Discussion on Desulfurization and Environmental Protection of Coal-fired Power Plants
王娜 WANG Na
（内蒙古蒙东能源有限公司，呼伦贝尔 021000）
（Inner Mongolia Mengdong Energy Co.，Ltd.，Hulunbeier 021000，China）
摘要：能源的发展和使用将会对环境有不同层次的伤害，能够造成空气污染的重要有害物质的其中之一就是燃煤电厂排泄放出的二氧化硫，我国能源环境方面所出现的一些缺陷已经变成了马上需要被解决的实际和决策性的问题。由于我国把环境保护作为基本国策之一给实施执行，电力行业产生了大部分的二氧化硫，所以，电力行业就成为了减少二氧化硫排放量的主要行业，燃煤电厂作为传统的发电厂，去硫工艺也有了巨大的进步。本文说明了脱硫工艺对于环境保护的重要意义，介绍了几种脱硫技术，希望能够起到借鉴意义。
Abstract: The development and use of energy will have different levels of harm to the environment, can cause air pollution of one of the important harmful substances is sulfur dioxide emissions from coal-fired power plants, China's energy and environmental problems have become a number of practical and decision-making problems that need to be solved immediately. Due to the implementation of environmental protection as one of China's basic national policies, the electric power industry produces most sulfur dioxide, so the electric power industry has become the main industry to reduce sulfur dioxide emissions. As a traditional power plant, coal-fired power plants have also made great progress in sulfur removal technology. This paper illustrates the importance of desulfurization technology for environmental protection, and introduces several desulfurization technologies, hoping to play a reference role.
关键词：燃煤电厂；脱硫技术；环保
Key words: coal-fired power plant；desulfurization technology；environmental protection
中图分类号：TM6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）23-0178-02
0 引言
我国是一个产煤大国是人所共知的，然而，伴随知识与技术密集产业的繁荣，人们也就越来越需要能量。当前来看，我国的发电站是以传统的燃煤发电为主要的发电形式，国内的大量煤矿里面会有很多硫化物（电正性很强的金属或非金属与硫形成的一类化合物）和氧化物（氧元素与另外一种化学元素组成的二元化合物）。倘若对燃煤过程中产生的危害置之不理，那么则会给自然环境造成很大的危害，会让人与自然的和谐发展受到阻碍。所以说，对于电力行业尤其是传统的发电厂来说，去硫工艺已经成为了它们技术研发的重头戏。
我国是煤炭和生产消费大国，根据文件《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》中对“超低排放”的定义：在基准氧含量6%条件下，烟尘不超过10mg/m3、二氧化硫不超过35mg/m3、氮氧化物不超过50mg/m3。2018年以来山西省累计查处重点排污企业2124家，已完成整改1107家，整改完成率52%；陕西省限期整改2931家，停产治理191家，关停取缔644家；山东已关停整顿化企2667家等。环境问题也与人们的生活息息相关，燃煤过程中的排放物以及一些其他东西会对环境造成大量的污染，因此，我们需要从多方面进行整治，减少污染。
1 电厂脱硫对环保的重要性
在经济飞速发展的同时，造成空气污染的重要有害成分即二氧化硫（最常见的硫氧化物）和氮氧化物（包括多种化合物，有不同程度的毒性）的数量由于煤炭的燃烧也在快速增加。据数据资料调查显示，我国每年二氧化硫和氮氧化物的排放量分别约为770万吨和2400万吨。二氧化硫和氮氧化物的排放会给人类和自然环境带来严重的灾难，会伤害人的身体健康，很大程度的破坏环境，具体举例来说，二氧化硫和氮氧化物是导致“酸雨”和“酸雾”的关键因素，氮氧化物与碳氢化合物（只由碳和氢两种元素组成的有机物）二者联系起来可以形成光化学烟雾。我国每年由于二氧化硫和氮氧化物形成的酸雨导致的经济所致高达1100亿元，占GDP的百分之七到百分之八之间。在我国，二氧化硫和氮氧化物百分之九十的来源来自于燃烧煤炭，所以说去硫脱氮是我国整治处理煤炭燃烧造成的污染和改进大气环境的极其重要的目的。
2 燃煤电厂脱硫技术分析
最近几年，由于环境保护的需求增加和脱硫工艺的进步，在我国刚刚建起来的燃煤电厂主要的技术发生了一些改变，脱硫装置取消旁路，取消烟气换热器，脱硫风机和引风机相结合等。燃煤电厂去硫工艺的过程分为燃烧前、中、后。
2.1 燃烧前脱硫技术
