摘要:燃煤发电是我国最主要的方式,在发电生产过程中,每年所消耗的煤炭量数量巨大,相应的SO2排放量每年在近千万吨左右,对环境造成的影响可想而知。为了实现经济与环境发展的协调性,需要降低烟气中含硫量,这就需要加强对烟气脱硫技术的分析。本文对烟气脱硫技术的现状与发展趋势进行了分析。
关键词:燃煤发电;脱硫技术;现状;发展趋势
1国内脱硫技术的发展现状
我国的烟气脱硫技术于五十年代开始即已开始进行,但其发展却一直处于较缓慢的状态,还只限于有色冶金废气和硫酸尾气的净化。一些有色冶金部门、硫酸厂和氮肥厂等都已建成了一批工业化规模装置并运行,从而对烟气和尾气中的二氧化硫进行净化和回收,从而达到烟气脱硫的目的。在七十年代初期开始,燃煤发电厂即已开始进行烟气脱硫试验,各个电厂采取了不同的方法进行烟气脱硫试验。目前有喷雾干燥法、磷胺肥法和含碘活性炭吸附法三种方法的中间试验已通过技术鉴定,其余方法基本还处于停滞状态。目前我国现有的烟气脱硫技术有以下几种:含碘活性炭法、亚硫酸钠循环法、胺酸法、喷雾干燥法。但是,这些方法多为中小型或中间试验规模的烟气脱硫装置,对燃煤发电厂大烟气量工业化的烟气脱硫装置研究的还很不够。近几年来,我国的燃煤发电厂对烟气脱硫越来越重视,除了加大自行研制烟气脱硫装置外,还引起国外的先进技术和装置,引起的先进技术和装置虽然在烟气脱硫上取得了很好的效果,但因其投资和运行费用都较为昂贵,所以不可能在大范围内进行推广使用。随着对烟气脱硫的重视度的不断增加,国家加大了对我国中小型燃煤工业锅炉的烟气脱硫技术的研究,使烟气脱硫技术从最初的几种发展至现在的几十种,同时部分技术运行时较为稳定,已达到成熟的标准,脱硫效率较高。
1.1干法脱硫技术分析
选择用干粉状或者是颗粒状的吸收剂、催化剂以及吸附剂等来对烟气中SO2进行处理的工艺即为干法脱硫技术。此种方式是现在工业生产中对排放烟气中SO2进行处理的工艺之一,具有实施过程简单、能耗低、无污水处理问题等优点,尤其是烟气在进行处理后温度都比较高,在100℃以上,更有利于烟筒排气的扩散,不会产生“白烟”现象。对烟气进行净化处理后不用进行二次加热就可以直接排放,并且具有腐蚀性小的特点。但是,此种处理方式也具有一定缺点,即脱硫效率相对较低,并且所需设备都比较庞大,占地面积巨大,企业需要投入的资金也比较多。另外,此种处理技术在进行操作时具有一定稳定性,对操作技术要求相对较高,对操作人员的要求相对较高。
1.2湿法烟气脱硫技术研究
通过对燃煤脱硫技术发展现状的分析,明确湿法烟气脱硫技术,是比较常用的脱硫技术之一。通过对湿法烟气脱硫技术的分析可知,湿法烟气脱硫技术通常可以分为不同的类型。第一,石灰石—石膏脱硫技术。在湿法烟气脱硫技术中,石灰石—石膏脱硫技术是具有代表性的方法之一。主要是采用石灰石清洗煤炭燃烧废气的方式,达到脱硫的方法。此种脱硫技术在使用中,具有操作简单、效率较高的优势。但受诸多因素的影响,该方法也具有一定的缺陷,石灰石—石膏脱硫技术的投资耗费较高,耗水量多,脱硫占地面积也相对较为广泛。第二,氨法。该脱硫技术是湿法烟气脱硫技术的常用方法之一。其脱硫原理体现为,煤炭燃烧后的烟气进入到预洗涤塔后,会与硫酸铵饱和溶液相互融合,并发生作用,烟气由此被绝热饱和,待烟气冷却后将会进入脱硫塔,以自上而下的方式通过脱硫塔的循环喷淋层,从而使经过洗涤后的脱硫排出脱硫塔。此种脱硫技术具有操作简单和操作稳定等优势。
1.3半干法烟气脱硫工艺
