燃煤锅炉脱硫脱硝改造论文_施,洋

燃煤锅炉脱硫脱硝改造论文_施,洋

乌鲁木齐热力工程设计研究院 新疆 830000

摘要:在新形势下,随着社会的不断发展,我国经济有了突飞猛进的进步,而煤炭能源占据着非常重要的位置,并且我国的煤炭能源使用量在不断增加。但是煤炭的燃烧的过程中会产生很多污染物质,这样就需要减少煤炭燃烧污染。基于此本文主要对燃煤锅炉脱硫脱硝改造进行分析。

关键词:燃煤锅炉、脱硫脱硝、改造

一、前言

当今社会,随着工业化进程的不断发展,给人们的生活和生产带来了很大的方便,但是与此同时也产生了很多有害物质,包括:氦氧化物、二氧化硫等成分,这样就造成酸雨和光化学烟雾的产生,如果人们长期的吸入就会对人们的身体健康造成严重的危害。因此一定要对燃煤锅炉脱硫脱硝进行改造,其目的是希望在实际的实践操作过程中起到一定的指导作用。

二、大气污染物的控制技术现状分析

大气污染的现状已经如此严峻,对大气污染物的控制已是刻不容缓。为此,我国提出了一系列有关燃煤锅炉大气污染物排放标准,例如:《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2004等。其中对燃煤锅炉大气污染物的排放标准制定工作,对相关企业的脱硫脱硝措施提出了相应的要求。

1、燃煤锅炉烟气脱硫技术的现状

目前按副产物的形态,烟气脱硫技术可分为湿法、干法、半干法三种。

(1)湿法烟气脱硫技术(WFGD):

吸收剂在液态下与SO2反应,脱硫产物也为液态。该法脱硫效率高、运行稳定,但投资和运行维护费用高、系统复杂、脱硫后产物较难处理、易造成二次污染。湿法烟气脱硫技术优点: 湿法烟气脱硫技术为气液反应,反应速度快、脱硫效率高,一般均高于90%,技术成熟、适用面广。湿法脱硫技术比较成熟,生产运行安全可靠,在众多的脱硫技术中, 始终占据主导地位,占脱硫总装机容量的 80% 以上。缺点:生成物是液体或淤渣,较难处理,设备腐蚀性严重,洗涤后烟气需再热, 能耗高, 占地面积大,投资和运行费用高、系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高,一般适用于大型电厂。分类: 常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。

(2)干法烟气脱硫技术(DFGD):

脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行。该法系统简单、无污水和废酸排出、设备腐蚀小、运行费用低,但脱硫效率较低。干法烟气脱硫技术优点:干法烟气脱硫技术为气同反应,相对于湿法脱硫系统来说,具有设备简单、占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等优点。缺点: 反应速度慢,脱硫率低,先进的可达60~80%。但目前此种方法脱硫效率较低, 吸收剂利用率低,磨损、结垢现象比较严重,在设备维护方面难度较大,设备运行的稳定性、可靠性不高,且寿命较短,限制了此种方法的应用。分类:常用的干法烟气脱硫技术有活性炭吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的 SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。

(3)半干法烟气脱硫技术(SDFGD)

半干法烟气脱硫技术(SDFGD)半干法吸取了湿法和干法的优点,脱硫剂在湿态下脱硫,脱硫产物以干态排出。该法既具有湿法脱硫反应速度快、脱硫效率高的优点,又具有干法无污水和废酸排出、硫后产物易于处理的优点。半干法烟气脱硫技术半干法脱硫包括喷雾干燥法脱硫、半干半湿法脱硫、粉末- 颗粒喷动床脱硫、烟道喷射脱硫等。

2、燃煤锅炉脱硝技术的现状分析

氮氧化物是目前造成酸雨问题的主要因素之一,其也是光化学烟雾的形成原因,是目前大气污染的重点控制排放物之一。脱硝技术可以在燃料燃烧之前、之中和之后进行。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当前,燃烧前的脱硝方法主要包括洗选和加入氢脱硝。燃烧中的脱硝方法主要采用低氮燃烧技术实现。而燃烧后的推销技术,主要有SNCR(选择性非催化还原)脱硝、SCR(选择性催化还原)脱硝、电子束脱硝和活性炭吸附这几种。

(1)选择性催化还原脱硝技术

选择性催化还原脱硝技术以SCR脱硝技术为代表,其是应用催化剂,让烟气中的氮氧化物有选择性的与氨发生反应,生成N2和水。SCR脱硝技术一般安装在锅炉尾部的反应器中,与300℃~400℃的烟气繁盛反应。据测算,SCR脱硝技术的脱销率一般可达90%甚至更高,所以这种脱硫方式被我国广泛地应用于火力发电行业。SCR脱硝技术的缺点是装置占地面积大,投资费用高,维护成本大,其催化剂需要进行更换作业等。

