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【摘 要】 结合工作体验，本文首先对近年来我国火电厂大气污染排放现状进行了分析，随后主要就火电厂烟气脱硫脱硝技术进行了探讨，以期改进火电厂大气污染治理的技术措施。
【关键词】 火电厂；大气污染排放现状；脱硫脱硝技术
一、我国火电厂大气污染排放现状分析
随着工业化建设进程的不断加快，国内各领域的生产生活用电量持续增加，每年国内能源消耗量也呈上升之势。据统计数据显示，2006年国内发电能源需求量大约为2188万吨，至2011年需求量超过3437万吨，期间大约增长了57%左右。根据这一增长，预计到2050年，国内发电能源需求量将超过6657万吨。在此需要特别强调的，国内电厂尤其是火力发电厂所需的都是煤炭等原材料，在燃烧和发电过程中，产生大量的二氧化硫、硝化物，如果不经处理，直接排放到大气中，必然会对生态环境造成非常严重的污染和侵害，后果不堪设想。这样的环境，对人类的生产生活也会造成非常不利影响。
火电厂发电过程中，主要是靠燃煤产热，然后再将热能转化成电能。在此过程中或产生大量的废气污染物，主要包括二氧化硫、粉尘、一氧化碳以及硝化物和二氧化碳等废气。其中，二氧化硫和硝化物对生态环境造成的危害最大，同时也对人体健康产生严重的威胁。据统计数据显示，2010年国内工业废气排放量超过了519168亿立方米，较之于去年同期上升了大约19.1%，2012年工业废气排放量已经超过了520000亿立方米。其中，工业生产中的二氧化硫的排放量超过了1880万吨，占全国排放量85%左右。随着十二五期间的大力整治，国内SO2实际排放量、工业排放量均有一定程度的下降，但形势依然严峻。从宏观发展的视角来看，国内工业二氧化硫和硝化物排放量逐年增加，因此采用有效的措施进行脱离脱硝，成为当前生态环境保护工作的重中之重。
二、火电厂烟气脱硫脱硝技术
（一）活性炭雙脱法的利用
活性炭具有较大的比表面积。人们很早就知道活性炭能吸附SO2、氧和水产生硫酸。
早在20世纪70年代后期，日本、德国、美国在工业上开发了若干种工艺，如日立法、住友法、鲁奇法等。目前已由电厂应用扩展到石油化工、硫酸及肥料工业领域。活性炭法脱硫能否广泛应用的关键在于解决副产物稀硫酸的市场出路和提高活性炭的吸附性能。在活性炭脱硫系统中加入氨，即可同时脱除NO2。图为日本三菱活性炭法同时脱硫脱硝工艺流程。该工艺能达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱硝率。
该系统主要由吸附、解吸和硫回收三部分组成。烟气进入活性炭移动床吸附塔，通常来自空气预热器的烟气温度在120～160℃之间，正好处于该工艺的最佳温度范围。吸附塔由I、Ⅱ两段组成。活性炭在立式吸附塔内靠重力从第Ⅱ段的顶部下降至第1段的底部。烟气先水平通过吸附塔的第1段，SO2在此被脱除，然后进入第Ⅱ段后，NO2在此与喷人的氨作用被除去。在最佳温度范围内，SO2和NO2的脱除率分别可达98%和80%左右。在吸附塔的第1段，在100-200%和有氧和水蒸气的条件下，SO2被活性炭吸附生成硫酸。
通过直喷水雾冷却烟气，然后烟气进入平行的两座流化床吸收塔，同时被吸收剂脱除。吸收剂是高比表面积的浸透了碳酸钠的氧化铝球状颗粒，吸附反应在120℃下进行。主要反应式
净化后的烟气排人烟囱，用过的吸收剂送至有三段流化床的吸收剂加热器，在600℃温度下，NO被解吸并部分分解。含有解吸的NO2、热空气再循环至锅炉，与燃烧室的还原性气体中的自由基反应，NO转化为N2，并释放出CO2或H2O。从移动床再生器的吸收剂中回收硫，吸收剂上的硫化合物（主要是硫酸钠）与天然气在高温下反应生成高浓度SO2，吸收剂上的硫化合物（主要是硫酸钠）与天然气在高温下反应生成高浓度SO2和H2S。约20%的硫酸钠被还原为硫化钠，硫化钠在蒸汽处理器中水解。
（二）SO2-NO2的烟气脱硫脱硝技术
