引言

当前，我国对电能的需求量不断增加，而燃煤发电又是最主要的发电方式之一。煤作为燃煤发电的主要燃料，其燃烧过程中释放出大量的空气污染物，不仅污染了人类生活的自然环境，而且危害了人类的健康。脱硫脱硝技术可以控制二氧化硫、氮氧化物等有害物质。因此，脱硫脱硝技术的研究对推动社会的可持续发展有着积极的作用。

一、火力发电厂脱硫脱硝技术发展现状

随着能源消耗的不断增加，环境的污染也随之出现，这是一个值得关注的问题。火力发电厂的二氧化硫是最主要的污染物。SO2会形成像酸雨一样的环境，对空气造成污染，对人类的日常生活造成很大的影响。目前，国内所使用的脱硫脱硝技术，以意大利，日本，美国为代表，都是比较成熟的技术。在此基础上，提出了一种新的、新的、具有自主知识产权的新方法。热电厂的脱硫、脱氮工程是一个很复杂的工程，需要的设备种类很多。对促进我国机电产品的发展，促进新的产业链的形成，起到了积极的作用。工业的发展能够推动我国经济的持续发展，但是在工业领域，大多数的烟气都没有达到活性温度，这样就会引起还原剂与SO2的反应，生成的新物质会堵塞催化剂的孔隙。目前，我国的脱硫脱硝技术体系还不完善，因此，电厂必须在这方面投入更多的资金，并对相关技术进行创新，从而提高烟气处理的效率。

二、脱硫脱硝系统存在的主要问题分析

（一）煤质不稳定。近年来，随着燃煤用量的不断增大，加之火电厂燃煤资源的不稳定，造成了燃煤品质良莠不齐，煤种非常混乱，使得火电厂燃煤品质大大降低。由于煤的混杂，使得其偏离了原来的设计，同时也改变了锅炉的燃烧状况，造成了锅炉失效率的增加。有些火力发电厂由于其所处的地理位置和环境等原因，其脱硫脱硝系统的运行状况并不稳定，其含硫量常常超过设计值。对此，有关单位采取了采用多个泥浆循环泵的办法加以解决。然而，该装置连续24小时连续运转，其脱硫率仍偏高。由于煤质不佳，导致系统除尘效率下降，导致有害烟气和浆料含尘量超标。灰尘微粒也会阻塞过滤器。由于硫含量过高，会超出脱硫装置的操作负荷，从而使脱硫效果下降。

（二）脱硫脱硝系统易堵塞。火力发电厂是否能够正常稳定地运转，其主要原因是系统的结垢、堵塞。这种情况在脱硫系统中是常见的。通过调查了解到，容易造成设备结垢和堵塞的部位有如下几个：第一，泥浆喷淋喷嘴和设备喷气孔处经常会出现堵塞问题。第二，除雾装置易出现结垢问题。第三，在结晶区，因为结晶区的黏稠度较高，所以在结晶区，会形成一种淤泥状的物质，因为结晶区的特殊性，会形成一种亚硫酸盐晶体。四是烟气脱硫系统常出现的结垢和堵塞现象。如果这里发生阻塞，将会降低气流的流动速率，增大阻力，从而造成风机的能耗增大，从而对锅炉的安全运行造成很大的威胁。根据调查，造成这种情况的原因有三个，一是因为除尘器的除尘效率太低，没有得到很好的控制，灰分与湿气发生了反应，形成了一种胶结物，从而造成了这种情况。第二是由于除雾器运行不佳，使混合气中的石灰粒子过多，造成了装置的堵塞。第三是烟气脱硝脱硫系统的吹灰量不足。

（三）相关设备被腐蚀。目前，国内采用的是湿法脱硫，采用的是气－液反应吸收并熔融SO2的方法。因硫化物及氯离子而引起的设备腐蚀。石膏法脱硫系统中，再生塔、阀等部位易受腐蚀。再吸收塔内，腐蚀最为严重，主要出现在吸收塔内，且再吸收塔外。在较高的温度下，烟气易形成酸雾，黏附于机械式管道的壁面，造成管道的腐蚀。这主要是因为在石灰石再循环的泥浆中含有大量的氯。烟气中的组分浓度对吸收塔的腐蚀有很大的影响。烟气中含有的酸性气体可能会侵蚀除雾器。

