电厂烟气治理及脱硫脱硝技术分析论文_丁一

电厂烟气治理及脱硫脱硝技术分析论文_丁一

丁一

神华准能矸电公司 内蒙古 鄂尔多斯 010300

摘要:脱硫脱硝技术在电厂烟气治理的过程中的应用能够极大的保护环境,避免受到较大的污染。为构建和谐社会及发展电厂发挥着巨大的作用。脱硫脱硝技术在烟气治理中具有明显的时效性,在解决环境问题的时候具有积极意义。电厂为了能够实现长远发展,需要对脱硫脱硝技术持续的进行创新,积极吸收先进的技术经验,不断地突出脱硫脱硝技术的功能。国家要支持脱硫脱硝技术的创新活动的开展,提供有力的政策引导和资金支持。这样才能够为电厂烟气治理工作的开展提供重要的保障。

关键词:电厂;烟气治理;脱硫脱硝;技术

1 电厂烟气脱硫脱硝的原理和方法

1.1 电厂烟气脱硫的原理和方法

为实现电厂SO2的污染控制目标,各国研究人员已经研发出很多锅炉控制SO2技术,

1.2 电厂烟气脱硝的原理和方法

第一,SCR工艺。作为目前我国电厂广泛采用的烟气脱硝工艺,SCR是将还原剂NH3喷入锅炉省煤器下游300~400℃的烟道内,在催化剂作用下将烟气中NOx还原为H2O和N2。第二,SNCR工艺。SNCR工艺是利用机械师喷枪将氨基还原剂(如氨水、尿素等)溶液雾化成液滴喷入炉膛,热解生成气态NH3,在950~1050℃的温度区域和没有催化剂的条件下,NH3和烟气中的NOx发生选择性非催化还原反应,NOx被还原为H2O和N2。其主要反应为:

①以尿素为还原剂时的反应如下:

CO(NH2)2→2NH2+CO

NH2+NOx→H2O+N2

O+NOx→N2+CO2

②以氨为还原剂时的反应为:NH3+NOx→H2O+N2。

③如果炉膛内的温度超过反应温度窗口时,NH3会被氧化为NOx,其反应为:NH3+O2→NOx+H2O。

第三,SNCR-SCR工艺。SNCR-SCR工艺综合了SCR工艺和SNCR工艺的优点,其具有两个反应区(SNCR反应区和SCR反应区),首先在炉膛中的SNCR反应区(第一反应区)内进行初步脱氨,然后SNCR反应区中没有消耗完的NH3作为下游SCR的还原剂,在SCR反应区(第二反应区)中进行进一步脱氨。理论上,SNCR反应区在脱除部分NOx的同时会为后面的催化法脱硝提供所需的氨,但是控制好氨的分布以适应NOx的分布改变却十分困难,因此通常SNCR-SCR工艺需要在SCR反应器中安装一个辅助氨喷射系统,准确地试验和调节辅助氨喷射来改善氨在反应器中的分布。

2 烟气脱硫脱硝技术的分析

在解决电厂烟气污染问题的过程中存在很多的方法,例如在治理二氧化硫问题的时候,人们常常采用烟气脱硫、燃烧脱硫等途径,其中烟气脱硫是大型机组最常采用的脱硫方法。早在上个世纪七十年代,我国就开展了一系列的烟气脱硫研究,研究人员利用化学反应法、催化法、吸收法等研究出了碘活性炭法、亚钠循环法、石灰石―石膏法等。燃烧脱硫改进了燃烧的过程,将燃烧过程分段,利用送风、降温等方法使燃气重复循环,进而降低燃烧过程中产生的硫化合物。现阶段用来完成烟气脱硫的方法很多,总得来说可以分为两种:干法和湿法。从现阶段电厂对这两种方法的运用情况来说,湿法烟气脱硫装置使用的范围更加的广泛,这种方法的优势非常的明显,但是缺点在于投入的成本也比较大,设备泄露、腐蚀问题出现的概率也比较大。在众多湿法烟气脱硫技术中,最常采用的是石灰石―石膏法,石灰石―石膏法的工作原理是石灰石浆液可以和二氧化硫发生反应,石灰石浆液吸收了二氧化硫,进而完成了脱硫的目的,在这个反应过程中,会产生副产品石膏。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与其他脱硫方法相比,石灰石―石膏法的优势有如下两个:第一,以石灰石为脱硫反应的反应物,反应物来源广泛、成本低;第二,石膏副产品不存在严重的二次污染,还可以进行重复使用。

