淺析火電廠脫硫脫硝技術與治理
煤炭富含碳、氮、氧、硫等多種元素，一經(jīng)燃燒，就會生成CO、CO2、NO、S02等有害氣體，同時伴有礦物質(zhì)微粒雜質(zhì)形成的煙塵。我國目前的電力的近80%來自火力發(fā)電，其原料就是煤炭，在火電廠的專用鍋爐中，燃煤溫度可以達到1200℃以上，大量的有害氣體通過煙囪排到大氣中，污染周邊環(huán)境，致使呼吸道疾病增加，農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，各種工業(yè)民用設施用品遭到酸雨腐蝕。NO、S02是產(chǎn)生酸雨的主要原因，我國的酸雨污染以硫酸，哨酸復合型為主要特征，煙氣脫硫脫硝技術是自動化程度高，管理簡便的脫硫脫硝技術，現(xiàn)階段，該技術是有效控制SO2、NO等有害氣體的最好辦法，其方法分作：干法、濕法、生物法、活性炭再生法等。
1 煙氣治理方法
火電廠排放的有害氣體與煙氣是相伴的，清理火電廠煙氣，清除微粒雜質(zhì)污染，是為了充分發(fā)揮煙氣脫硫脫硝技術的應用。使用除塵器對微粒雜質(zhì)進行處理。該方法主要是機械除塵、靜電除塵、布袋除塵及濕式電除塵等。
機械除塵，是通過旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生離心力，吸附高溫環(huán)境中漂流的塵埃物。成本低、自動化程度低，多適用于小型火電廠。其缺點是無法吸附直徑小于10?m的微粒雜質(zhì)，因此，機械除塵只是初級除塵。
靜電吸塵，是利用靜電吸附原理，在高溫高壓的鍋爐管道中，將帶有不同正負電荷的SiO、A12O3等粉塵，通過靜電場的吸附作用，達到捕捉微粒雜質(zhì)的目的。該方法可以吸附直徑10?m以下的灰塵，成本不算太高，多用于大中型鍋爐設施。
布袋除塵是另一種高效的除塵方法，是使用無紡布、針刺氈等材料做成的布袋，對微粒雜質(zhì)進行過濾吸收，除塵率可以達到99.9%以上，是目前使用最為廣泛的方法。其缺點是布袋受腐蝕、高溫、水汽等影響較大，其使用的效率與方便性受到限制。
濕式電除塵，前面幾種方法雖然有良好的除塵效果，但是都屬于初級水平，不能達到精細化的除塵效果。在空氣質(zhì)量要求較高的地區(qū)，在脫硫系統(tǒng)后加裝濕式電除塵器，其原理與靜電除塵一樣，具體的方式是用水沖代替了震動，通過三級加裝，可以有效消除PM2.5以下的微塵。
2 脫硫脫硝技術綜述
自上世紀60年代，發(fā)達國家開始研究脫硫脫硝，在70年代形成了比較成熟的脫硫脫硝技術，并逐漸推廣開來。隨著科學技術的不斷進步，脫硫脫硝技術主要有干法、濕法、生物法、活性炭再生法等。在此做一個比較詳細的論述。
2.1 干法脫硫脫硝技術
干法主要有脈沖電暈同步脫硫脫硝技術、電子束輻照煙氣脫硫脫硝技術，主要優(yōu)點是投資較低，流程簡單，無廢棄物。
(1)脈沖電暈同步脫硫脫硝技術
該技術與上世紀80年代被提出，其基本原理是：利用電暈放電產(chǎn)生高能電子，激活煙氣中的H2O、O2等分子，使其發(fā)生裂解或電離，生成具有強氧化性的O-、OH-等自由基，與SO和NO等發(fā)生催化氧化反應，生成SO4和NO3或相應的酸，然后加入氨等化學原料，得到銨鹽，最終沉降下來。該技術成本低，無二次污染，需要注意的是磁脈沖調(diào)制、脈沖電源Tes La變壓器諧振充電等技術的匹配問題;煙氣中飛灰，水蒸氣等各種成分對脫除反應的影響問題。解決好這兩方面的問題，才可以大范圍使用。
(2)電子束輻照煙氣脫硫脫硝技術
