分析燃煤火力发电厂大气污染治理技术

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　　摘要：近年来，我国环境污染问题愈演愈烈，空气质量不断恶化，严重影响了人们的生活环境，因此，大气污染治理已然是迫在眉睫。当前，我国也出台了相关大气污染治理和节能减排的措施，提倡绿色可持续发展。燃煤火力发电厂作为大气污染物排放大户，要着重提升其大气污染治理技术，降低大气污染物排放量，提升大气污染物处理水平，完成节能减排任务。本文主要介绍了燃煤火力发电厂排放的主要大气污染物及大气污染物处理现状，并简述了几种相对成熟的治理技术，希望可以为我国燃煤火力发电厂大气污染治理提供一点借鉴。
　　关键词：燃煤火力发电厂;大气污染物;治理技术
　　中图分类号：X51  文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）05-00-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.056
　　Abstract：In recent years， China’s environmental pollution problems have intensified and air quality has deteriorated， which has seriously affected people’s living environment. Therefore， air pollution control is already urgent. At present， China has also introduced measures related to air pollution control and energy conservation and emission reduction， and advocates green sustainable development.As a major pollutant discharger， coal-fired power plants should focus on improving their air pollution control technologies， reducing air pollutant emissions， improving the level of air pollutants treatment， and completing energy conservation and emission reduction tasks. This paper mainly introduces the main atmospheric pollutants emitted by coal-fired power plants and the status quo of atmospheric pollutants treatment， and introduces several relatively mature treatment technologies， hoping to provide some reference for the air pollution control of coal-fired power plants in China.
　　Keywords：Coal-fired thermal power plant;Atmospheric pollutants;Treatment technology
　　電能作为一种较为清洁的能源，在我国基础建设和城市发展当中发挥着重要作用，但是其属于二次能源，目前我国电能的主要来源为风力发电、水力发电、火力发电及太阳能发电，其中火力发电排放的污染物最多，其他发电方式都相对较为清洁，但是火力发电承担着我国大部分电力需求，为了降低火力发电对于环境的影响，就需要提升燃煤火力发电厂的大气污染治理技术。
　　1 燃煤火力发电厂主要排放的大气污染物
　　燃煤发电厂在运行过程中会产生大量的污染物，包括大气污染物、水污染物、固体废物。其中大气污染物主要有烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化合物等，目前针对这些大气污染物已下达了相关减排指标，其中二氧化硫属于指令性减排指标，这是因为我国的二氧化硫排放量一半以上来自于燃煤火力发电厂，而二氧化硫是造成大气污染和酸雨的主要成因。此外，国家也要求二氧化碳排放量要逐年下降，甚至在2017年削减了5000万瓦煤电产能。除了以上几种主要的大气污染物以外，燃煤火力发电厂运行过程中产生的固体废物粉煤灰也会对大气环境和人体健康造成极大的危害，这是由于粉煤灰会和二氧化硫、氧化氮等有害气体结合，从而影响大气环境。此外，10μm以下的粉煤灰飘尘会对人体健康产生极大的危害。
　　2 当前大气污染物处理现状
　　目前由于国家环境保护措施的实施，燃煤火力发电厂响应国家号召，在电厂运行过程中，很大程度上已经控制住了粉尘的排放，其中一些大型的燃煤火力发电厂由于相关处理设备比较完善，其除尘效率甚至可以达到98%以上，粉尘的排放已经得到了有效控制。此外，针对二氧化硫的排放，大部分燃煤火力发电厂也购置了相关烟气脱硫设备，但是对于NOx的减排成效尚不明显，NOx浓度依然远远超出了国家规定的标准，对此，燃煤火力发电厂还需进一步加强。目前环境保护已然上升到国家战略层次，蓝天保卫站已经打响，各行业节能减排，治理大气污染已是一种必然的趋势，燃煤火力发电厂作为大气污染物排放重点单位，一定要坚决贯彻执行国家节能减排计划，一方面要降低污染物排放，另一方面要提升大气污染物治理技术，大幅降低燃煤火力发电厂运行过程中对大气环境造成的影响。
