许浩川
华电新疆北一发电有限公司
新疆维吾尔族自治区昌吉回族自治州 831700
摘要：近年来，低碳经济逐渐成为我国经济发展的主流趋势。该背景对工业生产的能耗控制提出了较高的要求。燃煤电厂作为我国供电体系的重要支持，其污染物排放管理质量的重要性不言而喻。脱硫脱硝除尘工艺是燃煤电厂控制SO2、烟尘等污染物排放量的重要手段。因此，探讨低碳经济背景下脱硫脱硝除尘工艺的更新及发展状况具有一定的必要性。
关键词：低碳经济；燃煤电厂；脱硫脱硝；除尘工艺；发展
1锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术现状及优势
现阶段，我国大部分锅炉使用企业已开始应用脱硫脱硝和烟气除尘技术。大部分企业技术人员通过锅炉设备的系统设计和调试，基本完成了脱硫、脱硝、除尘的参与。同时，企业也投入了大量的人力和资金来改进设备和技术。
脱硝、脱硫和烟气除尘技术的应用并不复杂。经过长时间的技术创新，目前的脱硫脱硝和烟气除尘技术已完成了操作流程的简化和全自动操作的一体化，有效地减轻了工作人员的工作量，从而不需要企业花费太多的人力和财力。通过控制pH值和操作温度，可以观察和控制基本参数，降低企业成本。
技术的广泛应用和工艺操作的简化，使得脱硫、脱硝、除尘技术有利于各种规格、型号锅炉技术的升级，装置环保有效，保证燃烧装置不会对环境产生不利影响避免二次环境污染。
2低碳经济下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的发展分析
2.1脱硫技术
从脱硫技术体系的构成来看，符合燃煤电厂脱硫生产要求的脱硫工艺主要包含湿法脱硫以及干法脱硫两大类别。在湿法脱硫方面，石灰石/石灰-石膏湿法脱硫技术无疑是该类别工艺的典型代表。以该工艺脱硫的流程为：将石灰石粉（CaCO3）置于燃煤电厂的含硫产物中，作为吸收剂发挥脱硫作用，同时，向干燥石灰石粉剂中混入适量水，获得浆液状石灰。在此过程中，CaCO3与空气中的CO2及H2O发生化学反应，生成Ca(HCO3)2。当这一中间产物达到燃煤电厂的吸收区、氧化区时，可以与该区域（酸性条件）中的H+发生中和反应，去除部分H+，并生成钙离子、H2O和CO2。处于游离状态的部分钙离子可以与燃煤电厂生产工艺中的氯离子结合，生成氯化钙。部分钙离子分别与阴性氟离子、硫酸氢根离子发生结合反应，生成氟化钙、硫酸氢钙。剩余部分钙离子直接与亚硫酸根离子生成亚硫酸钙。所得硫酸氢钙产物可以与空气中氧气结合，还原成钙离子、硫酸根离子以及氢离子，实现脱硫目的。
干法脱硫是在湿法脱硫工艺基础上衍生出的一种环保生产技术，其主要针对传统湿法脱硫的细颗粒物浓度变化问题开展工艺优化。以吸附烟气脱硫法为例，其在燃煤电厂工艺脱硫生产中的应用流程为：向炉膛内喷入适量CaCO3后，CaCO3在炉膛高温环境下发生分解，生成一定量的氧化钙。产物氧化钙可以与烟气中的二氧化硫发生反应，生成硫酸钙。此时，以活性炭进行吸附处理，可以促使燃煤电厂中的二氧化硫换化为硫酸或硫酸氨，达成脱硫目的。随着干法烟气脱硫工艺在燃煤电厂生产中的普及，其应用特征变得越来越明确。与其他脱硫工艺相比，该工艺的不足支持为：脱硫流程较为复杂，脱硫效率相对低下，且设备配置的资金耗用较多。与此同时，该工艺也存在一定优势，即脱硫生产能耗较少，契合低碳生产要求，且整个脱硫过程不涉及污酸、污水等的处理。
2.2半干法烟气脱硫脱硝技术
半干法烟气脱硫脱硝技术比较复杂，需要固、液、气的共同作用，结合袋式除尘器的使用，利用烟气的湿热蒸发反应提高脱硫脱硝效率。
锅炉主要采用旋转喷雾干燥法和炉内喷钙增湿活化法两种方式。为了达到液体雾化和烟气反应的效率，在设备中加入吸收剂，脱硫效果达到80%以上。在脱硫脱硝装置中增设活化反应器，采用喷水增湿促进烟气与吸收剂的硫化反应，可提高脱硫率，尽可能节约投资成本。