传统的去硫方式是通过应用物理、化学、生物等办法把硫从煤炭中剔除，投入资金多，花费的本钱多，还没有主动去推行运用。伴随科技的持续进步，有人提出要从根本上去把控二氧化硫，主要方法就是洗煤和相互联系的集成煤气利用多种热力学循环串联来获得更高热效率的工艺，不准挖掘含硫量高的煤炭，含煤地层中沉积硫铁矿必须尽可能多的去选择，这是从根本上把控硫氧化物。
2.2 燃烧中脱硫技术
燃烧中脱硫是指燃料在燃烧时脱去含硫化合物的措施。它不仅能够做到脱硫，减少硫氧化物的排放，还可以使实际循环的有效功与所消耗热量的比值更大，减少燃料的耗损。就目前来看，发展相对完善的有硫化床燃烧脱硫技术（反应在气、固、液三相中进行，利用烟气显热蒸发水分，最终产物为干粉态）和炉内喷钙技术（把干的吸收剂直接喷到炉膛的气流中，里面的热量使吸收剂煅烧成CaO粒子,粒子与二氧化硫生成的反应产物被除尘设备捕获）。为了能够在单位时间内脱硫完成的工作量更多，而且投入资金更少，以缓解因为去硫而造成的经济压力，使得硫化床燃烧脱硫技术又一次受到人们的关注，并且很迅速的就得到了广泛应用。
2.3 燃烧后脱硫技术
燃烧后脱硫技术其实就是烟气脱硫，其基本原理是中和酸碱反应，是避免二氧化硫释放到大气中的最终防地。烟气中的二氧化硫是酸性物质，通过与碱性物质发生反应，生成亚硫酸盐或硫酸盐，从而将烟气中的二氧化硫脱除。共分为湿法、半干法和干法三种脱硫方法。湿法烟气脱硫技术是指吸收剂为强碱性的液体或浆液。由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率高。半干法烟气脱硫技术主要包括旋转喷雾干燥法和吸着剂喷射法，在这里着重介绍旋转喷雾干燥法。这个方法是美国和丹麦共同研发制造出来的工艺。该法利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥，完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。这个方法主要有四个步骤：首先，制作准备好吸收剂；其次，吸收剂浆液雾化；再次，雾粒与烟气混合，吸收二氧化硫并被干燥；最后，排放出脱硫过程中产生的废渣。这种做法和湿法脱硫相比较，具有设置装备简易，投资和运行费用少，占地面积小等特点。干法采用固体粉末或颗粒为吸附剂，干法脱硫后烟气仍具有较高的温度（100℃），排出后易扩散。主要有炉内喷钙法和活性炭法。这里重点叙述活性炭法。活性炭法是利用活性炭的活性与较大的比表面积使烟气中的二氧化硫在活性炭表面上与氧及水蒸气反应生成硫酸而被吸附。吸附以后的活性炭经再生，可以获得硫酸，液体二氧化硫，单质硫等产品。这种方法既可以有效的把控二氧化硫的排出，还可以回收硫资源，该法不仅可以控制二氧化硫的排放，还能回收硫资源，是一种未来发展道路比较光明的一种脱硫工艺。选择脱硫技术时，除了考虑脱硫效果外，还应看该方法的综合技术经济指标，从投资额、技术成熟程度、废料和二次污染处置的难易程度和吸收剂的来源是否广泛和价格高低等方面考虑，选择最合适的方法。
3 燃煤电厂的环保分析
最近几年，我国许多地方遭受到PM2.5的破坏，雾霾天气经常出现。导致这种结果的很大一部分原因就是燃煤电厂排出的对空气有危害的污染物。所以，对于燃煤电厂来说，环境保护的做法主要从以下几方面做起。
3.1 大气污染物
大气污染物就是由于人类活动或自然过程排入大气的并对人和环境产生有害影响的那些物质。国家对于这些有害物质都有严格的排放规定和准则，对于燃煤电厂来说，对空气有害的主要物质有二氧化硫、悬浮颗粒物、氮氧化物等。因为燃煤电厂建造的时间各不一样，所以就有了三个不一样的依照时间不同的排放规定。在1996年12月31日以前建成的电厂，需要按照第一时间阶段的排放准则进行实施，这个时间阶段排放的悬浮颗粒物的浓度最高不能超出50mg/m3。在1997年1月1日到标准生效的期间内所建成的电厂需要按照第二时间阶段的排放准则进行实施，这个时间阶段规定排出的烟尘最高不得多于600mg/m3。二氧化硫的浓度最高不能高于2000mg/m3，每日的排出量不能超出500吨。燃煤电厂的氮氧化物最多不能多于750mg/m3。现在，燃煤电厂能够减少有害物质的排出量的两个比较关键方法就是增加单位时间内烟气的除尘量和增加对烟气进行脱硫处理的塔式设备的含湿量。
如今，燃煤电厂的脱硝工艺重点有以下几种：低NOx燃烧技术（也称为炉内脱氮，采用各种燃烧技术手段来控制燃烧过程中NOx的生成，又称低NOx燃烧技术）；炉膛喷射法（炉膛喷射法实质是向炉膛喷射还原性物质，可在一定温度条件下还原已生成的NOx，从而降低NOx的排放量。包括喷水法、二次燃烧法、喷氨法等）；选择性催化还原法（在催化剂的作用下，利用还原剂（如NH3、液氨、尿素）来“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒无污染的N2和H2O），湿法脱硝（先用氧化剂将难溶的NO氧化为易于被吸收的NO2，再用液体吸收剂吸收）等。这几种方法中单位时间内脱硝最多的是选择性催化还原法，这种方法也是当前发展最为完善的方法。
3.2 废渣污染
燃煤后会形成一种废渣粉煤灰，这种废渣可以说是废弃物也可以说是一种资源。粉煤灰颗粒小，会污染空气，土地，以及对人体和其他生物造成一定的危害，排进水里又会对水资源以及水里的生物制造危害。
3.3 废水
燃煤电厂每年会产生大量的废水，造成环境的重度污染，而燃煤电厂为了最后能够把排放量控制在国家排放规定内，所使用的减少废水排出量的重要方法就是安置装配废水治理的设置装备，对废水进行分门别类、按级别进行治理。
3.4 噪音
燃煤电厂会产生噪音，对周边居民造成影响，而降低噪音污染的关键手段就是安置装配消音的设置装备，在工厂的边缘外面建隔音效果比较好的墙或者是在工厂周边植树种草。
4 结束语
目前来看，环境保护这个主题越来越引起全世界的注意，我国也认识到环境保护的意义所在。脱硫技术可以降低二氧化硫的排出，减少对空气的危害，从而减小对人和自然环境的伤害程度。所以说，每个电厂可以依据自己的现实状况，来采取最行之有效的脱硫工艺。
参考文献：
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