摘要:随着我国日益的繁荣昌盛,我国环保问题也备受关注,随之人们的环保意识不断增强,绿色节能环保出现在国家政策中,为了有效的降低对生态环境的污染,最大程度上提高资源的利用率,全球范围内在烟气脱硫脱硝方面展开研究,研发出烟气脱硫脱硝技术。
关键词:火电厂;烟气脱硫脱硝技术;应用;节能环保
引言
众所周知,通过烟气脱硫脱硝一体化技术的运用可以在某种程度上净化空气,这种技术具有无污染、成本低、操作简单、占地小等特点,并且能够得到持续不断使用,活性焦市场价格并不高,机械强度却非常高,整体磨损加热带来的损耗非常小,是一种最好的选择途径。随着这些技术的持续不断成熟,其应用的范围会越来越广泛。
1火电厂烟气脱硫脱硝技术的应用
1.1氧化法烟气法脱硫技术
氧化法烟气脱硫技术是指在某些催化剂的催化作用下,在有氧环境中将烟气中的 SO 2 氧化成为 SO 3的过程,并利用 SO 3 易与水反应生成硫酸这一性质从而达到烟气脱硫的目的。这种方法中,在脱硫塔内不需要消耗大量的碱,大大的简化了流程,且不需要考虑结垢堵塞的问题 。根据催化氧化脱硫机理,使用廉价的FeSO 4 和 MnSO 4 作为脱硫剂,利用 Fe、Mn 等过渡金属离子的催化作用,将烟气中 SO 2 催化氧化为 SO 3 ,进一步反应生成硫酸而加以脱除。柴建伟等以0. 12 mol•L-1的 Mn 2 + 吸收 SO 2 废气,当温度为28 ℃,pH =5 ~6 时,脱硫率可达到 85%以上 。活性炭脱硫也是一种常见的烟气氧化脱硫技术。因为活性炭具有发达的孔隙结构,较大的比表面积,对多数污染物具有良好的吸附性能。另外,在活性炭的表面存在着大量的含氧官能团,因此活性炭除了提供反应空间外还可以作为催化剂发挥催化氧化作用。其基本原理为在烟气脱硫的过程当中,在活性炭的多种功能的协同作用下,SO 2 被氧化为 SO 3 ,之后再通入水蒸气使生成的 SO 3 充分反应转化为硫酸沉积在活性炭的孔隙内。待活性炭吸附饱和后,还可以通过加热再生、水洗再生和还原再生等方式对活性炭加以再生。但由于活性炭再生过程复杂,且再生后的活性下降显著,脱硫剂消耗量大,因此对于具体的使用条件有着明确的要求。多用于硫含量低、脱硫要求高的场合。为了提升椰壳活性炭脱硫性能,采用硝酸或氢氧化钾对椰壳炭进行改性并在其表面负载了镍金属,模拟燃煤烟气开展了改性椰壳炭脱硫性能的评价,并考察了改性条件对活性炭脱硫的影响,发现当 Ni 负载量为 1%,脱硫反应温度为 60 ℃时,椰壳炭具有最佳脱硫能力。电化学氧化脱硫的方法也是一种常见的脱硫技术。使用电化学法开展了脱除烟气中 SO 2 实验。对 SO 2 溶液进行电解,使 SO 2 在阳极被氧化生成硫酸,转移至硫酸厂外销;阴极生成 H 2并加以回收。研究发现,该方法可以实现 90% 以上的硫脱除率,而增大电解液流速会导致电流效率和能量消耗的下降。此法具有固定投资少的特点,但操作费用高,因此不利于大面积推广。为了能够保持较高的脱除效率,同时又能更好的控制成本,目前催化氧化法脱硫是最佳的手段。因为催化剂种类多,易于获得,成本便于控制,另外只通过一步氧化就能得到最终的氧化产物,节约能源,而其他两种方法,虽然能够获得更高的脱硫效率,但是无论是设备成本还是能源成本都远高于催化氧化法。
1.2选择性催化脱硫脱硝工艺
选择性脱硫脱硝工艺最大的特点是脱除效率高、运行稳定、方便维护,使用这种工艺能够在短时间内把烟气中的氮化物使用催化剂快速还原成氮气。同时,通过催化反应之后将会在短时间内将二氧化硫快速转化为没有毒性的硫化物。选择性催化脱硫脱硝工艺种类有很多种,尽管如此,其操作过程基本上都是相同的。首先,进行除尘处理;其次,通过使用高温的方式来进行脱硝,最后再通过催化还原技术来处理烟气,把二氧化硫在短时间内转化为没有毒性的硫化物,最终实现脱硫。