　　3 燃煤火力发电厂大气污染治理技术
　　燃煤火力发电厂大气污染治理技术主要包括燃煤脱硫技术、除尘技术以及氮氧化合物控制技术，分别解决二氧化硫、氮氧化合物以及烟尘的排放问题。下面进行具体阐述： 　　3.1 燃煤脱硫技术
　　目前，我国燃煤火力发电厂燃煤脱硫技术主要有燃烧前脱硫、燃烧时脱硫及燃烧后脱硫，其中燃烧前脱硫主要是通过物理、化学及生物的方法对原料煤进行净化，下面主要介绍燃烧时脱硫及燃烧后脱硫中比较成熟的脱硫技术。
　　3.1.1 循环流化床炉内脱硫技术
　　该技术主要应用在燃煤燃烧过程中，主要做法是在流化床锅炉内加入CaCO3，在受热时CaCO3会发生分解并和二氧化硫发生化学反应，从而达到燃煤脱硫的目的。然后将未发生反应的CaO、飞灰以及脱硫产物重新返回燃烧室加以利用。在发生反应的过程中当钙与硫的比例达到2.3左右时，此时的燃煤脱硫效率高达90%以上。循环灰及吸收剂中的氢氧化钙颗粒迅速与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4、CaSO3以及CaCl2等干态物质，并随烟气进入布袋除尘器。炉内脱硫可以体现循环流化床锅炉洁净燃烧的技术优势，完全能够实现高效、低污染的清洁燃烧，不仅可以减少电厂占地面积，降低同城投资、厂用电耗和运行成本，同时避免了二次污染。
　　3.1.2 湿法烟气脱硫技术
　　此法又可以称之为湿式石灰法，通常适用于燃煤燃烧后，利用二氧化硫和石灰石浆液接触发生化学反应，产生CaSO3，其反应过程为SO2+CaO=CaSO3，然后在浆液中注入氧气，让其再次发生反应，最后就可以得到石膏。其中钙分子与硫分子比例为1时，此时脱硫效率可高达95%以上，并且还能产生纯度不错的石膏。湿法烟气脱硫技术目前在世界范围内都是一种较为先进和成熟的技术，应用极为广泛。
　　3.2 除尘技术
　　目前，我国燃煤火力发电厂除尘技术主要有移动电极式静电除尘器、湿式静电除尘器、袋式除尘器，下面进行具体介绍：
　　3.2.1 移动电极式静电除尘器
　　这种除尘器的运行原理是利用末级电场中的阳极板与上下平行的两根轴作用，通过电动机驱动两根轴，从而形成一个机械移动结构，使末级电场中的阳极板进行线性运动。在移动的阳极板底部两侧安装钢质的滚刷，连续清楚阳极板上的粉尘，时刻保持阳极板的清洁，避免末级电场中出现二次扬尘[1]。目前尚是一种除尘效率较高的设备，性价比相对于传统除尘器要高，是一种相对较好的选择。
　　3.2.2 湿式静电除尘器
　　这种除尘设备通常安装在燃煤脱硫设备和烟囱之间的位置，主要处理的是湿法烟气脱硫技术产生的湿烟气[2]。通过扩散荷电的作用，可以有效收集湿烟气中细小的颗粒物以及会在大气中转化成PM2.5的污染物，主要包括二氧化硫、氮氧化合物;同时也能捕集石膏产生的滴液、一些诸如三氧化硫、氯化氢、氟化氢等酸性气体以及有毒重金属Hg。
　　3.2.3 袋式除尘器
　　该设备通常也被称为过滤式除尘器，主要是利用布袋来收集烟尘中的固体颗粒物。袋式除尘器的工作原理是利用颗粒物在经过滤布纤维时由于惯性力的作用与滤布纤维发生碰撞，从而达到拦截的目的[3]。袋式除尘器性能的良好与否主要取决于滤布的材料，透气性强、密度大、耐腐蚀、耐热的滤布是袋式除尘器的最佳选择。
　　3.3 氮氧化合物控制技术
　　当前世界范围内控制氮氧化合物主要分两部分进行，首先是降低燃煤在燃烧过程中产生的氮氧化合物，主要控制技术是低氮燃烧技术;其次是去除烟气中的氮氧化合物，主要控制技术为烟气脱硝技术。下面进行详细介绍：
　　3.3.1 低氮燃烧技术
　　通常控制燃烧过程中氮氧化合物生成量的措施有以下几种：控制锅炉燃烧时的温度峰值;降低燃烧区域的煤粉量;降低燃烧过程中的氧气含量;堵塞一部分二次风管[4]。为了保证锅炉的燃烧效率，可以从锅炉的上部注入部分煤粉和氧气，这样就可以达到控制锅炉燃烧中心氧气含量的目的，减少了燃煤在锅炉高温区域停留的时间，避免同时存在高浓度氧气和高温两种情况。此外，还可以在锅炉中设立一个二次燃烧区域，利用主燃区域燃烧生成的一氧化碳、氢气等物质将氮氧化合物还原成为氮气。
　　3.3.2 烟气脱硝技术
　　烟气脱硝技术目前比较常用的是还原法，也被称之为干法，主要是利用还原剂将氮氧化合物还原成氮气。干法脱硝技术分为两种：选择性非催化还原法和选择性催化还原法，当前应用最为广泛的是选择性催化还原法。
　　4 结语
　　当前，保护环境已是我国发展过程中的基本国策之一，各行各业都要积极完成降耗减排目标。燃煤火力發电厂作为污染物排放量较大的单位，更应该积极响应国家的号召，利用多种大气治理技术完成国家节能减排目标。
　　参考文献
　　[1]张忱，于学涛.火力发电厂烟气治理及脱硫脱硝技术研究[J].环球市场，2016（24）：68.
　　[2]孙国强.浅议火力发电厂烟气脱硝技改研究与实践[J].山东工业技术，2016（11）：201.
　　[3]平建刚，葛盼，高燕.火电厂SCR脱硝项目液氨蒸发器的优化设计[J].中国高新科技，2018（3）：46-47.
　　[4]张喜波.火电厂大气污染物排放现状及烟气脱硫脱硝技术应用[J].现代国企研究，2015（18）：174-175.
　　收稿日期：2019-02-15
　　作者简介：熊菊元（1984-），女，汉族，硕士研究生，中级工程师，研究方向为环境工程（大气和固废）。
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