(2)低氮燃烧技术分析

燃烧中的脱硝技术以低氮燃烧技术为主,其主要通过改变燃烧的相关条件来达到降低氮氧化物排放的目的。低氮燃烧技术主要分为以下5类:空气分级燃烧技术、低NOx燃烧技术、烟气再循环技术、燃料分级燃烧技术和循环流化床锅炉燃烧技术。上面所述的几种低氮燃烧技术,都是通过改变燃料的燃烧条件及方式实现的脱硝目的。它们在使用过程中会改变空气混合方式,降低空气比,从而达到控制燃烧温度、抑制氮氧化物生成的效果。不过就效果来说,当前的低氮燃烧技术效果并不十分明显,目前的脱硝率在25%~40%之间。而且通过控制空气比例的方式,容易造成燃料的不完全燃烧,不仅降低了锅炉的燃烧效率,也容易造成炉壁的腐蚀和结渣状况。

(3)选择性非催化还原脱硝技术

选择性非催化还原脱硝技术,以SNCR脱硝技术为主。其最早发明于美国,后被日本大量投入工业应用之中。SNCR脱硝技术要求在800℃~1000℃的高温中,将氨类化合物或者还原剂尿素与烟气中的氮氧化物进行反应,可以生成N2。这样将其中的氮元素分离出来,就能相应地减少氮氧化物气体的排放。这种技术能在高温的环境中促使反应迅速活化,可以避免使用催化剂。SNCR脱硝技术的优点是系统简单、阻力小、系统占地少、且所需投资较低。

三、燃煤锅炉脱硫脱硝技术改造要点分析

对燃煤锅炉采用脱硫脱硝技术是大势所趋,但是也有一些方面需要引起重视,这样一定要严格按照操作的流程进行处理。

关于脱硫技术是指采用脱硫方式将锅炉燃料燃烧之后的有毒气体进行处理,其中脱硫技术包括:湿法脱硫、干法脱硫及半干脱硫法三种。现阶段在我国燃煤锅炉脱硫活动中湿法脱硫得到了非常广泛的应用,这种方法可以使用氨水、碱及石膏吸附性能比较高的物质,将燃煤锅炉产生的硫化气体吸收,确保硫化物质不进入到大气中。同时湿法脱除硫化物的技术由于脱硫效率比较高,成本较低以及实用性较强等特征,并且脱硫之后的氨水、石膏、碱等物质经过合理有效的处理之后再投入到使用中,这样就很大程度节约了很多原材料成本、购买新材料的运输成本,大大节约了人力、物力以及财力,是一种经济和高效率的脱硫技术。

燃煤锅炉产生的烟尘经过脱硫前的第一个程序- 除去固体尘埃后,会被送进增压风机,接着会对其进行降温处理至适合被液体吸收的状态,然后才被送进吸收塔内。在吸收塔内,由于温度和气压的特殊条件,含硫气体会沿顺时针方向快速向上流动,在循环流动的过程中,所有气体会被再次全面清理,吸收塔里的气体和液体充分接触和相互溶解后,将事先准备好的喷淋仪器打开,该仪器就会将吸收塔内的气体及液体全部进行雾化处理,提高这些物质的活跃性,促使它们之间发生充分的化学反应,实现高效脱硫的目的。在整个脱硫过程中,锅炉气体中的SO2及SO3 会被充分溶解,它们在吸收塔内与石灰发生化学反应生成石膏,这里的石膏只用简单脱水就能继续投入使用,用于下一次的脱硫处理中。

四、结束语

综上所述,随着科学技术的不断进步,社会经济的不断发展,燃煤锅炉运行中采用的脱硫脱硝技术向着高效率、先进性以及环保的方向不断发展,这样作为技术人员一定要不断的探究和创新,为热力事业和环境保护贡献出自己的一份力量。

参考文献:

[1]郝桂媛.燃煤锅炉一体化脱硫脱硝新方法应用[C].中国环境科学学会学术年会论文集,2013(12):256.

[2]严强.火电厂脱硫脱硝改造中控制系统的选型[J].城市建设理论,2015(49):34-35.

[3]葉秉照.燃煤电厂脱硫脱硝技术研究[J].科技与创新,2017,(14):58-61.

论文作者:施,洋

论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期

论文发表时间:2018/3/16

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