2.哈尔滨锅炉厂有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150000;3.长春教育学院 吉林长春 130061)
摘要:现阶段,随着社会经济的不断进步和发展,工业化发展的速度也在不断的加快,这直接导致环境污染的程度越来越严重。雾霾天气的天数增加,对人们的生活和工作产生了严重的影响。因此国家也越来越重视和关注环境污染问题。我国针对空气污染问题,使用了很多的方法和技术对空气的质量进行保护。火电厂的烟气除尘脱硫脱硝技术在我国环境污染治理的过程中发挥着重要的作用。它不但在发展的过程中能够在最大程度上对环境进行保护,同时它可以促进我国国民经济的进步和发展。
关键词:火电厂锅炉;脱硫脱硝;烟气除尘;技术要点
引言
多年来随着经济的飞速发展,越来越大的能源需求使得以火电厂为代表的能源企业开足马力生产,而火电厂的烟气排放对空气质量会造成严重的危害,大气污染的一大污染源便是来自火电厂的烟气排放。这些被排到空气里的污染气体中含有大量的硫化物、氮化物以及粉尘小颗粒,他们在空气中经过一系列变化最后变成了我们最头疼的雾霾问题和酸雨问题。基于此,火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术的实施势在必行。
1火电厂锅炉脱硫脱硝技术存在的问题
随着对环境治理的力度加大,污染物的排放限制越来越严格。燃煤电厂从环境影响评价、环保设施建设、环保验收各个环节加强环境保护。烟气处理过程中,采用静电除尘、石膏脱硫、低氮燃烧等技术,减少烟气污染物排放。目前国内许多燃煤机组所使用的脱硝工艺是选择性催化还原法,该方法的脱硝效率在90%以上,并且该方法的实现结构比较方便,在脱硝的过程中不会出现副产物,因此不会发生二次污染的情况,同时该方法在国际上使用的范围也比较广。
从关键性技术和设备的角度出发,目前我国许多的燃煤电厂主要使用的是国外引进的技术。脱硝反应器是SCR技术的核心装置,主要有水平和垂直两种布置方式。声波吹灰器和许多重要的仪器和仪表等等都没有完成国产化的目标。
烟气经过脱硝处理后进入电场进行除尘,有采用高频电流的静电除尘,布袋除尘及电袋复合除尘。经过除尘后的烟气进入脱硫吸收塔进行脱硫处理,主要采用石膏-湿法脱硫。脱硫塔内各喷淋层喷入石灰石浆液,烟气中的硫化物和氧化钙反应后生成石膏,以降低烟气中硫化物的排放。
从烟气除尘脱硫脱硝的产业化管理角度出发,虽然已经逐步的加强了脱硫脱硝的管理力度,但相关管理还处在发展的初期阶段,因此要积极的学习和借鉴国外先进的管理经验,以此将符合我国国情和发展需求的产业管理制度得到提高。
2火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术的应用要点
2.1传统烟气脱硫脱硝一体化技术
传统的烟气脱硫脱硝处理有两种方法。第一种被称为湿法脱硫技术与选择性催化还原脱硝技术相结合方法,另一种则是湿法脱硫技术与非催化还原脱硝技术相结合方法。湿法脱硫技术处理烟气一般是使用钙还原法,钙来源于石灰和石灰石,它的脱硫效果能达到百分之九十以上,处理效率高。但是他的缺点也很多,不但需要大量的资金来建设处理设备,运行与维护成本也相对高昂,而且生产过程中产生的副产物容易对空气环境造成二次污染。选择性催化还原技术较为成熟,脱硝效率能达到百分之七十到百分之九十左右,普遍装备在世界各地的火电企业,脱硝效果也得到了业主们的一致好评。不过它的缺点在于处理之前要先对烟气进行加热,处理过程中用到的催化剂价格也很高,加上他的设备建设所需资金身份庞大,极大的限制了它进一步拓宽市场。选择性非催化还原技术的脱硝效率不高,且处理过程中的副产物对设备的腐蚀问题较为突出。
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2.2干法烟气脱硫脱硝一体化技术
