燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术研究

燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术研究

天津蓝巣电力检修有限公司天津市300012

摘要:文章分析燃煤电厂生产过程中燃料燃烧所产生烟气所具有的危害作用,探讨治理燃煤电厂烟气的有效策略,重点分析目前燃煤电厂中应用广泛的烟气脱硫以及脱硝技术。

关键词:燃煤电厂;烟气治理;脱硫脱硝技术

1引言

我国改革开放近四十年的时间内经济得到了快速发展,尤其是进入本世纪以来,我国的工业化进程不断加快,人们对于能源尤其是电力能源的需求量不断增加,因此电力企业在不断深化改革的同时,扩大电厂规模满足人们日益增长的电能需求。但是由于我国目前主要的发电形式为燃煤发电,燃煤电厂在消耗大量煤炭满足人们电能需求的同时,燃煤产生的烟气对环境造成了严重的污染,造成酸雨以及光化学烟雾等危害,对人们的生存环境造成了破坏,而且影响了人们的正常生产和生活。所以需要对燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术进行分析,并研究治理燃煤电厂烟气的有效策略。

2燃煤电厂烟气的危害作用

燃煤电厂在进行电能生产的过程中,锅炉需要进行煤炭等燃料的燃烧,在煤炭燃烧时会产生大量的烟气,其中含有大量的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等成分,且由于不同燃煤电厂所使用不同的设备和煤炭种类,其烟气中所含有的物质种类、含量以及烟气量也不尽相同,而且燃煤电厂与其他工业生产不同,其生产过程中会产生大量的烟气,且在烟气中含有大量的热量,其危害作用主要表现在以下几个方面:一是烟气中的有害物质对大气环境的危害,其中以二氧化碳为代表的碳氧化物会造成温室效应引起全球气温升高,以二氧化硫为代表的含硫物质容易引起酸雨危害,氮氧化物在空气中与水结合形成硝酸和硝酸盐类物质,不仅会形成酸雨,还会与其他污染物造成光化学烟雾污染。含硫物质和氮氧化物会对周围的农田及其作物的生产造成危害,其形成的酸雨和光化学烟雾还会影响人类和牲畜的健康,还会对周围建筑及设备等造成腐蚀等危害。二是由于燃煤电厂排放的烟气中含有大量的热量,会造成周围环境中温度的升高,容易造成周围民众受到高温危害。

3治理燃煤电厂烟气的有效策略

想要对燃煤电厂的烟气进行治理,首先要燃煤电厂自上而下提高对烟气危害的认识和对烟气治理的重视,需要燃煤电厂的领导者和决策者以发展、全面和长远的眼光对烟气污染问题进行治理,而不应以短期内的生产效益为根本出发点;其次,在进行烟气治理时应注意从根源入手,对煤炭等燃料的质量进行把控,采取相应的燃料预处理,既要有效减少煤炭中的有害物质,也能控制燃煤粒径,提高燃煤的燃烧效率,起到节能能源的目的;再次,应不断引进和应用先进的仪器和设备,如电除尘器、旋转式除尘器等除尘设备,在众多除尘设备中选取适合燃煤电厂自身实际情况,具有较高除尘效率并具有较低能源消耗和运行维护成本的设备类型;最后,燃煤电厂的相关技术人员应通过不断学习来提高自身的技术水平,电厂本身也应加强对技术人员的培训和培养,不断引起其他电厂甚至是国外有效的烟气治理技术,改进和优化电厂自身的落后的烟气治理技术,比如洁净煤技术和废气治理技术等,做到将防治电气污染和全面利用能源相结合的目的。

4燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术分析

在燃煤电厂中对烟气中含硫物质进行治理的方法较多,且起源较早,主要有烟气脱硫和燃烧脱硫两种主要思路,其中燃烧脱硫就是对燃料的燃烧过程进行优化,主要通过分段燃烧、送风、降低温度以及燃气重复循环等方法对硫化物进行控制。而烟气脱硫是目前大型燃煤电厂应用的主要的烟气脱硫技术。早期的烟气脱硫技术主要有催化法、化学反应法和吸收法等,随着相关技术的进步,又逐渐兴起亚钠循环法、碘活性炭法、磷铵肥法以及石灰石-石膏法等。这些烟气脱硫技术可以归纳为湿法和干法两种,且湿法烟气脱硫装置在目前燃煤电厂中的应用较多,湿法烟气脱硫技术具有较好的脱硫效果,但是脱硫装置的投入和运行成本较高,且在运行中容易出现设备泄漏和腐蚀等问题,增加了设备运行与维护的难度;而干法烟气脱硫技术虽然具有工艺简单和能耗低等优点,且对烟气净化之后不会出现重复加热的问题,但是此方法的技术要求较高,限制了其应用与推广。

4.1Wet-FGD+SCR组合技术

当前国内外广泛应用的脱硫脱销一体化技术主要是Wet-FGD+SCR法,即湿式烟气脱硫和选择性催化还原脱销的结合。传统的湿式烟气脱硫技术通常采用石灰或石灰石的钙法,脱除SO2的效率可达90%以上。SCR法采用尿素或NH3作为催化剂,最佳反应温度在250°C~427°C之间,脱硝率达80%~90%。

4.2氯酸氧化(TriNOx-NOxSorb)同时脱硫脱硝技术

氯酸氧化是一种湿式处理工艺,采用氧化吸收塔和碱式吸收塔两段进行处理。氧化吸收塔是用氧化剂HClO3来氧化SO2、NO和有毒金属;碱式吸收塔作为后续处理工艺,采用Na2S及NaOH作为吸收剂,吸收残余气体。该工艺实现了在同一套设备中同时脱硫脱硝的目的,脱除率可达到95%以上,并且不存在催化剂失活、催化能力下降等问题。

4.3活性焦烟气联合脱硫脱硝技术

煤基活性焦(以下简称活性焦)有着原料来源相对广泛、价格低廉、着火点高、耐磨耐压等特点。因此,从20世纪60年代起,德、日等国就开始研究开发活性焦烟气脱硫技术,并在80年代末得到工业化应用。我国烟气治理的重点开始是脱硫,近年来逐渐开展了烟气中NOx脱除技术的研究和应用,特别是对SO2和NOx联合脱除技术的研究尤为重视。

5结语

正是由于燃煤电厂在生产过程中产生的烟气中含有氮氧化物、硫化物以及碳氧化物等有害物质,不仅对大气环境造成污染,还会对周围土壤、水资源和人类及动物造成伤害,所以需要燃煤电厂提高对烟气危害的认识,采用先进技术和设备,采取有效策略对烟气进行治理。相关专家学者也应加强对烟气脱硫脱硝技术的研究,推动烟气脱硫脱硝技术的国产化发展。

参考文献:

[1]黄晓飞,马宪梅.燃煤电厂烟气治理策略及其脱硫脱硝技术[J].工业,2016(11):00086-00086.

[2]孙岳.燃煤电厂烟气治理方法及脱硫脱硝技术分析[J].工业,2016(11):00220-00220.

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