摘要：发电厂都是大型的燃煤火力发电生产，每年朝空气中，排放大量的含硫的有害气体和烟尘，随着有害气体的逐年增加积累，大气遭到污染，与之而来的环境破坏，威胁到了人们的健康生存，因而引起了人们的重视，各地环保部门结合火力发电等大型燃煤企业燃煤工艺的具体状况，指导各地开展烟尘控制，实施烟尘气体的除硫降尘技术措施，有效遏制了大气环境恶化的发展速度，逐步提高大气质量。因此，新形势下，加强工业生产过程中的燃煤除硫技术的推广使用，具有非常积极的意义。基于此，本文主要对自动化节能环保脱硫脱硝除尘设备进行分析探讨。
关键词：自动化；节能环保；脱硫脱硝；除尘设备
1、前言
在工业时代下，煤炭是促进社会发展非常重要的能源，我国是工业大国，随着我国经济的快速增长，对于煤炭的需求量也在以提升，特别是电力行业，我国50%的煤炭资源都用于发电过程当中，但是因为煤炭在燃烧的过程当中会产生大量的有害物质，严重危害着人们的健康，同时也给生态环境带来了一定的影响。所以，在低碳经济下，加强对燃煤电厂脱硫脱硝技术的研究以分析是非常有意义的。
2、脱硫、脱硝、除尘一体化技术
2.1脉冲放电等离子体烟尘处理一体化技术
脉冲放电等离子体烟气脱硫、脱硝技术工艺一般由烟气增湿降温塔、气氨投加装置、脉冲高压电源、脉冲放电等离子体反应器、副产物收集装置组成。该技术的主要原理为：烟气中高压脉冲电源放电产生的高能活性粒子将烟气中的SO2和NOx氧化为高价态的硫氧化物和氮氧化物，这些氧化物最终与烟气中的水分以及注入反应器的氨反应生成含硫铵和硝酸铵的副产物并被副产物收集器收集。
由于副产物的物理特性，造成副产物容易在脉冲放电等离子体反应器与副产物收集器之间的管道中沉积，通常采用增添清理副产物的设备，如增添刮板机、声波清灰装置、沉降箱等来避免管道沉积、堵塞。采用脉冲放电等离子体烟气脱硫、脱硝、除尘一体化装置替代脉冲放电等离子体反应器和副产物收集装置的方法来解决管道副产物沉积、堵塞问题，采用该装置后，不仅能够同时进行脱硫、脱硝反应并除尘，还解决了副产物在管道内的沉积问题，而且还能大幅降低设备和管道的费用，并减少占地面积。脉冲放电等离子体烟气脱硫、脱硝、除尘一体化装置如图1所示。
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图 1 脉冲放电等离子体烟气脱硫脱硝除尘一体化装置
在除尘单元中，过去一般使用静电除尘结构，很难满足50mg/m3烟尘的新排放标准，采用电袋式除尘结构，可以使进入的烟尘充分荷电，在极短的电场空间内被除去80%~90%的粗颗粒，然后再以极轻微的含尘负荷进入布袋过滤室过滤，进一步提高除尘效率。该方法已在其他行业得到广泛应用，一般运行阻力在800Pa以下，除尘效率可达99.9%以上，出口排放质量浓度小于30mg/m3，能够满足新的烟尘排放标准。电袋式除尘器是静电除尘器和袋式除尘器的有机结合，前电后袋的布置方式既发挥了静电除尘器压力降小、运行成本低的优点，又发挥了布袋除尘器对煤种不敏感、微细粉尘收集效率高的优点。由于袋式除尘的负荷大大降低，可以采用较高的气布比，减少了滤袋的使用数量，投资成本降低，同时，滤袋的过滤阻力小、清灰时间间隔延长、使用寿命增加，维护费用也减少。
2.2还原法脱硫、脱硝、除尘一体化技术
还原法脱硫、脱硝、除尘一体化技术主要用于治理有色金属冶炼和以劣质煤燃烧的电站锅炉燃烧产生的废气。其创新之处在于：从自然现象中找到切入点，率先应用还原法治理烟气污染，运用地质化学原理，按火山口固硫成因原理，在本项目工艺流程中通过2级吸收、2次配气，将烟气均匀注入脱硫塔还源液内，多元化还原反应沉积单质硫，烟气SO2回收率达95%以上，烟尘净化率达99%，且还原液可循环使用，无二次污染。该工艺技术装置实现了脱硫、除尘一体化，工艺技术先进、造价低廉、容易实施、产业化前景广阔。
