烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘与环保策略研究论文_任青宇

烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘与环保策略研究论文_任青宇

(河北工大科雅能源科技股份有限公司 河北石家庄 050000)

摘要:由于人们生产生活对电能的需求量呈爆发式增加,刺激了火力发电行业的蓬勃发展,许多发电厂如雨后春笋,拔地而起,极大地缓解了人们生产生活电能供应紧张的发展态势。但是,发电厂都是大型的燃煤火力发电生产,每年朝空气中,排放大量的含硫的有害气体和烟尘,随着有害气体的逐年增加积累,大气遭到污染,与之而来的环境破坏,威胁到了人们的健康生存,因此,新形势下,加强工业生产过程中的燃煤除硫技术的推广使用,具有非常积极的意义。

关键词:烟气脱硫;脱硫;脱硝除尘;环保策略研究

一、烟气脱硫技术

1.1 干法烟气脱硫

干法烟气脱硫是将吸收剂放入存在二氧化硫的反应器中,待二者充分反应后进行干燥而实现脱硫。这种脱硫方法虽然在操作方面比较简单,但是存在许多缺点比如脱硫率较差、吸收剂利用率低等。

1.2 湿法烟气脱硫

利用湿法烟气脱硫技术时,需要将碱性溶液或者浆液作为吸收剂进行脱硫。在利用湿法烟气脱硫时,有明显的优点是效率非常高并且吸收剂的利用率也很高但是在操作过程中流程繁琐,环节较多,过程中产生一定量的废水需要合理处理,一旦处理不当将造成二次污染。

1.3 海水烟气脱硫

海水中存在一些物质可以和烟气中的二氧化硫反应,海水烟气脱硫就是主要利用这个反应生成硫酸盐,而硫酸盐可以分解,流回大海后并不会造成海水污染。海水烟气脱硫对地域有明显限制另外海水的供给量和海水取水、排水的工程改造费用影响对此种方法的选择。

1.4 电子束烟气脱硫

电子束烟气脱硫方法有较高的科技含量,但从工艺方面来讲它是干法烟气脱硫的一个分支,因此电子束烟气脱硫在实际的脱硫中有广泛的应用。电子束烟气脱硫是指用高能电子束照射烟气,通过辐射反应进行脱硫,这种方法的优点是不会产生额外的废水、废渣,而且副产品还可以用作化肥。

二、火电厂烟气联合脱硫脱硝一体化技术探析

2.1联合脱硫脱硝一体化技术中的烟气净化技术

在应用烟气净化工艺过程中,利用脉冲喷射式布袋除尘室将除尘、脱硝、脱硫有效的结合在一起。火电厂的烟气中含有SO2,首先在布袋除尘器中注入钠基脱硫剂和钙剂,再通过布袋外表的过滤层将SO2脱除掉,对于火电厂烟气中含有的NOX主要通过氨气来进行消除,首先将氨气喷入烟道中,再利用布袋中的SCR来完成下一步工作。同时要完成烟气的除尘工作,在该流程中主要利用布袋自身具有的功能来实施。该工艺主要有以下特点:第一,在正常情况下,利用烟气净化工艺能够将烟气的85%去除;第二,由于该工艺将3种污染物的脱出功能综合为一体,有效地降低了占地面积和技术应用成本;第三,应用烟气净化工艺时,在选择性催化剂脱硝之前就已经将颗粒物和SO2去除,有效地降低了硫酸铵在催化剂层中的中毒、磨损以及堵塞。

2.2联合脱硫脱硝一体化技术中的活性炭技术

在应用活性炭技术过程中,具体的工作原理如下:第一,在脱硫塔中设置有活性炭,活性炭会将通过脱硫塔的烟气中的SO2吸附掉,再经过催化、氧化后将SO2转化为吸附态的硫酸,并随着活性炭转送到分离塔中。第二,当烟气中的SO2被吸附掉后,剩余的烟气会输送到二级脱硝塔中,通过活性炭的进一步催化,使烟气中的NH3和NO2产生反应进一步生成N2。第三,在分离塔中利用活性炭吸附硫酸,在350℃的环境下进行热解和再生,从而将高浓度的SO2释放出来。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在应用活性炭技术实施脱硫脱氨主要注意以下几点:第一,当反应温度达到100~200℃时,可以实现90%的SO2脱出率、70%的NOX脱出率;第二,为了保障活性炭的性能,要注意活性炭的制备流程和质量,其中包括原料性质、炭化以及活化等特征;第三,要高度关注活性炭应用过程中的液NH3、烟气流量、入口烟温以及滞留时间等,从而保障活性炭技术发挥有效的脱硫脱硝效能。