1、该工艺是由Babcock&Wilcox公司在80年代研究开发的烟气联合脱硝、脱硫和除尘的工艺，它包括脉喷人于吸收剂脱硫，选择性催化还原脱硝，冲喷射袋式除尘器除尘三大部分。操作温度在230～450℃，三种污染物的脱除在同一反应器中进行该工艺具有以下优点：
（1）SO2、NO2和粉尘在一个反应器中同时脱除；
（2）占地面积少；
（3）操作简便；
（4）改善了选择催化还原的条件；
（5）较高的脱硫、脱硝和除尘效率
2、SO2的脱除效果
在反应器入口处喷入水化石灰等吸收剂，通过控制烟气温度等来控制SO2的脱除率。当温度为440～460℃、Ca/S比为1.2时，脱硫率达76%，当Ca/S比为2时，脱硫率为87.7%。同时还发现当向水化石灰中加入磺化木质纤维素时，脱硫效率约增加8%，石灰的利用率为40%～45%。
3、NO2的脱除效果
选择沸石整体式催化剂，在390℃以上、NH3/NOX比为0.85的条件下，脱硝效率达90.7%～93%。该催化剂对温度不太敏感，在370～480℃下都能保持有较高的催化活性，SO2在该催化剂上的转化率低于0.5%。
4、粉尘的脱除
采用袋式除尘器除尘。这种除尘器在315～380℃条件下使用寿命达3700h。当粉尘积累到一定厚度时，用压力为0.3～0.4KPa的压缩空气脉动吹落粉尘。
（三）活性焦（B-F）法烟气脱硫脱硝技术
该法是用活性焦作SO2的吸附剂和NO2被NH3还原的催化剂，同时活性焦本身也参与部分还原反应。
该工艺采用两段移动床反应器，床层温度约120℃，下段吸附脱除大部分SO2，在反应器上、下段之间NO2被还原成N2和H2O。活性焦吸附剂逆流与烟气接触，从下段反应器底部输送到再生器中。再生采用燃烧的高温烟气直接加热至400～450℃，产生含SO225%～30%（体积百分比）的再生气。 该工艺具有如下优点：
1、能同时脱硫和脱硝，且效率较高；
2、采用两段式移动床反应器，逆流接触，传质效果好；
3、用活性焦作吸附剂和催化剂，可再生循环利用，成本较低，同时也避免了固定床脱硫效率逐渐下降的非稳态操作的缺点；
（四）等离子体烟气脱硫技术
等离子体烟氣脱硫技术研究始于70年代，目前世界上已较大规模开展研究的方法有两类：电子束辐照法（EB）和脉冲电晕法（PPCP）。
1、等离子体的产生机理
等离子体是指电离气体，其基本成分是电子、离子、原子以及中性粒子。只有当粒子的密度达到其建立的空间电荷并且足以限制其自身运动时，带电粒子才会对体系的性质产生显着影响。这样密度的电离气体才转变成等离子体。等离子体的状态主要取决于它的组成粒子、粒子温度以及粒子密度。
等离子体的主要发生方式包括气体放电、光电离、射线辐照、激光等离子体、激波等离子体和热电离法。按产生源，等离子体分为放电等离子体和辐照等离子体。其中，气体放电法主要指直流弧光放电、电晕放电、直流辉光放电、高频放电和微波放电。
2、研究超窄脉冲电晕脱硫脱硝技术分为以下三方面：一是超窄脉冲电晕放电对S和NOX的脱除；二是S和NOX脱除的化学反应动力学；三是脉冲电源设计；反应器的设计。1984年，Mizuno等人首先用脉冲电晕放电对模拟烟气进行脱除S的试验。
通过实验以及和电子束法进行比较，得出以下结论：正脉冲电晕对S的脱除是效果十分显着，其在能量利用率方面，至少能够达到电子束的两倍；利用短窄的脉冲电压可以获得更高的能量利用率，因为它不会因加速离子而浪费能量；正脉冲电晕比负脉冲电晕脱除S更有效。
三、结语
当前，火力发电在我国发电量总比中仍高居首位，而火电厂的大气污染问题也同样是发电行业中最为严重地。随着科学技术的不断进步，对于火电厂的烟气排放处理技术也在不断地改进和更新，烟气的脱硫脱硝技术由单一化向多样化发展，技术的不断改良，达到了更好的净化效果，进而推动了电力行业环保技术的进一步提高，同时也促进了社会环保事业的进步。
参考文献：
[1]王海舰.火电厂大气污染排放现状及烟气脱硫脱硝技术[J].科技风，2013，（23）.
[2]薛建明，柏源，陈焱.火电行业大气污染控制现状、趋势及对策[J].电力科技与环保，2014，（2）.
