摘要：煤炭是我国的重要能源之一。在我国现有能源结构中，煤炭占比可达一半以上，远远超过欧美等发达国家煤炭消耗的比例。近年来，我国经济飞速发展，对于电力的消耗也日益增大。随着我国火电装机容量的不断加大，环境污染物随之增加，其原因在于火电厂发电主要是消耗煤炭，煤炭在燃烧过程中，产生众多污染物，如二氧化硫、氮氧化物以及一些重金属等污染物质，对环境造成严重危害。其中，火电厂排放的二氧化硫是酸雨的主要形成来源。而氮氧化物对人体具有毒性，也是酸雨和光化学烟雾的主要来源。因此，实现对电厂烟气二氧化硫、氮氧化物的有效控制，是治理大气污染的关键。
关键词：电厂脱硫脱硝；一体化技术；应用
火电厂释放的烟气中含有大量的二氧化硫以及氮氧化物，两种物质都能够对生态环境以及水文地质造成严重的破坏作用，且近年来影响不断加大，因此亟须加大烟气治理技术的研究，以实现保护环境的目的。在世界生态环境保护人员的大力宣传与号召下，人们也逐渐认识到氮氧化物以及二氧化硫对生态环境的逐渐蚕食，净化烟气中有害物质的排放已经成为众多国家的共识。我国在这个过程中也开发出了脱硫脱硝装置，但是由于其工作方式较为单一，不能带来良好的脱硫脱硝效果，因此有关人员对脱硫脱硝进行了进一步开发，研制出了联合脱硫脱硝装置，从而为烟气净化与治理提供了有力的解决渠道。
1火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的种类
1.1联合脱硫脱硝一体化技术
在传统脱硫脱硝技术的基础上，结合选择性催化还原技术（SCR）的应用，进而形成一种有效的技术措施。具体应用中，一般在脱硫装置后增加脱硝装置，实现对技术的融合创新，有效提升脱硫脱硝技术水平和工作效率。常见的技术措施包括SNRB烟气净化工艺、活性碳法，前者脱硫脱硝的完成率可以达到90%，后者可以达到95%。但该技术的两个装置独立运行，占地面积较大，操作流程复杂。
1.2干式同时脱硫脱硝一体化技术
常见技术包括高能辐射法和NOxSO工艺。前者包括电子束照射法和脉冲电晕等离子体法，电子束法利用电子加速器氧化烟气中的有害物质，经过化学反应后生成硫酸氨和硝酸氨，净化后排入空气，不仅没有废水和废渣产生，也不会污染周围环境。脉冲电晕等离子体法尚在试用期间，目前还没有推广应用。NOxSO工艺利用干式、可再生的处理系统，能有效提高二氧化硫和氮氧化物的脱除率。
1.3湿式同时脱硫脱硝一体化技术
常见工艺包括WSA-SNOx工艺、硫酸氧化法。前者的原理是烟气经过SCR反应器，在催化剂的作用下，NOx被还原剂氨气还原成N2，随后烟气进入改质器，实现二氧化硫氧化，在降膜冷凝中浓缩为浓硫酸，此工艺安全高效，无二次污染，脱硫脱硝效率高。后者利用强氧化剂吸收烟气中的二氧化硫和氮氧化物，脱除效率高。
2电厂脱硫脱硝一体化技术
2.1CuO吸附法
主要机理是以吸附剂对燃煤电厂烟气中的SO2和NOx进行吸附处理。常用的吸附剂如CuO-SiO2和CuO-Al2O3，主要为CuO的复合物。在300℃-500℃时，吸附剂与电厂烟气中二氧化硫和氮氧化物发生反应。反应生成的产物有硫酸铜，以及NOx还原后的产物N2、氨等。从而避免了烟气中污染物直接排入大气造成污染。并且，当反应温度达到700℃，其脱硫脱硝效率也得到极大的提升。采用该技术脱硫和脱硝效率可分别达到90%和75%。同时，没有二次污染物产生。并且随着温度的持续上升，其脱硫脱硝效果也随之得到提升。另外，采用该脱硫脱硝技术还可实现99.9%的除尘效果。
2.2NaClO2作氧化剂氧化吸收法