三、火电厂烟气脱硝技术的应用

3.1 SCR脱硝技术

SCR脱硝技术是当前应用最广的烟气脱硝技术,其脱硝率可以达到90%。该技术主要利用还原剂和NOx在一定温度和SCR选择催化剂的作用下发生反应,进而产生无污染的N2和H2O,具有操作简单、技术完善的优势,缺点就是应用成本较高。目前火电厂中广泛应用的SCR反应器通常都安装在锅炉省煤器和预留器中间,这一方面便于实现SCR脱硝处理,另一方面还可以将氨喷射于省煤器和SCR之间的烟道位置,让其与烟气混合后与NOx发生反应,从而进一步提升脱硝质效。

3.2 SNCR脱硝技术

SNCR脱硝技术是指催化剂的作用下,含有NHx的还原剂会被喷入高温的炉膛内,从而迅速热分解成NH3,并进一步和烟气中的NOx发生反应,生产N2和H2O。显而易见,这种技术需要利用炉膛的高温区域来进行反应,所以需要对锅炉进行一定的改造,具有应用成本低的优点。但其脱硝率明显低于SCR技术,只能运用在一些对脱硝效果要求不高的机组。目前,通过将SCR和SNCR技术进行联合使用,可以发挥这两种技术的各自优势,在保障脱硝率不受影响的条件下,还能节省技术的投资和应用成本,是火电厂大气污染物烟气脱硝技术的主要发展趋势之一。

四、火电厂烟气同时脱硫脱硝一体化技术探析

4.1干式同时脱硫脱硝一体化技术分析

以高能辐射法为例,高能辐射法主要分为两种,一种是PPCT,另外一种是EBA,其中EBA是电子束照射法的缩写,主要是通过电子加速器产生的高能等离子体对烟气中的污染物实施氧化,通过强烈的氧化反应来消除NOX和SO2,同时利用水蒸气进一步的反应,最终生成硫酸和硝酸,同时和提前注入的氨进行反应,最终获得硝酸铵和硫酸铵,而干净的烟气会被排放出去。PPCT是脉冲电晕等离子体法的缩写,该方法通过高压脉冲电源发电来将加速器电子束进行替代,整体的应用原理和电子束照射法相同。随着科学技术的进一步发展,电子束法已经得到了有效的应用,整体的脱硫效果可以达到90%,脱硝率略低,整体达到了18%,但是其具有明显的优势,例如脱硫脱硝过程中不会产生废渣、废水,同时不会对环境产生二次污染,生成的副产物经过进一步的加工生成肥料,具有明显的经济效益。但是其缺点也非常明显,消耗的成本比较高,脱硫脱硝过程会对产生的X射线进行防护,但是在工程中可能出现污染的转嫁。

4.2湿法烟气同时脱硫脱硝技术分析

以氯酸氧化法为例,通过氯酸的强氧化能力来吸收烟气中的一氧化氮和二氧化硫,该方法的特点是能够利用一套设备完成整个流程,通过碱式吸收法和氧化吸收法来实施,有效地提升了脱出二氧化硫和一氧化氮的效果,同时可以将烟气中的有毒微量金属元素进行脱出,该技术优势在于不会产生催化剂失活和中毒等现象,适应性比较强,同时对烟气的限制范围比较窄,在正常的环境下就可以进行氧化吸收,但缺点也比较明显,氯酸吸收剂不容易制取,对反应设备的腐蚀性比较强,产物中的废酸会造成二次污染等情况。

五、结语

燃煤生产工业的发展,排放含硫含氮有害物质的废气越来越多,大气污染异常严重,严重危及人们的生存安全,破坏了生态平衡,造成了雾霾天气增多,沙尘暴频发,水土流失、土地沙化、泥石流多发等自然灾害。利用相关的工艺技术,对工业排放的废气实施净化处理和回收利用,成了企业创新发展可持续发展的必由之路。因此加强对烟气脱硫除尘工艺技术的研究,很有必要。

参考文献

[1]周丹霞.烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘一体化技术研究[J].资源节约与环保,2015(6):26-26.

[2]贠天一.氨法脱硫脱硝除尘深度净化技术项目通过鉴定[J].中国战略新兴产业,2016(17):85-85.

[3]洪巧巧.燃煤电厂烟气脱硫脱硝除尘技术生命周期评价[D].浙江大学,2015.

论文作者:任青宇

论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期

论文发表时间:2019/10/18

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