摘要：在當(dāng)今，我國發(fā)電主要還是依靠火力發(fā)電，而火力發(fā)電需要燃燒大量的化石燃料，化石燃料的燃燒所釋放的煙氣會對空氣產(chǎn)生巨大的影響，燃燒過程會產(chǎn)生大量的有害氣體，比如二氧化硫和氮氧化物等。如何更加環(huán)保地進(jìn)行火力發(fā)電是人們急需解決的問題。本文將對火電廠的煙氣如何進(jìn)行一體化脫硫脫硝進(jìn)行具體分析。
關(guān)鍵詞：火電廠;脫硫脫硝;一體化
前言
二氧化硫作為產(chǎn)生酸雨的主要?dú)怏w，對我們生活產(chǎn)生的影響很大。它不僅嚴(yán)重污染了環(huán)境，還影響了人們的健康。所以在進(jìn)行火力發(fā)電時應(yīng)當(dāng)采用脫硫技術(shù)減少二氧化硫的排放。在火電廠發(fā)電過程中產(chǎn)生的煙氣，有氮氧化物，我們?nèi)粘Ｖ薪佑|的幾種氮氧化物的混合物統(tǒng)稱為硝氣，這種硝氣對我們的身體是有毒的。所以我們需要對火電廠的煙氣進(jìn)行處理，盡可能的降低這種硝氣的排放。脫硫脫硝工藝在保護(hù)環(huán)境的同時也不能影響火電廠的正常發(fā)電工作，使電廠的發(fā)展和保護(hù)環(huán)境同時進(jìn)行。本文主要分析了幾種常見的脫硫脫硝一體化方法以及它們的優(yōu)缺點(diǎn)，為電廠選用脫硫方法提供一些參考。
1.當(dāng)今火電廠對環(huán)境的污染情況
中國的發(fā)電廠中火力發(fā)電廠占很大比例，火力發(fā)電需要燃燒大量的煤和化石能源，但這種發(fā)電方式能耗高，效率低。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國二氧化硫和氮化物的排放約有90%來自化石燃料的燃燒，這90%中的50%來自火力發(fā)電廠。中國經(jīng)濟(jì)正在迅速發(fā)展，對電力的需求也在增長。結(jié)果伴隨著越來越多的發(fā)電廠建成，排放的二氧化硫和氮氧化物越多，氣體的問題嚴(yán)重的影響了環(huán)境的進(jìn)步，而環(huán)境的污染直接造成了一些地區(qū)產(chǎn)生的酸雨，嚴(yán)重的影響了人們的日常生活，所以為了更好的實(shí)現(xiàn)環(huán)境的長時間發(fā)展，國家就必須針對酸雨的問題和針對發(fā)電廠各種有毒氣體排放的問題進(jìn)行全面控制，通過對發(fā)電廠實(shí)行專門的規(guī)定方式，并采用相應(yīng)的脫硫技術(shù)，來進(jìn)行系統(tǒng)化管理。
2.脫硫脫硝技術(shù)的運(yùn)用
總的來說，行業(yè)中使用的常用脫硫方法主要是利用化石燃料的燃燒效果脫硫和廢氣脫硫方式以及燃燒進(jìn)行中脫硫脫硝方式，這幾種方式的脫硫脫硝效果都有所不同，都能夠有效的降低化石燃料中的硫含量，因此在進(jìn)行選擇的時候也要根據(jù)不同的運(yùn)行模式進(jìn)行選擇。然而在利用這些方式進(jìn)行脫硫脫硝的時候，也要適當(dāng)?shù)募尤胍恍┕潭▌诠潭▌┻M(jìn)行燃燒的過程中，對于其它的物質(zhì)選擇物質(zhì)的排放時，也能夠進(jìn)行相應(yīng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化使廢氣中的含硫量以及含硝量的標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)符合國家的標(biāo)準(zhǔn)，防止產(chǎn)生對環(huán)境的破壞。
(1)在燃燒前進(jìn)行脫硫脫硝
燃燒前化石燃料的脫硫脫硝是一種常見的脫硫脫硝方法。它主要有三種方法：物理法、化學(xué)法和生物法。其中，物理方法是最常用的脫硫方法。它的操作簡單，成本便宜，所以受到了大家的歡迎。物理法的原理是利用化石燃料和硫化物以及硝化物本身結(jié)構(gòu)具有不同密度，并將化石燃料放入旋風(fēng)分離器中進(jìn)行壓碎。在經(jīng)過處理之后會出現(xiàn)分層的現(xiàn)象，根據(jù)密度的不同，化石燃料和硫化物與硝化物分離。這種方法本身就不能做到分離的非常精確，在我國的應(yīng)用還不夠成熟，脫硫和脫硝效率只能達(dá)到40%到80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的水平，還可以進(jìn)行進(jìn)一步的完善，