该技术通常采取氧化和碱式吸收塔两段工艺。主要是利用NaClO2在一定的工况下同时脱除烟气中的SO2和NOx。利用NaClO2的强氧化能力与SO2和NOx进行反应，该段反应主要在氧化吸收塔中进行；在碱式吸收塔中，氧化吸收塔中氧化产物则被Na2S或NaOH所吸收。该工艺对于入口烟气的浓度要求不高，脱除能力更强。同时，对于反应温度要求较低，常温时也可进行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但有研究显示，NaClO2对于硫的脱除具有良好的效果，但其脱硝效果则有所欠缺。NaClO2溶液在浓度较低时脱硝效率随浓度增加增长较快，但当浓度超过4mmol/L时，脱硝效果趋于稳定。
2.3脉冲电晕等离子体法
该方法主要是利用高压放电对烟气中污染物进行电解反应。烟气中污染物被电解成非平衡等离子物质，并与烟气中水发生反应生成酸。燃煤电厂中的SO2和NOx极易被电解成硫离子和氮离子。在一定的工况下，硫离子和氮离子生成硫酸和氨，从而达到了脱除的效果。该工艺操作上相对简单，但在处理效果控制上却难以精准控制。同时，该工艺还会生成二次污染物，进而加剧了烟气的污染状况。
3火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的应用流程
为实现对环境的有效保护，火电厂烟气排放应该执行更为严格的标准。通过技术创新和应用，将脱硫与脱硝装置结合，建立并应用烟气脱硫脱硝一体化装置成为发展趋势，其应用也变得越来越广泛，具体来说，应用流程如下：
3.1流程设计
烟气经过旋风器时会受到第一次清除，同时大型颗粒得到回收利用，除尘后的大颗粒粉尘因此得到了回收利用。在自激式除尘器处理后，除尘和脱硫脱硝的大部分任务已经完成。再经过冲击淋洗塔和汽水分离器处理后，对脱硫脱硝进行更为深入的处理。
3.2物料衡算
物料衡算遵循质量守恒定律，通过该处理流程不仅可以实现物料的定量计算，还能促进设备与物料平衡。脱硫脱硝过程中，物料衡算是非常关键的步骤，不仅可以掌握设备和物料运行基本情况，还有利于合理选择装置中脱硫脱硝的运输管道，科学设计反应器。
3.3热量计算
热量计算又被称为能量衡算，它以热力学第一定律为基础而开展的计算活动，对工业生产中的物料进行平衡计算。计算时需要提供物料，或者提供被物料移走的能量，包括动能、热能、化学能等，而最为常见的是热能。
4火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的应用效果
一体化技术的应用，不仅满足火电厂运营需要，还取得良好效果。
4.1节约成本，经济效益明显
如果不注重对火电厂排放的烟气进行有效处理，它所带来的环境污染问题是非常严重的。通过技术创新发展，将烟气脱硫脱硝一体化技术应用到具体工作当中，不仅可以推动技术创新，还取得良好的应用效果。例如，它能够节约成本，降低火电厂运行费用，最终有利于提高火电厂的经济效益。
4.2保护环境，社会效益良好
将烟气脱硫脱硝一体化技术应用到火电厂日常运行中，不仅可以防止副产品所带来的二次环境污染问题，还能实现对副产品的综合利用，有利于提高资源能源利用效率，减少资源能源浪费。
5结论
燃煤电厂烟气含有大量的污染物，对其进行脱硫脱硝一体化处理十分必要。但现有脱硫脱硝一体化技术在工业化应用中存在诸多缺陷。如存在工艺技术方面不成熟、经济上成本较高等问题。因此，今后要加强脱硫脱硝一体化技术的研究和开发，以最终实现烟气的零排放。
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论文作者:周娜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/14
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