电厂烟气脱硫和除灰改造技术原理及特点

发表时间:2020/3/17   来源:《电力设备》2019年第21期   作者:毕剑甫
[导读] 摘要:随着我国经济发展的不断加快,煤炭资源的利用率也在逐年上升,尤其是在火电厂企业的运行及发展过程中,由于煤炭的使用率居高不下,随之产生的灰尘、废渣也越来越多,如果长期处于这种状态,会对大气环境造成极大的污染,严重情况下,还会出现酸雨,很大程度上威胁到人们的身体健康。
        (国家能源集团康平发电有限公司  辽宁省沈阳市  110500)
        摘要:随着我国经济发展的不断加快,煤炭资源的利用率也在逐年上升,尤其是在火电厂企业的运行及发展过程中,由于煤炭的使用率居高不下,随之产生的灰尘、废渣也越来越多,如果长期处于这种状态,会对大气环境造成极大的污染,严重情况下,还会出现酸雨,很大程度上威胁到人们的身体健康。为了对一问题进行有效底缓解和规避,在火电厂的今后发展阶段,应加大对脱硫脱硝及烟气除尘技术的应用,确保企业能够稳定运行的同时,为人们的生活质量提供充足的保障。
        关键词:电厂;烟气脱硫;除灰改造;技术原理;特点
        中图分类号:X773文献标识码:A
        1火电厂脱硫技术
        1.1海水脱硫技术
        海水脱硫技术不仅应用广泛,而且脱硫效果好。分析其原理,是利用海水中的碱性成分,去除烟气中的SO2,满足达标排放标准。具体应用时,海水脱硫技术由海水供应系统、烟气系统、SO2恢复系统、水质恢复系统组成,技术优势包括:①使用海水作为吸收剂,能节约淡水资源;②脱硫效率高,达到90%以上;③不会产生废弃物、副产品,不会带来二次污染;④不会造成管道结垢、堵塞,后期维护量小。火电厂选择海水脱硫技术时,选址建厂应该靠近周围的海水资源,降低运营成本。
        1.2活性焦炭技术
        采用活性焦炭技术进行脱硫,是一种新型的技术工艺,原理是利用活性焦炭的吸附性,将烟气中的SO2吸出来,实现烟硫分离的目标。具体应用时,会加入合适的催化剂,可促使硫、硝等物质,转化为硫酸和硝酸,继而附着在活性焦炭上,最后通过分离设备即可完成脱硫过程。为了进一步降低SO2带来的危害,对于分离出来的硫酸、硝酸等物质,需要进一步加工处理,其中硫酸处理结果是:转化为氮气,危害性降低;或在高温条件下二次处理,提高烟气的净化效果。该技术的应用优点是:①水资源消耗量小,只需一个系统即可完成脱硫,清除率达到98%以上;②还能除去烟气中的金属、碳氮化合物等有害物质;③对设备、管道的腐蚀性小,基本没有废水和废物产生;④脱硫作业安全清洁,运行维护方便,满足清洁生产、循环经济的要求。
        1.3高能辐射技术
        高能辐射技术,主要分为电子照射法、脉冲电晕等离子法两种。第一,电子照射法,是利用电子加速器产生的等离子体,对SO2进行氧化,在极短时间内氧化为硫酸;然后和氨进行反应,生成微细粉粒,回收后可以作为农肥使用。该技术的优点是:操作简单,过程可以控制,可跟踪烟气成分、烟气量的变化;脱硫效率在80%-94%之间,不会产生废水和废渣。第二,脉冲电晕等离子法,是烟气中的高压脉冲电晕放电后,产生高能活性粒子,和烟气中的SO2反应,即可生成硫氧化物;进一步和水蒸气、氨反应,即可得到硫铵。该技术的优点是:投资成本低,运行费用低;不会产生二次污染。
        1.4石灰石-石膏脱硫技术
        石灰石-石膏脱硫是一项主流技术,将脱硫系统安装在烟道末端,使用石灰石作为洗涤剂,从而去除烟气中的SO2。该脱硫技术是由石灰石制备系统、吸收系统、烟气再热系统、石膏脱水系统、废水处理系统组成,优点包括:①操作简单,成本低廉;②工艺技术成熟,具有较高的稳定性;③脱硫效率高,达到95%以上;④设备的布置紧凑,可以节约占地面积。具体应用时,该技术的要点如下:第一,脱硫过程中,烟气和石灰石浆液发生化学反应,促使SO2吸收;第二,在石灰石浆液中加入空气,可促使亚硫酸钙氧化,继而生成石膏,对烟气进行净化;第三,脱硫后会产生废气和废渣,必须进行处理,否则会造成二次污染。


        2火电厂锅炉除灰除渣技术分析
        2.1水力除灰除渣系统