[3]郭永强，于晓晶.烟气脱硫脱硝技术浅析[J].能源与环境，2013，（5）.
【关键词】 火电厂；大气污染排放现状；脱硫脱硝技术
一、我国火电厂大气污染排放现状分析
随着工业化建设进程的不断加快，国内各领域的生产生活用电量持续增加，每年国内能源消耗量也呈上升之势。据统计数据显示，2006年国内发电能源需求量大约为2188万吨，至2011年需求量超过3437万吨，期间大约增长了57%左右。根据这一增长，预计到2050年，国内发电能源需求量将超过6657万吨。在此需要特别强调的，国内电厂尤其是火力发电厂所需的都是煤炭等原材料，在燃烧和发电过程中，产生大量的二氧化硫、硝化物，如果不经处理，直接排放到大气中，必然会对生态环境造成非常严重的污染和侵害，后果不堪设想。这样的环境，对人类的生产生活也会造成非常不利影响。
火电厂发电过程中，主要是靠燃煤产热，然后再将热能转化成电能。在此过程中或产生大量的废气污染物，主要包括二氧化硫、粉尘、一氧化碳以及硝化物和二氧化碳等废气。其中，二氧化硫和硝化物对生态环境造成的危害最大，同时也对人体健康产生严重的威胁。据统计数据显示，2010年国内工业废气排放量超过了519168亿立方米，较之于去年同期上升了大约19.1%，2012年工业废气排放量已经超过了520000亿立方米。其中，工业生产中的二氧化硫的排放量超过了1880万吨，占全国排放量85%左右。随着十二五期间的大力整治，国内SO2实际排放量、工业排放量均有一定程度的下降，但形势依然严峻。从宏观发展的视角来看，国内工业二氧化硫和硝化物排放量逐年增加，因此采用有效的措施进行脱离脱硝，成为当前生态环境保护工作的重中之重。
二、火电厂烟气脱硫脱硝技术
（一）活性炭雙脱法的利用
活性炭具有较大的比表面积。人们很早就知道活性炭能吸附SO2、氧和水产生硫酸。
早在20世纪70年代后期，日本、德国、美国在工业上开发了若干种工艺，如日立法、住友法、鲁奇法等。目前已由电厂应用扩展到石油化工、硫酸及肥料工业领域。活性炭法脱硫能否广泛应用的关键在于解决副产物稀硫酸的市场出路和提高活性炭的吸附性能。在活性炭脱硫系统中加入氨，即可同时脱除NO2。图为日本三菱活性炭法同时脱硫脱硝工艺流程。该工艺能达到90%以上的脱硫率和80%以上的脱硝率。
该系统主要由吸附、解吸和硫回收三部分组成。烟气进入活性炭移动床吸附塔，通常来自空气预热器的烟气温度在120～160℃之间，正好处于该工艺的最佳温度范围。吸附塔由I、Ⅱ两段组成。活性炭在立式吸附塔内靠重力从第Ⅱ段的顶部下降至第1段的底部。烟气先水平通过吸附塔的第1段，SO2在此被脱除，然后进入第Ⅱ段后，NO2在此与喷人的氨作用被除去。在最佳温度范围内，SO2和NO2的脱除率分别可达98%和80%左右。在吸附塔的第1段，在100-200%和有氧和水蒸气的条件下，SO2被活性炭吸附生成硫酸。
通过直喷水雾冷却烟气，然后烟气进入平行的两座流化床吸收塔，同时被吸收剂脱除。吸收剂是高比表面积的浸透了碳酸钠的氧化铝球状颗粒，吸附反应在120℃下进行。主要反应式
净化后的烟气排人烟囱，用过的吸收剂送至有三段流化床的吸收剂加热器，在600℃温度下，NO被解吸并部分分解。含有解吸的NO2、热空气再循环至锅炉，与燃烧室的还原性气体中的自由基反应，NO转化为N2，并释放出CO2或H2O。从移动床再生器的吸收剂中回收硫，吸收剂上的硫化合物（主要是硫酸钠）与天然气在高温下反应生成高浓度SO2，吸收剂上的硫化合物（主要是硫酸钠）与天然气在高温下反应生成高浓度SO2和H2S。约20%的硫酸钠被还原为硫化钠，硫化钠在蒸汽处理器中水解。
（二）SO2-NO2的烟气脱硫脱硝技术
1、该工艺是由Babcock&Wilcox公司在80年代研究开发的烟气联合脱硝、脱硫和除尘的工艺，它包括脉喷人于吸收剂脱硫，选择性催化还原脱硝，冲喷射袋式除尘器除尘三大部分。操作温度在230～450℃，三种污染物的脱除在同一反应器中进行该工艺具有以下优点：