（四）脱硫脱硝技术的问题。当前所采用的脱硫脱硝技术，以石灰石－石膏湿法为主，比较成熟，在我国沿海一带及中、东部地区，实施超低排放投资不大，净烟气也基本能满足要求，但在西部及西南地区，由于原烟气含硫高，使得脱硫系统浆液 pH较难维持，系统腐蚀和长周期的高脱硫效率运行是个严重的挑战，在应用该技术的过程中，若系统故障或控制不当，仍有出现石膏雨的现象。这样的雨水，将会给周边的人们带来很大的危害，对他们的身体和心理都会有很大的影响。

三、脱硫脱硝系统应用措施分析

（一）脱硫技术在火力发电厂的应用

1.石灰石－石膏湿法技术。石灰石-石膏湿法脱硝技术是当前火力发电厂最常用的脱硝技术，其原理是将液体石灰/石灰石吸附剂喷射到吸收器中，净化烟气中的SO2。该系统包括烟气处理系统、石灰石浆配制系统、二氧化硫吸收系统、石膏脱水系统、脱硫废水处理系统、过程用水系统等。这项技术具有效率高，工艺路线成熟可靠，对煤种变化适应性强等优点，而且，在采用这项技术进行脱硫的过程中，不会产生采用其他技术时容易产生的污染气体，即，这项技术可以最大限度地减少脱硫工作对环境造成的污染。但是这种方法也有一些不足之处，比如用水多，设备复杂。

2.活性炭纤维脱硫技术。众所周知，活性炭在吸附上的优势，所以，若热电厂在发电时产生的烟气中含有水蒸气和氧气，则在活性炭吸附SO2的过程中，除了发生物理变化，还会发生化学变化。这一现象的产生，主要是由于活性炭的催化作用，所以，在吸附二氧化硫的过程中，二氧化硫与氧气发生氧化反应，生成三氧化硫，三氧化硫与水蒸气发生反应后，就会产生大量的H2SO4，活性炭的吸附量自然会增大。从活性炭纤维催化剂的构成来看，该催化剂在通常情况下，是由有机碳纤维进行炭化和活化而形成的，采用活性炭纤维法在火力发电厂内进行相应的脱硫，脱硫效率可达95%以上，单位脱硫剂所具有的脱硫能力比活性炭脱硫要高。在对烟气进行脱硫时，与上面提到的石灰石－石膏湿法技术一样，活性炭纤维脱硫技术也很受设计人员的关注。相对于其他常用的脱硫工艺，该工艺的优点在于操作简单，效率高。但是，这一工艺也有其不足之处，即投资大，操作成本高。

（二）脱硝技术在火力发电厂的应用

1.干法脱硝技术。采用干法脱硝技术对热电厂所产生的烟气进行脱硝，其特征在于，在脱硝过程中，选择并应用气态反应剂，将氮氧化物转化为氮气和水，从而达到进行脱硝的目的。在该脱氮技术的实践中，以催化还原为主，同时也可以采用氧化铜来达到脱氮的目的。当前，尽管随着科学技术的发展，火电厂使用的技术越来越多，但干法脱硝技术依然是设计人员的首选。

2.湿法脱硝技术。采用湿法脱硝技术对热电厂所产生的烟气进行脱硝，应先将一氧化氮转化为二氧化氮，再添加水或其他有吸收能力的物质，从而实现脱硝。在应用该技术进行烟气脱硫时，应充分考虑脱硫过程中的局部反应。对比脱硫技术与脱硝技术，可以看出，在复杂程度上，脱硫技术要比脱硝技术更简单，即，脱硝技术有着明显的特殊性，所以，不管是在实验研究还是在实际应用中，设计人员都应该注意这一点，避免将脱硫技术移植到脱硝技术上。