該技術是物理與化學原理相結合的脫硫脫硝技術。其工作原理是：安置電子加速器，用電子束撞擊煙氣中的NO和S0，將其氧化成N02和SO3，再與水蒸氣反應，生成霧狀的硝酸和硫酸，然后加入氨氣，生成硝銨和硫銨，加以收集利用，最終達到脫硫脫硝的效果。該技術投資與運行成本低。
(3)其它干法技術
近年來，干法煙氣脫硫脫硝技術在不斷發(fā)展，新出現(xiàn)了一些技術，例如：活性焦吸附法、NH3/VO一TiOz法、流光放電等離子體法、電催化氧化法等?？傊?，干法煙氣脫硫脫銷技術依據(jù)同樣的原理，使用不同的催化介質(zhì)，派生出眾多的新式方法，具有廣闊的發(fā)展前景，但是，這些技術要從實驗階段進入到工業(yè)化生產(chǎn)階段，還存在若干問題亟待解決。
2.2 濕法脫硫脫硝技術
濕法主要有鈣基吸收劑催化氧化煙氣脫硫脫硝法、KMnO4―NaOH溶液脫硫脫硝法、酸性NaCI02溶液脫硫脫硝法、臭氧氧化結合化學吸收脫硫脫硝法等，其主要優(yōu)點是脫硫脫硝效率高，粉塵對外界的影響小。
(1)鈣基吸收劑催化氧化煙氣脫硫脫硝法
該技術是利用Ca(OH)2與SO根和NO根可以在常溫下發(fā)生反應的原理，在傳統(tǒng)的石灰石―石膏法中，用Ca(OH)2替代石灰石，作為吸收劑和反應物，利用OH根的氧化性，催化NO根，達到同時實現(xiàn)脫硫脫硝的目的。該技術使用方便，原料成本低廉，方便設備升級換代，唯一的問題是脫硝率比較低，需要加入高活性的添加劑。
KMnO4―NaOH溶液脫硫脫硝法，是在此基礎上，使用KMnO4作為高活性的添加劑，提高脫硝率的方法。
(2)酸性NaC102溶液脫硫脫硝法
該項技術在上世紀70年代就有初步研究，其原理是：利用高濃度NaCIO2和NaOH溶液，對煙氣中的NO根和SO根進行氧化吸收，最終達到脫硫脫硝的目的。其優(yōu)點是脫硫脫硝的效率高，無結垢，投資成本與維護費用低等。
(3)臭氧氧化結合化學吸收脫硫脫硝法
O3具有高氧化性，其氧化能力來自臭氧的自由基，在脫硫脫硝的技術應用中，利用臭氧的自由基把NO根氧化為高價態(tài)的氨氧化物，輸送到在洗滌塔內(nèi)，把氮氧化物與二氧化硫轉(zhuǎn)化為溶于水的物質(zhì)，達到脫除的目的。結合尾部濕法洗滌裝置，可以同時對SO根和NO根進行脫除，脫硫效率幾近100%，脫硝率可達到85%以上。
2.3 生物脫硫脫硝法
生物脫硫脫硝法是利用自然界的嗜硫菌、嗜硝菌對硫離子、硝離子的吞噬性，通過生物降解方式，達到脫硫脫硝的目的。嗜硫菌、嗜硝菌本身就喜歡生活在高溫高濕的環(huán)境中，上世紀80年代，我國科技人員利用輕質(zhì)陶粒生物滴濾塔，模擬出了生物脫硫脫硝的試驗狀態(tài)。經(jīng)研究表明，該技術一旦使用，具有脫硫脫硝效率高、設備簡單、投資及運行費用低、操作維護簡單、無污染等優(yōu)點，是很好的研究發(fā)展方向。
2.4 活性炭再生法
活性炭材料復雜的微孔結構構成了活性位，吸附在活性位上的氧形成了富氧官能團?；钚蕴吭诿摿蛎撓踔械奈锢砦绞侵富钚蕴课⒖孜?化學吸附是富氧官能團的化學反應結果。
當沒有水蒸汽和氧離子存在時，主要發(fā)生物理吸附，吸附量較小;當煙氣中富含水蒸汽和氧離子時，主要發(fā)生化學吸附。其反應速度取決于活性炭中SO2的吸附量。當煙氣中SO2的濃度比較高時，活性炭內(nèi)進行的是SO2脫除反應，當煙氣中SO2的濃度較低時，主要是NH根的催化還原法，NO根的脫除反應占主導地位。活性炭再生是指當活性炭在高溫水蒸氣狀態(tài)中，活性炭中的C元素可以將H2SO4還原成SO2，從而可以增加活性炭中SO2的吸附量，繼而提高反應速度。
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