        水力除灰除渣,就是把火电厂锅炉所产生的热渣通过锅炉炉底的渣斗直接排出,之后用水进行冷却并且输送出去的方式,通过渣浆泵送至脱水仓脱水,由汽车运送至储存废渣的场地,或送至用户手中综合利用。现在我国的许多火电厂都在应用除灰除渣系统,虽然运行可靠,但在运行中也存在许多不足。
        水力除灰除渣系统在运行过程中由于要用水冷却锅炉底部的热渣,会耗费很多的水资源,而且水在遇到热渣之后会产生许多水蒸气,对炉膛燃烧产生影响;其次,由于锅炉底的废渣存有余热,再遇到冷却水会浪费大量的余热;第三,水力排渣系统会排出大量的废水,污染环境,而且排出的废渣需要建设废渣池、废渣沟,投资费用较大。水力除灰除渣系统磨损较大,且输送的管道容易结成污垢,运行起来的费用比较昂贵,且使用寿命短,随着我国科技的不断进步以及各项环保政策的出台,水力除灰除渣系统正在逐步改进或换代。
        2.2干式除灰除渣系统
        干式除灰除渣技术主要是通过一条特制的钢带对锅炉的底渣以及废灰进行输送和冷却,这种除灰除渣方式的核心主要是干式排渣机,通过自然的冷风与锅炉炉膛所产生的负压,将炉膛内的高温热渣冷却成方便直接储存和运输的冷渣,把冷却下来的废渣所产生的热风带回锅炉的炉膛,减少热量的损失。
        相对于水力除灰除渣系统,干式除灰除渣系统的优点是:(1)用风冷却锅炉内的热渣,不需要水冷却,节约了大量的水资源;(2)干式除灰除渣不需要水冷却,避免了产生的水蒸气对炉膛以及底部部件的腐蚀;(3)冷却下来的废渣产生的热气会在负压的作用下直接进入炉膛,减少了热量的损失;(4)没有废水的排放,避免了污染环境;(5)所需要的设备比较简单,节省空间;(6)造价较低,能耗较小,运行费用低。
        3火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术改造研究
        结合现阶段火电厂发展水平分析,企业在具体的生产期间,对脱硫脱硝及烟气除尘技术进行应用的过程中,虽然可以取得相对良好的效果,在一定程度上对环境进行保护,但是,由于受到多方面因素的影响和阻碍,使得这些技术的应用依旧存在了一些问题,对火电厂的今发展造成了影响。想要这些问题,不仅要开展工业的初始模拟实验,也要对进入火电厂的煤质进行掺配,对除灰设备进行选型,更好地应对各种灰质、灰量以及堆积密度的不同。
        火电厂对脱硫技术进行应用的过程中,可以将煤炭燃烧技术与锅炉生产之后的烟气脱硝技术科学且合理地融合在一起,从而达到对资源进行有效节约的目的。并且,在进行锅炉低负荷期间,如果温度达到一定的催化剂作用,并与其产生了一定的温度反应,那么可以在温度区域,适当地对脱硝装置进行增设。同时,在对脱硝技术进行具体应用的过程中,最好的办法就是对液柱与喷淋进行应用,并让二者可以有效融合,实现双塔技术。其中,针对前塔,应该对液柱塔进行应用,有效清除烟气中含有的二氧化硫,然后让其直接进入到逆流喷淋塔中,保证可以从根源上对剩余的二氧化硫进行脱除,满足排放的规定和标准。
        此外,在对除尘技术进行应用的过程中,可以在脱硫之前就应用干式旋转电极除尘器,在脱硫之后,对湿式除尘器进行应用,并在烟气系统中,适当地对热量进行增加,有效进行装置的回收,进而从整体上对灰尘进行清除,满足人们的实际要求,对环境进行有效的保护。
        结束语
        在今后的发展中,火电厂还应该积极迎合时代发展,强化对脱硫脱硝及烟气除尘技术的应用,并对除灰系统进行考察,了解除灰系统设计时的时间效能,清楚除灰设备在实际运行以及维护中存在的问题,并且提前做好预案,提前预防,保证除灰系统的最好效能,从而为火电厂的可持续发展打下坚实基础。
        参考文献:
        [1]郭伟平.火力电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘的技术分析[J].能源技术与管理,2018,43(05):148~150.
        [2]郭良河.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保措施分析[J].科技创新与应用,2019,(3):163-164.
        [3]刘政修,李磊,王斌.燃煤电厂锅炉烟气湿法脱硫废水深度处理工艺选择[J].全面腐蚀控制,2016,30(9):12-17.
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