（三）联合脱硫脱硝技术在火力发电厂的应用

随着研究的深入，脱硫脱硝技术在热电厂的应用有了长足的进步，针对烟气的脱硫脱硝工作也取得了比以往更好的成果，但这并不意味着脱硫脱硝技术已经趋于成熟，恰恰相反，在有关技术的应用中，还存在着比较显著的缺陷，如何将脱硫脱硝结合起来，确保有关工作的有效开展，自然而然地成为有关人员关心的焦点。联合脱硫脱硝技术包含了多种脱硫脱硝技术，如同步脱硫脱硝、半干喷雾脱硫脱硝、循环流化床脱硫脱硝等，其组成可划分为三种技术，分别为活性焦-活性碳法、 SONXTM复合脱硫脱硝和 SNRBTM复合脱硫脱硝，其中， SNOXTM复合脱硫脱硝技术所采用的化学原理是以二氧化硫的催化反应和催化还原法的催化反应为基础，将这两种催化反应相结合，确保了对烟气的脱硫脱硝工作可以达到预期的效果。SNR联合脱硫脱硝技术是将高温布袋除尘器应用于烟气中，达到净化烟气中所含氮氧化物和二氧化硫的目的。这两种脱硫脱硝技术各有千秋，前者主要是利用催化将二氧化硫转变为三氧化硫，之后在冷凝塔中制备硫酸，氨气中的氮氧化物在催化作用下被还原为水和氮气，该技术的缺点主要有两个，一是硫酸储存比较困难，二是硫酸运输比较困难，但是它的优点也很明显，其中脱硫率和脱效率均在95%以上。对周边环境无二次污染。后者则具有对设备管道腐蚀较弱、占地面积相对较小等优点，尽管该项技术的脱硫率可达80%，脱硝率可达90%，但相对于 SNOXTM联合脱硫脱硝技术，一般较低。活性焦/活性炭工艺的优点是成本较低、工艺简单和吸附剂来源较广，利用该项工艺进行的脱硫脱硝工作本质上讲，是将吸收的烟尘进行消解，并将消解后产生的产品进行回收的过程。将烟尘吸入吸附塔，其中的二氧化硫与烟尘中的氧发生反应，生成三氧化硫，然后与水发生反应，生成硫酸，然后被活性焦微孔吸收，实现二氧化硫的去除，最终，烟尘中的 NOx与氨气发生反应，生成水和氮气。当化学反应逐渐进行时，设计者应牢记活性炭的易挥发性，以防止管线的腐蚀。

（四）同时脱硫脱硝技术在火力发电厂的应用

随着现代科学技术的不断发展，许多切实可行的新的废气处理技术被引入到烟气治理中，比如高效液相催化氧化法以及膜分离技术等，必将在将来推动技术成熟可行的治理方法的出现。虽然在众多的处理技术中，每一项都有其自身的优势，但是其中大部分都还处在实验研究的阶段，其中很多技术在降低能耗、降低投资、降低二次污染等方面都存在着一定的不足之处。目前，在国际上比较常见的同时脱硫脱硝技术有电晕放电法，光催化氧化法，电子束照射法等。其中，最被人们看好的技术是电子束照射法，它是众多烟气净化技术之一，其实质是将以氮氧化合物、二氧化硫为代表的气态污染物放入能等较高的离子束下，经过氧化反应生成相应的硫酸和硝酸，再与烟气中所含氨气发生化学反应，生成白色颗粒、无色晶体以及硝酸铵。值得指出的是，这项技术还存在着许多不完善之处，比如对副产品进行收集的难度较大，加速器耗能大，氨气泄漏，以及设备不具备应有的可靠性等，同时，这项技术的优势也非常显著，通过这项技术来完成脱硫脱硝工作，不会产生大量污染物，高达90%的脱硫率和80%的脱效率，这也说明了该项技术的必要性。

（五）脱硫脱硝技术今后的发展方向与前景

随着工业化进程的加快，人类对资源、能源地要求越来越高。在此基础上，提出了一种新的可持续发展模式，并提出了新的解决方案。随着新世纪的到来，人们面临着日益严重的环境问题，如何制定出一系列有效的对策，成为人们普遍关心的问题。随着电力工业的迅速发展，一系列的环境污染问题日益突出。从当前的发展状况来看，与国际先进水平比较，我国电力行业的脱硫脱硝技术还存在着很大的差距，这就要求电力企业既要努力又要努力。首先，要在满足生产要求的前提下，根据实际情况，选择合适的脱硫、脱氮技术，使脱硫、脱氮技术在满足生产要求的前提下，实现节能减排。其次，为进一步提升热电厂烟气脱硫脱硝作业的效能，需加强对一系列反应动力学机制的研究，以实现对烟气脱硫脱硝作业的有效控制。最后，将强化催化技术应用于热电厂脱硫脱硝领域，实现各类催化剂的高效利用，从而达到节能降耗目的。

结论

从以上所描述的内容来看，为了确保针对火力发电厂所开展的脱硫脱硝工作可以取得良好的效果，很有必要结合实际需求，对开展相关工作时所需应用到的技术进行研究。本文对传统及新兴的脱硫脱硝技术进行了讨论，既阐述了每一种技术的优点，也指出了其存在的缺陷，期望本文所讨论的内容能给研究人员带来一些启发，为后续的脱硫脱硝技术的完善提供一些帮助，从而保证我国电力事业的顺利发展达到对大气污染进行有效控制的目的。

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