在工业技术上，“工业烟气脱硫除尘装置”吸取了过去吸收液高压雾化反应不彻底的弊端，以水烟袋的机理，将烟气按流量大小和烟道直径分配于几个排列组合的烟管上，在烟管上排列加装“T”字形小直径烟嘴插入还原液体内，这一方法解决了烟气克服液体密封的阻力，将高温烟气均匀注入脱硫塔的脱硫液的同一界面中，以达到充分反应之目的。脱硫塔2级吸收、2次配氧，每级烟气过载面积为60~120m2，还原液循环过滤利用全过程自动化操作。
脱硫、脱销、除尘的核心是装置，目前，国内外都采用喷淋塔，而该工艺方法是将高温烟气均匀地注射入还原液内充分反应新型装置，反应彻底。工艺装置设计构思新颖，利用压强差将烟气完全、均匀地吸收在还原液内，使SO2充分反应，得到的硫粉烟尘一并过滤后，回收吸收液输回并重复使用。该技术率先应用烟气注射法脱硫治理烟气污染，烟气与还原液接触面积大，反应时间长。
从国、内外行情来看，在电站锅炉脱硫、除尘设备上，多采用石灰石法设备，耗资超过1.5亿元，设备磨损快，维护、检修、运行费用高，而/还原法烟气脱硫除尘装置0预计售价为3680万元/台。要想将脱硫、脱销、除尘一体化技术装置国产化项目全面推广实施，就要废弃喷淋塔和石灰石-石膏法。
该方法废弃后，将为我国有色金属冶炼及热电厂等节约大量的投资（治理废气的费用），因为该装置的投资额是同类产品的30%，运行费用是同类装置的20%，且硫资源回收便捷；同时，还减少了二氧化硫污染，是实现我国洁净化工业生产和资源合理利用的有力保障。依据我国国情，电力脱硫、脱销、除尘一体化技术装置是实现以废治废，废物二次利用的有效技术装置，它不仅投资小、运行费用低，而且设备建设周期短。
3、一体化设计优化
在火电建设中，电除尘器、脱硫、脱硝设备、烟囱和冷却塔是锅炉、汽轮机、发电机三大主设备之外最大的基建投资和设备投资，不但占用了大量的基建用地，而且是施工中控制难点之一。由于电场在环保方面对除尘因素考虑较多，没有意识到烟灰富含多种金属氧化物，它是较好的脱硫剂，这方面的疏忽造成资源浪费。静电除尘设备投资较大，设备运转费用较高。烟气含尘量通常情况下为20g/m3，其中，有脱硫作用金属氧化物占50%左右，这也是可观资源。其次，脱硫烟灰中32%左右氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钛等碱性氧化物与脱硫液亚硫酸中和产生亚硫酸盐，又有9.6%的三价铁与脱硫液中亚硫酸反应产生亚硫酸铁，亚硫酸铁易水解成氢氧化铁，它不仅是硫的吸收剂，也是还原剂。这些资源为脱硫、脱硝、除尘一体化提供了条件。推进脱硫、脱硝、除尘及烟塔合一一体化设计可以使烟气中的物质循环利用，最终实现零排放的目的。另外，由于冷却塔排放的蒸汽有极大的能量，可以把脱硫脱硝除尘后的烟气送的更高，可以提高电厂节能减排的效果，如果把脱硫、脱硝、除尘及烟塔合一融合到一个工程上，可最大限度地简化烟气系统的流程（如图5所示），最大限度地减少基建用地，降低基建投资，缩短工程周期
4、结语
燃煤生产工业的发展，排放含硫含氮有害物质的废气越来越多，大气污染异常严重，严重危及人们的生存安全，破坏了生态平衡，造成了雾霾天气增多，沙尘暴频发，水土流失、土地沙化、泥石流多发等自然灾害。利用相关的工艺技术，对工业排放的废气实施净化处理和回收利用，成了企业创新发展可持续发展的必由之路。因此加强对烟气脱硫除尘工艺技术的研究，很有必要。
参考文献
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论文作者:黄丹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/14
标签：烟气论文; 装置论文; 等离子体论文; 脉冲论文; 烟尘论文; 技术论文; 设备论文; 《建筑学研究前沿》2018年第25期论文;