干法烟气脱硫装置的优点在于低能耗、工艺简单,另外因为不存在净化烟气重复加热的情况,可以有效地节约能源,但是缺点在于技术要求较高,操作难度较大,因此在实际的应用中存在较大的局限性。总的来说,现阶段我国的脱硫技术已经得到了比较好的发展,各种新技术应运而生,脱硫设备的配置也已经朝着多元化的方向不断的发展,各种新技术,更使得脱硫的效果取得了让人欣慰的结果。

SNCR 技术或 SCR 技术(选择性非催化还原技术)是现阶段脱硝过程中最常采用的方法,具体的操作方法是在能够实现脱硫反应的温度下加入还原剂,还原烟气中的氮氧化合物,使之变成不存在污染的氮气和水。此反应往往能够取得非常好的效果,但是就反应本身而言,需要还原剂参与反应,且温度较高,这又在一定程度上增加了操作的难度。

3 脱硫脱硝技术的应用

电厂对环境的污染较大,产生的烟气中含有大量的有害物质,其中二氧化硫等氮氧化合物的含量最高,因此控制二氧化硫的含量就是控制烟气污染最有效的措施。电厂处理二氧化硫的方法较多,最常用的两种方法为:烟气脱硫、燃烧脱销。这两种方法大幅度降低了有害气体的排放,改善了环境污染问题。

3.1 脱硫技术的应用

脱硫技术主要针对的是煤炭中含有的硫成分,在燃烧前、燃烧中、燃烧后,均需要进行物理法脱硫技术,即根据磁特性降低煤炭中硫元素的含量。在燃烧过程中,技术人员采用的化学法脱硫技术,即高温燃烧煤炭的时候,向其中添加固硫剂,固硫剂会与含硫化合物发生化学反应,最终生成硫酸盐,随后将硫酸盐与残渣一起排除。完成燃烧后,为了避免二氧化硫排放到空气中,需要采用FGD脱硫法,即采用干法、半干法、湿法脱硫。干法脱硫指的是利用颗粒状吸收剂或者粉状吸收剂使二氧化硫发生催化反应,降低二氧化硫排放量,此法反应时间较强,但是所需的成本较低,而且容易操作,所以在除硫工作中得到了广泛应用。半干法脱硫值得是,在高温状态下,碱性粉末与二氧化硫发生反应生成固态粉末,此法操作简单,所需的设备较少,所以在电厂中也受到了青睐。湿法脱硫则将强碱性溶液当作吸收二氧化硫的器皿,同时辅以石膏吸硫,脱硫效果较好,在低硫煤、中硫煤、高硫煤中均得到应用。

3.2 脱硝技术的应用

电厂应用脱硝技术是为了去除烟气中的氮氧化合物,具体就是降低燃烧中、燃烧后氮氧化合物的生成。为了降低生成的氮氧化合物的含量,手续ian可以降低锅炉内氧气含量,尽量减少煤气在高温状态下的反应时间,即应用粉末吸附法、催化还原反应、溶液内反应等,降低氮氧化合物的含量,其原理与操作手段与脱硫技术相同。粉末吸附法最好选择活性炭等吸附功能较好的物质;催化还原尽量选取氮元素化合价元素;溶液内反应则应该选择强碱性溶液。再者,在具体操作中还可以应用电子束处理技术,即用电子束照射烟气,电子束的能量在0.8MeV-1MeV范围内,其能够使二氧化硫转变为硫酸铵和硝酸铵,该技术已经被许多电厂应用,并且取得了不错的效果。

3.3 脱硫脱销技术的发展方向

近些年,科学技术日新月异,针对烟气脱硫脱硝技术,相关研究也会更加深入。目前,我国各大电厂主要应用的是干法脱硫脱硝技术,为了进一步提升脱硫脱硝技术的水平,降低投入成本,提高经济效益,相关企业未来可能会重点研究湿法脱硫脱硝技术。总而言之,无论开发哪一种脱硫脱硝技术,都是从电厂的实际情况出发。未来的脱硫脱硝技术追求的是高效率、低能耗、低成本的技术,主张走可持续发展道路。

4 结论

我国的供电系统主要是供电,电厂在发电的时候会产生较多的有害物质,破坏了自然环境,因此电厂必须要采取一定措施治理烟气,解决环境污染问题。文章首先介绍了电厂当前治理烟气的有效策略,然后总结了脱硫脱硝技术应用策略,以期能够提升电厂烟气治理水平,改善环境污染,实现可持续发展的目标。

参考文献:

[1]王荣.电厂烟气治理及脱硫脱硝技术分析[J].山西科技,2017,32(4):139-140.

[2]王飞.电厂烟气治理及脱硫脱硝技术研究[J].科技传播,2016,8(15).

论文作者:丁一

论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期

论文发表时间:2018/10/26

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