摘要：火电厂运行过程中对自然环境造成极大的破坏，为了推动电力行业的可持续发展，采用节能环保技术具有重要意义。下面文章就对火电机组烟气脱硫系统的技能优化展开探讨，希望能够提高该系统的节能环保效果，在创造经济效益的同时，保证社会效益、环境效益的实现。
关键词：火电机组；烟气脱硫；脱硫系统；节能优化
引言
硫、硝是火电厂排放烟气当中主要的污染物质,此类物质会导致大气环境受到严重的污染,进而引发酸雨等自然灾害,使得人类生存环境受到威胁,在此前提下,维护大气环境质量,降低火电厂排放烟气当中的硫、硝,是现代社会重点关注的问题。
1火电厂烟气脱硫脱硝节能现状
为了可以全方位了解到电厂烟气脱硫脱硝的基本情况,笔者搜集了诸多与之相关的数据。因为在火电厂运行的阶段中,会运用到煤炭所释放出来的能量实施进一步的发电。而在煤炭燃烧的过程中会释放出硫酸与硝酸等各类有害烟气,烟气扩散污染环境,威胁人身健康。虽然国家已经强化了对于环境保护的力度,但是传统火电厂的脱硫脱硝技术主要是一类逐步分硫分硝的方法,投入成本高,程序繁杂,牵扯的范围也较大,导致火电厂管理难度系数变大、工作人员任务量和火电厂的运营成本加大,由此可见,该种方式的最终效果并不理想。目前火电厂在具体实施烟气脱硫脱销的阶段中还存在着很多不足,有待改善。
2窑炉烟气的组成及危害
窑炉排放的废气中含有大量的飘尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质。飘尘通常称为可吸入“微粒”,是物质燃烧时产生的颗粒状漂浮物,因其粒小体轻,故而能在大气中长期漂浮,并在大气中不断蓄积,与空气中的二氧化硫和氧气接触时能把二氧化硫带到人体肺叶深部,使毒性增加到3-4倍。二氧化硫是一种无色具有强烈刺激性气味的气体,易溶解于人体的血液,大气中二氧化硫会导致呼吸道炎症、支气管炎、肺气肿等。在氧化剂和光的作用下能生成硫酸盐气溶胶,使人致病,增加病人死亡率,而且二氧化硫对金属特别是对钢材的腐蚀,每年都给经济带来很大的损失。空气组成中,氮气约占总量的72%。在高温环境中,氮气和氧气结合就生成热力型氮氧化物。氮氧化物主要包括:一氧化氮、二氧化氮和一氧化二氮等。氮氧化物是构成大气污染和产生光化学烟雾的根本物质之一,污染危害广泛,往往是全球性的,对人体健康、环境、生态的危害,以及对社会经济的破坏都很大。一氧化氮能使人中枢神经麻痹和窒息死亡。
3火电厂烟气脱硫技术分析
3.1石灰石-石膏法烟气脱硫
石膏法烟气脱硫技术在我国运行的时间较长,经过多代专家的研究并不断改进,该技术已经臻于完善,造价的成本也相对较低。石膏法脱硫技术主要是以石灰石和石膏作为原材料,为了确保石灰石能够吸收进塔内并成功与烟气结合,且结合有效,必须将石灰石与水融合,形成浆液的状态。石灰石浆液遇水和烟气中的二氧化硫经过氧化后产生硫酸钙,硫酸钙形成一段时间后产生结晶最终成为二水石膏。在发生一系列的化学反应之后,使用除雾器对形成的化学物质和系统首先排除,然后脱硫,在脱硫之后进行加热,烟气中的雾滴成为气体通过烟囱排入大气。
3.2活性炭技术
活性炭技术的根本原理就是在脱硫体系之中添加一定量的氨,运用烟气和水蒸气之间的共同作用,可以一起除去二氧化硫气体和硝酸根离子。该项技术的脱硫效率基本可以达到九成之上,脱硝则可以实现五成的效果。其主要就是运用活性炭的超强吸附能力,将火电厂烟气之中的二氧化硫等有害气体吸附,另外在反应之中添加适量的催化剂,随即将二氧化硫与硝酸根等转化成为可以溶于水的硫酸和硝酸,再将其完全吸附到活性炭之中,实现了烟气的脱硫脱硝处理工作。
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3.3干法脱硫工艺
除了湿法脱硫工艺和半干法脱硫工艺,干法脱硫工艺也在20世纪末兴起,并因该干法脱硫工艺的造价低,投资金额较少,系统简易、操作简单,迅速在行业内得到广泛地应用,成为目前主要的脱硫工艺。最基础的工艺操作是尾部增湿,主要是在锅炉内喷钙和设置尾部增湿装置,脱硫效率也能够得到很大的提升。
