摘要:在全世界范围内,环境问题都得到了广泛的关注。但是由于我国人口数量非常多,对于各种能源的需求量都非常大,电力资源也是如此。当前燃煤供电是我国电力系统最为主要的供电方式,但是燃煤电厂在生产过程中会产生大量有毒其它,如果不经处理任意排放会严重污染环境,本文主要对燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术进行了探讨。
关键词:燃煤电厂;烟气脱硫脱硝;技术
燃煤电厂在发电过程中,锅炉内煤炭燃烧后会产生大量氧化物、汞等重金属氧化物以及大量烟尘、二氧化碳、二氧化硫气体,这些物质排入大气,造成了严重的环境污染。这些大气污染物排放比例与矿物质中物质组成密切相关,此外,锅炉设备不同,烟气排放量也存在差异。锅炉所排放的烟气温度非常高,一般高于1200℃,污染物浓度相对来说比较低,所以在对气态物质进行回收处理时,具有非常高的难度。就大气而言,主要污染物就是烟尘、二氧化硫、氮氧化物,而环境污染的最大来源就是燃煤排放物,火电厂成为重要的污染排放源,火电厂大气污染物排放的现实已经成为火电工业的发展的桎梏。
一、烟气脱硫脱硝技术
烟气脱硫脱销技术是对烟气中含硫含氮废物进行无害化处理的技术。烟气脱硫技术也称为燃烧后脱硫,是烟气在排放过程中去除二氧化硫的处理技术,是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫技术,世界各国研究开发的烟气脱硫技术多达200多种,以脱硫剂的种类划分,可以分为石灰石为基础的钙法、以氧化镁为基础的镁法,亚硫酸钠为基础的钠法,以氨为基础的氨法和以有机碱为基础的有机碱法。目前普遍使用的是钙法,所占比例达到90%以上。
脱硝处理技术是分为燃料脱氮、燃烧中脱氮,烟气脱销三种方法,烟气脱销技术是对燃烧后的烟气中的氮氧化物进行治理。烟气脱销技术脱硝率教高,其中应用最广泛的,脱销效率最高的是SCR法,即选择性催化还原法,其特点是二次污染小,净化效率高,技术成熟,需使用催化剂NH3,它“有选择性”地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的氮和水,达到去除烟气中混杂的NOx成分。
二、烟气脱硫脱硝技术的研究现状
1、烟气脱硫技术
(1)石灰石-石膏湿法脱硫 该脱硫技术主要包括五个方面,无水再处理,石灰石浆液,石膏回收,储备,烟气净化、吸收与氧化。湿法烟气脱硫是当前火电厂烟气脱硫技术的主要发展趋势,为不断提高脱硫效率,可以混合使用不同的脱硫技术。根据烟气特点,采用合适的脱硫技术才是最有效的。
(2)磷铵肥法烟气脱硫技术 该技术当前的应用非常多,虽然该技术还是一项新兴技术,在具体应用中就是对二氧化硫气体进行集中回收,虽然技术看起来比较简单,但是在进行回收时还是存在较大难度的。通过该技术进行脱硫后,脱硫率高达95%以上,所以,该技术可以在燃煤电厂脱硫处理中进行广泛推广与应用。通过磷铵肥法烟气脱硫技术也有助于解决当前严重的环境污染问题。
(3)活性炭吸附-再生烟气脱硫技术 活性炭吸附-再生烟气脱硫技术主要特点是过程比较简单,再生过程中副产物比较少,活性炭吸附容量有限,需要在低气速下运行,吸附器体积较大,活性炭易被废气中的氧气氧化而导致损耗,长期使用后,活性炭会产生磨损,并因活性炭微孔堵塞造成活性丧失,活性炭再生频繁。但因其较高的脱硫率,烟气脱硫技术人员对该脱硫技术的发展保有较高关注度。与其他处理技术相比,活性炭吸附-再生烟气脱硫技术的工艺较为简单,操作方式与操作设备效率较高,当前已被国家列入重点高新技术产业名单中。
(4)循环流化床烟气脱硫。该技术以循环流化床原理为基础,通过吸收剂的多次再循环,延长吸收剂与烟气的接触时间,大大提高了吸收剂的利用率和脱硫效率,能在较低的钙硫比下,接近或达到湿法工艺的脱硫效率。
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2.烟气脱硝技术