半干法的工艺特点是:反应在气、固、液三相中进行,利用烟气显热蒸发吸收液中的水份,使最终产物为干粉状。其优点:脱硫是在气、液、固三相状态下进行,工艺设备简单,生成物为干态的CaSO3、CaSO4,易处理,没有严重的设备腐蚀和堵塞情况,耗水也比较少。缺点:自动化要求比较高,吸收剂的用量难以控制,吸收效率不是很高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以,选择开发合理的吸收剂是解决此方法面临的新难题。若与袋式除尘器配合使用,将能提高10%的脱硫效率。如喷雾干燥法等。
2燃煤脱硫技术未来发展趋势
(1)燃煤脱硫技术在发展中,应加强对烟气脱硫原理的创新。在现有燃煤脱硫技术的基础上,加强对具体脱硫技术的分析,消化吸收国外新技术,充分发挥科研设计部门、高等院校的技术优势和环保公司雄厚的资金优势,将二者有机结合起来,实现对创新脱硫技术的分析,开发适合我国国情的脱硫技术,促进脱硫工艺的进一步完善。
(2)湿法脱硫工艺是目前世界上应用最多、最为成熟的技术,固硫剂价廉易得、副产物便于利用、煤种适应范围宽,湿法烟气脱硫技术不会产生较大的工程造价浮动,是工业企业需要重点研究发展的处理工艺,因此,我国应重点发展湿法脱硫技术。
(3)烟气脱硫技术是实现经济与环境保护的重要途径之一,以湿法脱硫技术为例,在选用其进行脱硫处理时,需要注意几点问题。尤其是做好设备结垢堵塞防范措施,例如选择添加剂来对设备沉积表面、精简设备内部构件等部位进行处理。另外还有设备防腐蚀问题,可以通过精选设备材料来解决,并且还需要做好防止二次污染的处理。最后,排放烟气中也会存在部分有用物质,需要对其进行处理,选择合适的措施将其中的硫转化为硫磺或者石膏等物质,对其进行处理后在次利用。
(4)加强对湿法脱硫和干法脱硫工艺中,催化剂和脱硫剂等相应材料的研发。根据燃煤脱硫的实际研发情况,开发更多价格低廉、功能多样化的可再生脱硫剂,充分降低燃煤脱硫技术的脱硫成本。加强对高新技术的应用,进一步实现对辅助脱硫技术的研发。在保持原有脱硫工艺的基础上,利用超声波和电子色辐射等技术,提高辅助脱硫技术的研发能力。
(5)脱硫超净排放是当下的首要问题。随着经济的发展,国家已提高了燃煤机组火电机组排放标准,以较少污染物的排放改善当地环境,许多企业面临着超低排放。为应对严苛的环保标准,真正做到“超净排放”,脱硫系统需要切实可行的技术途径。如提高石灰石的细度、纯度以及活性等来提高反应效率和石膏品质;研发高效的脱硫增效剂,降低SO2吸收时的“液膜阻力”,提高反应速率;此外开发新的技术设备,改进塔内烟气分布,增加气液接触面积,提高吸收塔吸收、传质能力等是目前脱硫技术升级的主要途径,也是“超净排放”主要的工艺路线。超净排放技术能有效防止烟气的偏流、壁流等影响脱硫效率因素,对锅炉负荷变化、燃煤掺烧及含硫量变化适应范围大。燃煤电厂脱硫烟气“超净排放”从技术层面上是可行的,具体的技术实施需要根据不同的锅炉型式、煤质、以节能减排为目的,基于原有工艺进行技术升级,改造项目尽量利旧,结合原塔增设托盘、旋汇耦合装置提效,新建电厂综合考虑技术和管理等因素,对各种脱硫工艺技术进行比选,最终达到“超净排放”标准,实现社会经济的绿色、可持续发展。
3结语
在当前经济文化发展日益呈现全球化的趋势下,煤炭始终是各国比较关注的能源之一。在煤炭应用和发展过程中,其产生的多种有毒气体,在一定程度上破坏了生态环境。因此必须要加强对烟气脱硫技术的研究,有效改善因煤炭带来的环境问题。研发燃煤脱硫技术,并广泛应用到煤炭燃烧中,对于提升脱硫处理质量,减少有害气体的排放,真正实现经济与环境之间的协调发展具有重要意义。
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论文作者:周伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
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