摘要:近年来雾霾天气逐渐加重,出现这种天气的主要原因是因为空气中含有的二氧化硫和氮氧化物等物质比较多,而火电厂所排放的烟气中大部分都是这两种物质,虽然浓度不是很高,但是其排放量巨大,所以严重影响着环境质量。因此加强火电厂烟气处理具有重要作用,脱硫脱硝一体化技术的出现,具有强大优势,一方面工作效率比较高,具有良好的性能,另一方面投入成本比较低,能够实现能源的循环使用,这一技术给火电厂的发展带来新的机遇。
关键词:燃煤锅炉;脱硫脱硝;技术
1锅炉脱硫脱硝技术要点
1.1烟气脱硫技术
燃煤锅炉在运行过程中产生的硫化物排放大气后,会对环境造成严重的影响。目前比较常见的脱硫技术主要有干法脱硫、湿法脱硫以及半干脱硫三种方法,但是因为湿法脱硫技术的成本低、效率高,且具有较强的实用性,所以湿法脱硫技术应用较为广泛。湿法脱硫技术主要是利用氨水、石膏或者碱等物质对硫化物进行吸附,从而降低烟气中硫化物的含量。使用过后的脱硫物质经过一定的处理,还能够被再次使用,所以具有较强的实用性和经济性。在燃煤锅炉运行过程中,产生的烟尘首先会经过固体除尘处理,在增压风机中经过气压处理后,再送进吸收塔中进行脱硫操作,在吸收塔中,会调整到适宜的温度和湿度,对吸收塔中的气体和液体进行雾化处理后,就会增强这些物质的活跃程度,从而促进他们之间的化学反应,提高脱硫效率。氨水在与硫化物反应后,最终生产硫酸铵浆液,硫铵浆液送入硫铵处理系统处理生产硫酸铵;经过后处理可制作出硫酸铵肥料,也可以作为复合肥的原料再次使用,具有较强的经济性。
1.2烟气脱硝技术
国内脱硝技术主要以SNCR脱硝、SCR脱硝和采用低碳燃烧法进行脱硝。
SNCR脱硝技术是采用选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺,属于高温脱硝,反应温度为850-950℃,使用10%质量浓度稀氨水作为脱硝还原剂,脱硝效率为60-75%,原比SCR脱硝效率低,经常采用SNCR和低氮燃烧一体化。
SCR脱硝技术,通常的做法让燃煤锅炉产生的气体通过加有强催化剂的氢化氮,这个过程中含硫烟气的温度会降低,其中的二氧化氮能与氢化氮发生化学反应,该化学反应如果反应充分的话,最后排出的气体只有氧气。值得一提的是,通过该技术的处理,二氧化氮内的氮可单独被排出。可见,烟气脱硝技术具有可靠性高的特点。燃煤锅炉产生的烟气经过脱硝技术处理后剩下的氨气,很容易被储存。被储存的氨气经蒸发设备处理后,经过锅炉里的空间与空气充分混合,通过反应器开始处理环节的最后一个化学反应,脱硝效率比较高,但是随着国家对氮氧化物排放标准的不断提高,经常采用SNCR和SCR法同时处理的方法进行脱硝处理。这是国家对脱硝工艺处理发展的一个趋势。
2脱硫脱硝一体化技术使用
2.1烟尘和雾滴多级脱除技术
(1)脱硫塔采用采用湿式-氨法烟气脱硫工艺,系统配置为多段合一脱硫塔,氧化段、浓缩段、吸收段、一级洗涤段、二级洗涤段、除雾段、湿电段、各段独立设置。
(2)锅炉烟气进入脱硫塔浓缩段,与顶部喷淋的硫酸铵溶液逆流接触,烟气中的烟尘得到净化;
(3)烟气通过浓缩段上部进入吸收段,在吸收液吸收二氧化硫的同时,除尘再次得到净化;
(4)为了避免氨逃逸的发生,烟气经过浓水段、吸收段脱出二氧化硫和洗涤烟尘后,进入脱硫塔上部多级净化洗剂,吸收氨逃逸,同时经过除雾装置除去烟尘和氨雾水雾;在此同时除去氨法脱硫本身携带的铵盐颗粒物,除去可溶颗粒物和非可溶颗粒物,再经湿式电除雾器进行深层净化,烟气最终由直排烟囱达标排放。
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。
2.3提高氨水有效利用率技术