(2)在燃燒中進(jìn)行脫硫脫硝
在燃燒時進(jìn)行脫硫主要是利用碳酸鈣等其它物質(zhì)與二氧化硫產(chǎn)生反應(yīng)，導(dǎo)致二氧化硫減少的一種方法，該方法在使用的過程當(dāng)中投入的成本較小，適合一些小型的企業(yè)進(jìn)行使用，但是該方法的效率卻十分的低，沒有使用固硫劑會對機(jī)器產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響，長期以來會導(dǎo)致整個機(jī)器的使用壽命大大的縮短，燃燒中的脫硫主要包含兩種方法，一種是爐內(nèi)的方法，一種是型煤固硫，這兩種方法在使用時的效率很低，帶來的副作用也很大，在電廠使用時會導(dǎo)致設(shè)備帶來嚴(yán)重的影響，但是目前我國的設(shè)備和發(fā)展不能夠大量的生產(chǎn)型煤，而且目前我國對于這一方面的要求也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他的國家。
3.新型脫硫脫硝技術(shù)的發(fā)展
廢氣的脫硫脫硝是指化石燃料燃燒后產(chǎn)生的廢氣的脫硫脫硝。在廢氣排放管中安裝脫硫脫硝裝置，降低二氧化硫和氮氧化物的含量，符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。在氣體或液體階段，一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮，廢氣脫硫和脫氮主要包括三種方法。它們分別是干法脫硫脫硝，濕法脫硫脫硝，以及傳統(tǒng)的脫硫脫硝方法。
(1)干法脫硫脫硝
在完全干燥的環(huán)境中使用固體粉末進(jìn)行干法脫硫和脫硝，可以通過大型貨車運(yùn)輸而不會導(dǎo)致容器腐蝕和鋼鐵的損壞。干法脫硫后的廢氣可直接排放，符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。但是，這種脫硫脫硝方法也存在一些缺點(diǎn)，脫硫和脫氮效率低，對操作人員的要求也比較高。對廢氣排放管道的磨損相對嚴(yán)重，并且在管道中積聚了大量雜質(zhì)。
?、俟腆w吸附法?；钚蕴康奈接糜趯U氣中的二氧化硫吸附到活性炭的表面，從三氧化硫再被氧化之后形成三氧化硫，三氧化硫，被大氣稀釋會產(chǎn)生稀硫酸，這種物質(zhì)會直接的影響到目前廢氣中二氧化硫的含量。利用這種方式不但可以很好的節(jié)約化學(xué)原料，而且非常簡單，可以操控脫硫量，可以達(dá)到99%以上，但這種方法的使用過程中也存在難吸收，難以使用易燃燒的缺點(diǎn)。所以在使用的時候也要根據(jù)環(huán)境條件進(jìn)行選擇。noxso方法也是干式吸附中的一種方法，鈉鹽可用作吸附劑，同時除去煙氣中的二氧化硫和一氧化氮。首先需要將煙氣中的灰塵和雜質(zhì)去除，將去除雜質(zhì)后的煙氣引入到吸附器中，在吸附器中除去二氧化硫和一氧化氮，并將凈化的煙道氣引入煙囪。還可以使用氧化銅進(jìn)行吸附，其可以實(shí)現(xiàn)大于90%的脫硫率和大約80%的氮氧化物去除率。但是由于這種吸附劑的制作成本比較高，而且在吸附過程當(dāng)中需要高溫加熱，所以目前這種方法并不常用。
?、诶脡A性鋁酸鹽吸附二氧化硫。堿性鋁酸鹽在進(jìn)行使用的過程中，類似于一般的活性炭，它可以通過吸附的方式極大的減少目前廢氣中的二氧化硫量，影響空氣中的呼吸效果，但是在進(jìn)行使用的時候也要利用廢氣加熱，同時使用固化劑等原料來使活性炭的使用效果達(dá)到最高，而且活性炭可以重復(fù)使用具有非常高的經(jīng)濟(jì)價值，但是該方法的缺點(diǎn)就是在進(jìn)行吸附的過程比較復(fù)雜，而且效率比較低，需要操作人員有非常熟練地技能進(jìn)行更好的操作;堿性鋁酸鹽具有低回收率和相對高的成本，使用這種方法的成本較高，并且該方法帶來的經(jīng)濟(jì)效益相對較低。
