硫塔后，与喷淋系统喷出的石灰石浆液接触。石灰石浆液的碱性成分与烟气中的SO2反应，生成CaSO₃。为提高反应效率和脱硫效果，通常还可加入空气进行氧化，使亚硫酸钙进一步转化为石膏（CaSO₄）。沉淀后，经过分离、脱水处理，最终形成的石膏可用于建筑材料的生产，具有较高的资源回收价值。然而，石灰石——石膏潮湿法也存在一定的缺点。一方面，该技术对水资源的消耗较大，尤其在干旱地区，水资源使用可能会受制。其次，湿法脱硫设备通常体积庞大，占地面积较大，需要大量的设备和管道进行配套，投资成本较高。运行过程中，还需要定期对设备进行维护和清洁，人工成本也较高。

3.2活性炭纤维脱硫法

活性炭纤维脱硫法是一种新型技术，近年来逐渐在火力发电厂中得到认可与应用。与传统的石灰石——石膏湿法脱硫相比，活性炭纤维脱硫法具有占地面积小、设备体积紧凑、能耗较低等优点，特别适用于一些对空间有限制或对环保要求较高的小型火力发电厂。活性炭纤维脱硫法的基本原理是将烟气通过充填有活性炭纤维的吸附塔，活性炭纤维的孔隙结构为二氧化硫的吸附提供了大量表面。烟气中的二氧化硫分子被活性炭纤维吸附后，形成化学吸附或物理吸附，最终实现二氧化硫的去除。与传统的活性炭脱硫技术不同，活性炭纤维通过将活性炭的表面面积最大幅度提升，使其表面积和吸附容量远超常规颗粒活性炭，因此能够在较短的接触时间内吸附更多的污染物。其优势为对二氧化硫的去除效率较高，能有效降低烟气中的二氧化硫浓度。由于活性炭纤维具有良好的再生性能，经过一定的再生过程后，吸附的二氧化硫可以被去除，活性炭纤维可以重复使用，为降低运行成本提供可能。

3.3干法脱硝技术

在火力发电厂脱硫脱硝技术的应用中，干法脱硝技术能通过向烟气中喷射氨气或尿素等还原剂实现氮氧化物的去除。干法脱硝不需要水作为介质，因此它的操作过程更加简便，并且在没有大量水资源的地区尤为适用。干法脱硝技术的关键原理是利用氨气或尿素与烟气中的氮氧化物反应，通过化学反应生成N₂和水蒸汽，从而降低氮氧化物的浓度。常见的干法脱硝技术包括SNCR和SCR技术。在SNCR技术中，氨气或尿素被直接喷入烟气中，烟气中的氮氧化物与氨气发生反应，生成氮气和水。该过程发生在高温区，一般控制在850℃到1100℃之间。氨与NOₓ的反应需要较高的温度才能充分发生，因此SNCR技术对温度条件的要求较高，而对于温度过低或变化较大的情况下，脱硝效率会有所下降。SCR技术则是通过引入催化剂来提高反应效率。氨气或尿素在催化剂的作用下，与氮氧化物反应生成氮气和水蒸气。SCR技术的工作温度一般控制在300℃到450℃之间，比SNCR的温度要求低，因此具有更高的脱硝效率。SCR装置由催化剂反应器、还原剂喷射系统和反应控制系统组成，通过催化剂的作用，氮氧化物的转化率可以达到90%以上，甚至更高。

3.4湿法脱销技术

湿法脱销技术可用于去除烟气中的NOₓ和SO₂等污染物，其通过液相化学反应和吸附作用，借助溶液中的化学还原剂和催化剂，将烟气中的氮氧化物转化为无害气体或化合物，并通过液相排放，避免烟气中有害气体对环境的污染。湿法脱硝技术的工作过程中，将含有还原剂的液体喷入烟气中，烟气中的NOₓ与还原剂反应，生成氮气和水蒸气。在湿法脱硝中，通常使用的还原剂有氨水、尿素水或氨基化合物。这些还原剂具有较强的还原性，在合适的温度和pH值条件下，能够与NOₓ发生还原反应，将其转化为无害的N₂。同时，湿法脱硝还可通过水来带走反应产物和污染物，因此还具有一定的清洁作用，可有效去除烟气中的其他有害物质。

结束语：综上所述，在火力发电厂实现可持续发展的过程中，要利用多种脱硫脱硝技术对生产过程进行优化，石灰石——石膏湿法脱硫技术凭借其成熟的应用和良好的经济效益，仍可作为主流选择；活性炭纤维脱硫法则具备节能、空间节省等优点，为小型火电厂提供另一种可能。干法脱硝技术，特别是SCR技术，凭借其高效、适用范围广泛，成为解决氮氧化物排放的重要手段；湿法脱硝技术则通过高效的化学反应去除NOₓ，具有显著的环境治理效益。

参考文献

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