(1)干法烟气脱硝技术 主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、碳质固体还原法、催化分解法、吸附法脱硝技术。在采用该技术的烟气处理中,通常是应用气态反应剂,促使烟气中所含有的NOx通过一系列化学反应转化成水与氮。在脱硝技术的具体应用中,催化反应法、活性炭法以及氧化铜法等是最为主要的反应。当前,干法烟气脱硝技术是大多数电厂在烟气脱硝处理中采用的技术。这样做虽然有效提高了烟气脱硝处理的速度,但是在具体应用与成本选择中,复杂程度与难度相对来说比较大。
(2)湿法烟气脱硝技术 包括水吸收法、酸性吸收法、碱中和吸收法、氧化吸收法、液相还原吸收法等。采用该技术消耗大量吸收剂,吸收产物易产生二次污染,我国化工行业废气处理常采用这些方法,对氮氧化物中以一氧化氮为主的燃煤烟气适用不大。湿法烟气脱硝技术在脱硝处理中以水或其他液体催化剂作吸收剂。但从整体来说,与脱硫技术相比,烟气脱硝技术具有一定的特殊性与复杂性,因此,相关工作人员应对烟气脱硝技术加以重视。
三、烟气脱硝脱硫技术
1.联合脱硝脱硫技术 在烟气脱硝脱硫技术中,该项技术的应用较为广泛,不但可以去除烟气中所含有的SO成分,也可以去除NOx成分,显著特点就是利用石灰石-石膏湿法脱硫技术来去除烟气中的SO成分,通过SCR去除NOx成分。虽然该处理技术的脱硝率高于80%,脱硫率高于90%,但在具体使用中容易出现表面结垢,腐蚀或阻塞处于工作状态的设备,从而降低了烟气脱硝脱硫的处理效率。
2.同时脱硝脱硫技术 烟气脱硝脱硫技术主要分成两种,锅炉燃烧中的脱硝脱硫技术与燃烧后的脱硝脱硫技术。虽然该项技术得到的关注比较多,但是并未得到广泛的应用,主要还处于研究阶段,但从一定程度上来说该项技术在试验室阶段还是取得一定的成就,其中主要有脉冲电晕等离子法与电子束照射法。电子束照射法主要是通过电子加速器高速运转所出现的高能等离子体氧化烟气中的NOx与Sox等多种气态污染物,在短时间内完成强氧化反应,电子束脱硫能同时脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物,运行操作简单,维护方便,无废水废渣,能同时脱硫脱硝,并可达到90%的脱硫率和80%的脱硝率,副产品以硫酸铵为主,含有少量硝酸铵的有益氮肥,经济性好,适合在高硫煤地区运行,扩大了电子束脱硫脱硝技术的优势。脉冲电晕等离子体法也可以同时完成SO与NOx成分的去除,高能电子通过电晕放电反应产生,在具体实施中,成本比较低,同时可以避免辐射屏所产生的影响,更重要的是可以实现脱硫脱硝处理与飞灰回收等多种功能于一体。
四.脱硝脱硫技术的发展
在研究燃煤电厂烟气同时实现脱硝脱硫技术的过程中,理论研究也会不断取得新的成果,比如反应机理与反应动力学等,成功引导技术由实验室走入实际生产中,为工业化发展提供了坚实的理论基础与实践依据。当前,国内外研究的重点主要是湿法脱硝脱硫技术。所以在今后的研究中,作为专业技术人员,应有意识的加强湿法脱硝脱硫技术的研究,从而为锅炉技术改造降低资金投入,减少浪费。不管研究何种燃煤电厂烟气脱硝脱硫技术,都要以我国基本国情为出发点。所以,在今后研发中可以在中小型锅炉方面集中应用易于操作、高能低耗的同时脱硝脱硫技术。
总结
燃电厂在电力生产过程中会产生大量废气与废烟,严重污染大气环境,对我国的经济发展会产生严重影响。因此,燃煤电厂需要通过有效措施来降低排污量,不断提升技术管理的水平,不断发掘环保、节能的绿色新能源来替代污染性较大的煤炭资源。与此同时,不断完善脱硫脱硝技术,不断减少排放的碳氧有害物质,从而实现经济发展与环境保护的齐头并进。
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论文作者:杨睿
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/20
标签:烟气论文; 技术论文; 电厂论文; 湿法论文; 活性炭论文; 燃煤论文; 氧化物论文; 《电力设备》2018年第4期论文;