（1）SO2、NO2和粉尘在一个反应器中同时脱除；
（2）占地面积少；
（3）操作简便；
（4）改善了选择催化还原的条件；
（5）较高的脱硫、脱硝和除尘效率
2、SO2的脱除效果
在反应器入口处喷入水化石灰等吸收剂，通过控制烟气温度等来控制SO2的脱除率。当温度为440～460℃、Ca/S比为1.2时，脱硫率达76%，当Ca/S比为2时，脱硫率为87.7%。同时还发现当向水化石灰中加入磺化木质纤维素时，脱硫效率约增加8%，石灰的利用率为40%～45%。
3、NO2的脱除效果
选择沸石整体式催化剂，在390℃以上、NH3/NOX比为0.85的条件下，脱硝效率达90.7%～93%。该催化剂对温度不太敏感，在370～480℃下都能保持有较高的催化活性，SO2在该催化剂上的转化率低于0.5%。
4、粉尘的脱除
采用袋式除尘器除尘。这种除尘器在315～380℃条件下使用寿命达3700h。当粉尘积累到一定厚度时，用压力为0.3～0.4KPa的压缩空气脉动吹落粉尘。
（三）活性焦（B-F）法烟气脱硫脱硝技术
该法是用活性焦作SO2的吸附剂和NO2被NH3还原的催化剂，同时活性焦本身也参与部分还原反应。
该工艺采用两段移动床反应器，床层温度约120℃，下段吸附脱除大部分SO2，在反应器上、下段之间NO2被还原成N2和H2O。活性焦吸附剂逆流与烟气接触，从下段反应器底部输送到再生器中。再生采用燃烧的高温烟气直接加热至400～450℃，产生含SO225%～30%（体积百分比）的再生气。 该工艺具有如下优点：
1、能同时脱硫和脱硝，且效率较高；
2、采用两段式移动床反应器，逆流接触，传质效果好；
3、用活性焦作吸附剂和催化剂，可再生循环利用，成本较低，同时也避免了固定床脱硫效率逐渐下降的非稳态操作的缺点；
（四）等离子体烟气脱硫技术
等离子体烟氣脱硫技术研究始于70年代，目前世界上已较大规模开展研究的方法有两类：电子束辐照法（EB）和脉冲电晕法（PPCP）。
1、等离子体的产生机理
等离子体是指电离气体，其基本成分是电子、离子、原子以及中性粒子。只有当粒子的密度达到其建立的空间电荷并且足以限制其自身运动时，带电粒子才会对体系的性质产生显着影响。这样密度的电离气体才转变成等离子体。等离子体的状态主要取决于它的组成粒子、粒子温度以及粒子密度。
等离子体的主要发生方式包括气体放电、光电离、射线辐照、激光等离子体、激波等离子体和热电离法。按产生源，等离子体分为放电等离子体和辐照等离子体。其中，气体放电法主要指直流弧光放电、电晕放电、直流辉光放电、高频放电和微波放电。
2、研究超窄脉冲电晕脱硫脱硝技术分为以下三方面：一是超窄脉冲电晕放电对S和NOX的脱除；二是S和NOX脱除的化学反应动力学；三是脉冲电源设计；反应器的设计。1984年，Mizuno等人首先用脉冲电晕放电对模拟烟气进行脱除S的试验。
通过实验以及和电子束法进行比较，得出以下结论：正脉冲电晕对S的脱除是效果十分显着，其在能量利用率方面，至少能够达到电子束的两倍；利用短窄的脉冲电压可以获得更高的能量利用率，因为它不会因加速离子而浪费能量；正脉冲电晕比负脉冲电晕脱除S更有效。
三、结语
当前，火力发电在我国发电量总比中仍高居首位，而火电厂的大气污染问题也同样是发电行业中最为严重地。随着科学技术的不断进步，对于火电厂的烟气排放处理技术也在不断地改进和更新，烟气的脱硫脱硝技术由单一化向多样化发展，技术的不断改良，达到了更好的净化效果，进而推动了电力行业环保技术的进一步提高，同时也促进了社会环保事业的进步。
参考文献：
[1]王海舰.火电厂大气污染排放现状及烟气脱硫脱硝技术[J].科技风，2013，（23）.
[2]薛建明，柏源，陈焱.火电行业大气污染控制现状、趋势及对策[J].电力科技与环保，2014，（2）.
[3]郭永强，于晓晶.烟气脱硫脱硝技术浅析[J].能源与环境，2013，（5）.