4火电机组烟气脱硫系统的节能优化途径
4.1节约电耗
第一，降低真空泵运行电耗。火电机组一般需要至少两台真空皮带脱水设备完成脱水作业,这是由于传统的石膏脱水作业需由两台机组共用设施完成,而为了设法降低真空泵运行电耗,可采用加装石膏浆液分配器、浆液切换管道措施,同时通过优化将机组所需脱水设备降至1台。第二，降低浆液循环泵运行电耗。优化吸收塔塔型、浆液循环变频运行、合理选择浆液循环泵阻力均可有效降低浆液循环泵运行电耗,以吸收塔的塔型优化为例,该优化需围绕修改脱硫系统参数、变更塔内烟气流动速度展开,浆液循环泵的流量能够由此实现一定程度下降,节约电耗目标自然能够顺利实现。第三，降低烟气系统阻力。烟气系统阻力与电耗存在直接关联,因此可通过优化布置烟气脱硫系统管道有效降低阻力,选择合适的烟道截面积、减少烟道弯头数量、合理控制管道长度、使用圆烟道,均属于降低烟气系统阻力可以采取的具体措施。
4.2节约水资源
脱硫反应会产生水蒸气,因为设备老化等问题,会导致大量的水分被蒸发,水资源浪费严重。节约水资源的主要措施是加装烟气换热器、回收冷凝液、选用好的真空皮带机以及回收利用冷却水和冲洗水。节约水资源要从技术、设备和吸收塔内循环利用多方面进行,避免浪费。
4.3加强新能源的利用
目前,在我国能源开发现状之下,虽然风能、潮汐能以及太阳能等可再生能源被逐步地运用,但是因为新能源的开发至今还存在着问题,所以在工业化脚步不断加快的形势之下,依旧需要火电厂来实施发电。通过上文对于火电厂烟气脱硫脱硝现状的分析,可以认识到火电厂在发电阶段的烟气中会有诸多有害物质,污染了环境,所以为了进一步地提升火电厂烟气脱硫脱销的效果,应科学化的应用脱硫脱硝一体化技术。值得注意的是,在具体运用烟气脱硫脱销一体化技术时,为了显著提升节能环保的成效,火电厂管理人员要进一步强化对于该项技术出现的二次污染进行严格控制,确保其不仅仅可以保障所排出烟气不会涵盖氮化物与硫化物,还要确保其中不会涵盖其它各类有害物质。在火电厂发电生产过程之中,势必会发生诸多大气污染物,威胁到人身健康,所以在具体进行火电厂生产的阶段之中,必须要将烟气脱硫脱硝处理工作做好。各厂家要依照自身的具体情况,优选符合实际的脱硫脱硝方法,彻底清除污染,达到国家规定的节能减排标准。
4.4优化流程设计
为了良好的落实火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术,需要进行流程设计。在流程设计方面,应当以提高脱硫脱硝效率与能效为目的、以某种脱硫脱硝一体化技术为核心,设计出符合实际条件的脱硫脱硝一体化技术系统,例如在某种脱硫脱硝一体化技术之前,构建自动式除尘器,通过除尘器的作用,能够排除烟气当中的大颗粒粉尘,此时即可在一定程度上起到脱硫脱硝的作用,同时能够降低脱硫脱硝一体化技术的工作负担,之后针对除尘器吸收的分成,可以采用汽水分离器进行处理,同样有助于烟气脱硫脱硝的效果。
结语
火电机组烟气脱硫系统的节能优化运行具备较高现实意义,在此基础上,本文涉及的降低真空泵运行电耗、降低烟气系统阻力、加装烟气换热器、优化浆液循环泵运行方式等内容,则提供了可行性较高的烟气脱硫系统节能优化路径。为了进一步提升节能优化质量,神经网络模型的引入、脱硫工艺改进必须得到重视。
参考文献:
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[3]井泉源.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保[J].民营科技,2017,(10):38.
论文作者:李雪锋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/4
标签：烟气论文; 火电厂论文; 浆液论文; 电耗论文; 技术论文; 系统论文; 节能论文; 《电力设备》2019年第2期论文;