(1)脱硫装置采用液氨或氨水加入法,设有多点加氨区域,在加氨区域可以直接加入液氨或氨水,加入液氨或氨水量根据锅炉负荷、生产需要、安全因素和烟气出口氨逃逸参数来分配,通过控制pH值,使的液氨或氨水得到充分利用,同时科学的调整了液氨或氨水的流量,来保证烟气中氨逃逸排放指标远远小于3.5mg/Nm3 。
(2)氨逃逸的控制:脱硫塔内设置多级清洗和氨除雾装置,能有效稳定控制氨逃逸量,吸收氨的工艺水做系统的补水,氨被再次利用。
(3)脱硫塔吸收段设计合理,如:合理的覆盖面积和喷头的布置、防止了烟气的偏离和吸收功能分多级吸收喷淋,保证了二氧化硫达到超低排放指标(即SO2≤35mg/Nm3 ),并且可以根据锅炉负荷大小,灵活调试吸收泵使用台数,如:在锅炉负荷为低或中负荷时,只需要开启2或3台脱硫循环泵,在锅炉负荷为高负荷时开启4台脱硫循环泵;由于以上合理及细致的设计理念,保证了锅炉在不同负荷下的吸收效果,保证了烟气排放指标二氧化硫小于35mg/Nm3。
2.4 废液、废气回收技术
一般在湿法脱硫过程中,会产生废液和废气,我们对于废液和废气配置有回收循环利用装置;
(1)系统运行中所有的排水全部循环使用 ,无外排;
(2)脱硫系统、硫铵系统、工艺水系统等产生的余气废气全部送到本脱硫塔,再经处理后同净化烟气一起排放,保证脱硫系统无二次污染。
2.5低温SCR技术分析
SCR是现代火电厂除硝最常用的技术,SCR的构成十分简单,并且脱硝效率十分高,可以达到高效处理的效果。并且SCR还可以应用于多种温度,但是最有应用价值的是低温SCR技术,这对火电厂烟气除硝的意义重大。这种技术不仅可以减少投入,减少催化剂的使用量,而且还提高了除硝效率,因此这种技术在未来的潜力十分大。
2.6高能辐射技术分析
高能辐射技术是当前较为先进的一种除硫、硝的技术,这种技术主要是通过电子加速器将二氧化硫、氮氧化物等物质进行气化处理,这种处理方式可以直接将烟气排放到空气中。利用这种方式进行处理可以将烟气中的有害物质有效净化,并且进行无害转化。因此,高能辐射技术的应用具有一定的现实性,在火电厂处理烟气的过程中可以考虑使用。
3火电厂脱硫脱硝技术和节能环保探究
随着我国工业产业的规模化发展,环境问题已经成为我国当前阶段面临的重要发展问题之一,为人们的健康生活带来了巨大的困扰。例如,近些年来,雾霾问题开始在我国大范围出现,并呈现出不断蔓延的趋势,在这样的情况下,人们的环保意识也在不断增强。针对火电厂烟气后氮氧化物以及二氧化硫严重超标的问题,许多国家都在加强对烟气脱硫脱硝技术的研究,我国更是在脱硫脱硝一体化技术研发方面投入了大量的人力、物力和财力。目前,如何降低脱硫脱硝一体化技术的运行成本过高的问题并提高能源的利用效率是我国研究人员的主攻方向。
结论
应用火电厂烟气脱硫脱硝技术方式是一种新型的烟气处理方式,在应用此技术进行烟气处理的过程中,工作人员必须保证除硫除硝的质量,这对施工人员的素质要求极高。虽然,我国在应用此技术的过程中还存在一些技术问题,但是在今后的烟气除硫除硝过程中,火电厂烟气脱硫脱硝技术必然会成为烟气处理的主流方式,并且在建设的过程当中,火电厂烟气脱硫脱硝技术还有着除硫除硝速度快,处理流程简便等等优点,这对于我国火电厂烟气脱硫脱硝具有重要意义。不仅可以缩减处理时间,对烟气的排放质量也有所保障。
参考文献:
[1]张喜波.火电厂大气污染物排放现状及烟气脱硫脱硝技术应用[J].现代国企研究.2015(18)
[2]周立军.火电厂烟气脱硫脱硝技术[J].中外企业家.2014(33)
论文作者:安少永
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
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