这种技术主要用到的是高能辐射法,它的类型主要有脉冲电晕等离子体和电子束照射这两种,虽然手段不同但是处理思路是一致的。高能电子束和脉冲电晕等离子体都是通过对烟气中的硫化物和氮化物进行氧化,最红通过分离得到硫酸与硝酸等产物。剩余气体对环境的影响十分微小,故可以在分离后直接排入空气当中。这种方法对环境非常友好,不产生二次污染物,只是对电能的消耗比较高。产物中硫酸和硝酸可以作为初级工业产品出售给化工企业产生利润,为公司创造更高的经济效益。
2.3炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺
炉内喷钙加尾部增湿活化脱硫工艺,主要使用石灰石粉作为吸收剂,在气力的作用下,将石灰石粉喷入炉膛850~1150℃温度区,在热力的作用下,石灰石粉分解为二氧化碳和氧化钙,氧化钙和烟气中的二氧化硫会产生反应,从而形成亚硫酸钙。因为在气固两相之间进行反应,在传质过程的作用下,反应速度缓慢,吸收剂的利用率也低。在尾部增湿活化反应过程中,增湿水以雾的形状喷进,和没有反应的氧化钙共同反应,形成Ca(OH)2,Ca(OH)2和烟气中的二氧化硫共同作用,再次对二氧化硫进行脱除。如果Ca/S大于等于2.5,则系统脱硫率在65%~80~之间。
2.4气固催化的作用
在烟气除尘脱硫脱硝的具体工作中,气固催化的主要目的是,利用催化剂,促进二氧化氮和其他氮氧化物去除效率的提升,使用该技术可以去除二氧化氮和其他氮氧化物。在实际的情况中,二氧化氮和其他氮氧化物的去除效率约为90%,不但可以对环境形成保护,还能够促进相关技术的发展和进步。将气固催化技术运用到烟气除尘脱硝脱硫的过程中,促进了二氧化氮和其他氮化物去除效率的提升,并且不会发生二次污染环境的情况,该技术操作方便、处理成本费用低,在最大程度上保障电厂的经济效益,有利于促进我国烟气除尘脱硝脱硫技术的发展和进步。
2.5湿式电除尘技术
湿式电除尘技术是一种可以去除微小颗粒的除尘设备,是处理采暖锅炉烟气粉尘的理想设备,可以有效去除烟气中的PM2.5等有害物质。湿式电除尘器包括荷电、收集和清灰三大阶段。先通过高压电晕放电使粉尘带电,带电荷的粉尘在电场力的作用下被收集到集尘板上。湿式电除尘器在清灰方式上做了很大的改变,它利用水流将集尘板上的粉尘冲洗下来。这样可以避免收集的粉尘再次飞扬,去除效率高。而且,湿式电除尘器不用担心浪费水源,此设备不需要长期喷水,只需要定期冲水,而且水可以循环利用,不会产生二次污染。湿式电除尘技术具有除尘效率高、操作简单、无二次扬尘等优点,利用冲洗水对烟气的洗涤作用,可以有效控制PM2.5。2010年,由中国重型机械研究院有限公司设计的湿式电除尘器应用于某生产线,实测烟尘排放远低于设计值(30mg/m3)达到20mg/m3以下,最低可达到12mg/m3,且设备运行稳定。
2.6聚并技术
聚并技术是细小颗粒通过接触、碰撞等外加条件的作用互相结合成为大粒径颗粒的过程。细小烟尘结合成大颗粒后,更容易被捕集并处理,可以大幅度提高除尘效率。工艺简单可靠,目前研究的聚并技术有声聚并、磁团聚、电凝并、化学团聚和蒸汽相变等技术,有广阔的应用领域。澳大利亚Indigo(英迪格)技术有限公司于2002年推出了Indigo凝聚器工业产品,至2008年10月,Indigo凝聚器已经在澳大利亚、美国、中国等国家中进行使用,结果表明,PM2.5、PM1.0排放可分别减少80%、90%以上。
结束语
随着我国经济的高速发展,大气环境逐步恶化,人们对环境保护的意识已经有了很大提高。电厂锅炉烟气粉尘由于温度、性质、粒径等因素,具有不可控性,有时需要采取多种方法相结合的方式,这就需要我们为此加快除尘新技术的研发和应用,进行更深层次的探索。
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论文作者:张宝来1,陈跃2,董亚男3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/21
标签:烟气论文; 技术论文; 火电厂论文; 粉尘论文; 电厂论文; 过程中论文; 石灰石论文; 《电力设备》2018年第4期论文;