2.3活性炭的应用
在低温烟气应用环境中，选择更合适的吸附剂进行脱氯、脱氮和除尘是关键环节。活性炭的优点是表面有许多不规则的孔隙，可以充分发挥其最佳吸附能力。活性炭脱硫过程中，烟气中的水蒸气与硫化物和稀硫酸发生反应，为工艺过程提供了相当数量的质子，提高了二氧化硫的还原性。目前，物理吸附和化学吸附相互作用。当烟气中的水蒸气和氧气高于标示值时，化学吸附将发挥其作用，降低烟气中的硫化物含量。值得注意的是，随着吸附过程中吸附容量的增大，设备体积需要不断扩大，因此有必要利用活性炭的结构和化学特性来达到脱硫、脱硝和除尘的效果。
2.4除尘技术
燃煤电厂的烟尘排放量较高。从燃煤电厂的除尘工艺发展状况来看，常用除尘技术涉及：第一，静电除尘。目前，静电除尘工艺的标准为：可以捕获有效范围内>6Lm的烟尘颗粒。该技术除尘效果可靠，但其成本较高。第二，颗粒过滤。在燃煤电厂生产中引入颗粒过滤器后，这种除尘设备可滤除生产现场约10Lm左右的烟尘颗粒。根据既往除尘经验，该工艺的整体除尘效果良好。但由于燃煤电厂生产环境具有典型高温特征，在该条件下，颗粒过滤设备容易受高温影响而出现局部堵塞，进而影响其除尘效率。第三，陶瓷过滤。以陶瓷为基本材料的纤维带式、蜂房式等陶瓷过滤装置，均可以为燃煤电厂的烟尘排放量控制提供一定支持。这种除尘工艺的优势在于：由于陶瓷材料本身具有良好耐高温性能，将其引入燃煤电厂的高温生产环境后，可获得长效除尘效果。此外，该技术的维护成本较低。
2.5旋转电极除尘技术
旋转电极除尘技术与静电除尘技术在工作内容上没有本质区别。旋转电极除尘装置主要由正负电场两部分组成，旋转除尘装置可安装在阳极上。在烟气除尘过程中，当设备粉尘积聚到一定程度时，设备能完全去除烟气中的含尘量。同时，清洗设备区不限于积灰区，在设备转动过程中也可将烟气中的粉尘清理干净。
锅炉在生产阶段必须保证除尘设备具有较高的稳定性，以保证烟气除尘能达到最佳的除尘效果和效率。除尘技术经过几个阶段的发展，企业采用旋转电极除尘设备，阳极部分采用旋转清洗刷。当积聚的粉尘达到一定厚度时，将被完全清除，有效避免了设备内二次粉尘的产生。在设备运行过程中，其除尘效果较好，其溶解度在最终排放中能达到最大下降。
结论
综上所述，煤炭作为我国的主要能源，作为工业的能源支撑，在燃烧过程中不可避免地会产生二氧化硫、一氧化氮、粉尘等，对大气环境造成严重污染。通过对锅炉脱硫脱硝和烟气除尘技术的研究，根据我国能源结构和煤炭组成，因地制宜地完成技术改造，实现脱硫脱硝综合治理，提高烟气排放中有毒气体的含量，回收利用硫和硝酸盐等资源，这是当前技术需要改进和完善的目标。加强脱硫脱硝除尘工艺的优化具有一定现实意义。为了促进燃煤电厂的良性发展，可以在深入分析各类脱硫脱硝除尘工艺优缺点的基础上，优选更加契合燃煤电厂生产需求的环保工艺，以促进燃煤电厂的低能耗环保生产。此外，为确保燃煤电厂更加契合低碳经济背景的发展要求，还需深入拓展更多可能的工艺优化方向，为脱硫脱硝除尘管理提供良好支持。
参考文献：
[1]黄佳莉,何宽畅,钟育恒等.燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺评述[J].广东化工,2019,46(23):74-75.
[2]高耀.燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术探讨[J].能源与节能，2018(05):85-86.
[3]蔡铁城,黄志祥.低碳经济环境下的燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术[J].中国战略新兴产业,2018(16):70.