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1.3干法脱硫
干燥和半干燥烟道气脱硫系统中的固体碱性吸收剂,通过烟气穿透碱性吸收剂和烟道气的方式和烟道气进行接触,无论何种环境下,其中含有的二氧化硫和固体碱性物质都一定会反应生成硫酸盐和亚硫酸盐。为了快速发生反应,固体碱性物质要细小或松散。半干法烟道将水加入到气体脱硫系统的烟道气中,使碱性物质颗粒表面形成液膜,再将二氧化硫加入其中,可以使固体碱性物质反应速度提高,此技术中的脱硫和之后的处理都是在干燥环境中进行,这种方法对设备的腐蚀不是很明显,没有存在污水排放现象,并且在排放气体的过程中没有显著的温度下降,它使烟囱更容易通风和扩散。但是,该方法存在脱硫剂使用效率低、设备庞大等缺陷。
1.4湿式同时脱硫脱硝技术的分析
湿式同时脱硫脱硝技术在国际上有两种高效的方法,一种是WSA-SNOx方法,另一种则是氯酸氧化法。其中WSA-SNOx方法的工作原理必须通过一种SCR反应器,而烟气中的氮氧化物在受到催化剂的作用立即转化成了氮气,催化剂还会使二氧化硫变成三氧化硫。而后冷凝器装着转化物在等待凝结,只要混合一定量的水就形成硫酸。这种方法烟气中二氧化硫及氮氧化物的脱除率能达到90%以上,且效果比较理想。WSA-SNOx方法与传统的SCR脱硝工艺相比较,该方法同时脱硫脱硝的技术不仅比传统技术的脱硝效率更高,元素硫还可以得到高效的回收,并且该方法处理过程无废水产生。目前此项工艺已应用于部分商业运行中,项目有着广阔的前景。另一种氯酸氧化法,其最重要的工作原理是在烟气脱硫脱硝过程中通过强氧化剂—氯酸的使用,然后产生氯酸的氧化作用将烟气中的硫氧与氮氧化物氧化,最后在相同设备作用下来达到同时脱硫脱硝的效果。烟气的脱硫脱硝效率不断地提高,并且能够在脱除烟气中的有毒金属元素。而这种方法中主要依靠烟气中的碱式吸收和氧化吸收。在这种方法的使用过程中只会对氨气资源进行消耗,而不存在对其他资源的消耗,因此,也就不会产生多余废水废气废渣,安全性非常高,相比其他方法具有较高的脱硫脱硝效率。
2烟气脱硫脱硝技术与节能环保的探究
全世界范围内对烟气脱硫脱硝技术展开了空前未有的研究,而我国近年来更是加大了各方面的投入,进而加速烟气脱硫脱硝技术研发方面的进度。重要的是如何降低脱硫脱硝技术成本并能提高资源的利用率,以实现资源利用的可持续发展,这已成为目前脱硫脱硝技术研究的主要方向。当前,在火电厂使用烟气脱硫脱硝技术过程中,充分彰显节能环保的主题。企业在发电完成后有效利用发电过程中产生的副产品,避免副产品的二次污染,实现资源的回收,提高资源利用率从而达到现有节能环保的目标。通过对副产品的研究分析与应用,在一定程度上让烟气脱硫脱硝技术水平与效果都得到了巨大的提升。由此可见,对副产品应用的研究很大程度上关系着现有烟气脱硫脱硝化技术的发展水平。该技术最基本是能够实现火电厂烟气的脱硫脱硝的需要,其次在火电厂发电后充分利用剩余的各种资源,保护了环境,使企业达到国家节能减排的标准要求,实现经济效益与环境效益的统一,响应了国家可持续发展的号召。该技术对企业对社会对国家均具有重大深远的意义。
结语
现阶段,随着我国科学技术的不断创新,烟气脱硫脱硝技术出现的种类有很多,从典型的烟气同时脱硫脱硝技术出发,总结了当前新兴技术,并且在我国烟气同时脱硫脱硝技术发展现状基础上对今后发展方向进行了展望。
参考文献:
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论文作者:金春
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
标签:烟气论文; 技术论文; 活性炭论文; 火电厂论文; 方法论文; 碱性论文; 催化剂论文; 《电力设备》2019年第16期论文;