?、勰蛩胤?。使用尿素對火電廠廢氣進(jìn)行脫硫和脫硝是一種非常有效的脫硫和脫硝方法，二氧化硫的去除率可接近100%。對一氧化氮的脫除率可以超過95%。并且這種工藝所使用的吸收劑的ph值在5～9之間，對設(shè)備沒有腐蝕作用，二氧化硫和一氧化氮的去除率與煙氣中二氧化硫和一氧化氮的濃度無關(guān)。在脫硫和脫氮后，煙氣可以直接排出而無需進(jìn)一步處理。在脫硫和脫硝后，可以處理吸收液以獲得硫酸銨，這種物質(zhì)可以進(jìn)行再循環(huán)使用。但是這種方法也并不是非常完美的，這種方法能夠處理的煙氣量比較小，當(dāng)今火電廠工作過程中產(chǎn)生的煙氣量是非常大的，這種方法不能滿足當(dāng)今工業(yè)的需求，所以這種方法還需要得到進(jìn)一步的改進(jìn)。
(2)利用濕法進(jìn)行脫硫脫硝
濕法脫硫主要是指利用液體等其他的物品，對二氧化硫以及氮化物進(jìn)行吸收，它的主要特點(diǎn)是對于整個二氧化硫和氮化物的反應(yīng)速度十分的快，并且它的效率很高，對于它的吸收率十分的高，但這種方法會對管道有一定的腐蝕性，長期使用該方法會對管道帶來嚴(yán)重的腐蝕，排放之后就污染，環(huán)境運(yùn)輸過程當(dāng)中的成本也十分高。
①氧化法。通過氧化法進(jìn)行脫硫脫硝，可以使用濕式洗滌系統(tǒng)同時除去設(shè)備中的二氧化硫和氮化物。該方法使用兩個吸收塔，氧化吸收塔和堿性吸收塔。這種方法在能夠有效的去除二氧化硫和氮化物的基礎(chǔ)上，還可以很好的去除一些重金屬。石灰石溶液用作吸附劑以中和廢氣中的二氧化硫以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。該脫硫脫硝方法是目前最成熟的方法，石灰石成本低，使用率高，適用范圍廣。然而，該方法在早期階段投入較大，操作步驟較多，對工作人員提出了很高的要求，設(shè)備易受腐蝕損壞。
?、诶冒边M(jìn)行脫硫脫硝。該方法主要采用氨水將一氧化氮還原為氮?dú)?，然后氨水與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸銨，氧化生成硫酸銨。該脫硫方法反應(yīng)速度快，氨水利用率高，二氧化硫吸收效率高，前期對于設(shè)備的投資少，不污染環(huán)境。反應(yīng)后產(chǎn)生的廢物不會污染環(huán)境，管道也不會腐蝕和堵塞，這種方法在目前是一種非常好的方法。
(3)傳統(tǒng)法脫硫脫硝
?、賴婌F干燥法。噴霧干燥方法使用石灰水作為吸收劑，并且將生活水平撒在物質(zhì)上發(fā)生反應(yīng)，除此之外它還可以吸收廢氣當(dāng)中的水蒸氣降低溫度，最后以固體的方式排出廢物，該方法與其它方法相比成本較低，操作很簡單，對于設(shè)備的損壞小，反應(yīng)物，處理方便，但是它的效率卻不高。
?、谘h(huán)流化床脫硫法。該方法主要是在循環(huán)過程當(dāng)中加入石灰石，通過石灰石與二氧化硫進(jìn)行反應(yīng)，達(dá)到脫硫的效果，該方法操作十分的簡單，投入的成本低，脫硫的效果也是非常明顯，使用率很高。
結(jié)束語
在火力發(fā)電廠的日常工作中，會排放大量的廢氣，廢氣中的二氧化硫和氮氧化物會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。但是目前我國對于電能的需求越來越高，火電廠作為我國發(fā)電的主體，如果不能對廢氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行合理的處理，就會對環(huán)境造成很嚴(yán)重的破壞，因此，我們的工作重點(diǎn)是盡量減少廢氣中有害物質(zhì)的排放，盡可能的將這些有害物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和吸附。必須根據(jù)電廠本身的情況選擇脫硫和脫硝方法，不僅要符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)，還必須考慮成本問題，以便同時進(jìn)行保護(hù)環(huán)境和發(fā)電廠的發(fā)展。脫硫脫硝方法不應(yīng)太復(fù)雜，應(yīng)該做到排放物無毒無害，防止排放的廢物破壞環(huán)境。
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