电站锅炉烟气脱硝技术的研究 李芳

发表时间:2020/3/17   来源:《电力设备》2019年第20期   作者:李芳
[导读] 摘要:随着我国经济的不断发展,很多领域都开始重视环境保护这项工作,不断的增强环保意识,致力于减少对周边环境造成的污染程度。
        (大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司  内蒙古  027300)
        摘要:随着我国经济的不断发展,很多领域都开始重视环境保护这项工作,不断的增强环保意识,致力于减少对周边环境造成的污染程度。本文基于电站锅炉烟气脱硝的重要意义着手,进行分析应用电站锅炉烟气脱硝技术的相关情况,主要的目的就是提供给有效提升电站锅炉烟气脱硝效率的重要指导。
        关键词:电站;锅炉烟气;脱硝技术;应用
        我国电力工业在不断的高速发展,随之带来的就是逐渐增多的火电厂机组数量、容量,相应增多了各种烟气排放物,以及其带来的环境问题。例如对于氮氧化物来说,其形成的污染问题已经不容忽视,日常生活中氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病;对于儿童而言,氮氧化物可造成肺部发育受损。另外,氮氧化物也是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因,为此氮氧化物的污染问题得到了人们高度关注。目前火力发电机组通常安装选择性催化还原法(SCR)的烟气脱硝装置,针对氮氧化物排放问题进行控制,SCR脱硝系统运行状态良好的重要标准,就是脱硝效率、氨逃逸率两项指标,同时SCR脱硝系统出口氮氧化物浓度以及进出口烟气流场均匀性,属于以上两方面关键性影响因素,甚至起到了决定的作用。
        一、电站锅炉烟气脱硝的重要意义
        国内的多数电站采用锅炉形式为燃煤锅炉,在锅炉内煤炭燃烧以后,排出的烟气中会存在大量氮氧化物。近些年来,我国的电力系统发展速度较快,不断的扩大规模,所以配套的增加电站的数量,同时也相继增大氮氧化物的排放量。我国专家研究环境保护相关内容时,得出空气中氮氧化物如果超出相应浓度,便能够污染到大气环境,进而势必会影响到身体健康,威胁到生命安全。
        有关的部门进行研究以及预测工作之后,得出一项结果,即到2030年时,预计我国总的氮氧化物排放量大概是2950-3550万吨,这一庞大的数据,会严重的破坏到人类赖以生存的环境。所以,积极的开展控制氮氧化物排放量的工作至关重要。而且我国更加重视氮氧化物的排放问题,做出大力的支持研究政策,并相继出台有关法律法规以及规范标准,明确的提出了电站燃煤锅炉氮氧化物的排放限值,控制在每立方米是100mg以下。在役的电站如不能满足此标准,就应该及时进行科学技改,而且在限定的时间之中完成。将电站锅炉烟气氮氧化物有效降低的策略就是脱硝,所以电站锅炉烟气脱硝的研究以及应用具有重要的现实意义。
        二、常规脱硝技术的应用
        当前国内电站燃煤锅炉中,对于烟气脱硝技术的应用相对广泛就是低氮氧化物燃烧技术,此技术能够科学的控制锅炉燃烧,同时采取有关燃烧器来,最终实现脱硝目标,一方面将氮氧化物排放量减少,另一方面对周边环境产生良好的保护作用。低氮氧化物燃烧技术中,SCR、SNCR、混合式相对成熟。
        首先,应用SCR技术。其为选择性催化还原,发展和应用成熟,在电站燃煤锅炉烟气脱硝中应用很多。SCR技术脱硝原理就是,锅炉燃烧期间形成烟气,同氨气于催化剂工作温度区间内混合,基于催化剂的作用下实现还原反应,产生氮气以及水,将烟气中氮氧化物的含量减少,实现脱硝目标。采取此技术展开烟气脱硝过程中,应该科学的控制反应温度为300-400℃的范围之内。为了将锅炉运行的稳定性、可靠度提升,需要把脱硝设备在省煤器跟空气预热器两个设备之间的位置进行安装。另外,为将脱硝成效明显的提升,同时减小催化剂的磨损程度,需要把脱硝设备在尾部烟道的除尘器后安装。根据大量的实践结果显示,SCR技术的脱硝效率可超过百分之九十;其次,应用SNCR技术。SNCR就是选择性非催化还原,采取此技术脱硝锅炉烟气期间,无需催化剂,应用原理即为,将还原剂(氨气、尿素等)直接的加入进炉膛烟气出口部位,让烟气内氮氧化物于高温条件下,同还原剂展开相应的还原反应。电站锅炉烟气脱硝中实施SNCR技术,可以得到百分之八十的脱硝效率。其应用的优越性就是,脱除烟气的氮氧化物期间不用采取催化剂,以此明显的减少运维费用,经济效果显著;另外,混合式。这项技术就是联合SCR、SNCR 两种技术应用,充分的施展各自优势。其中的SCR技术脱硝效率理想,但是经济性一般,需要一定的建设费用、运维成本,SNCR尽管不能得到SCR技术的脱硝效率,但是经济性良好。经联合的应用两种技术,能得到更高的脱硝效率,同时带来良好的经济效益。应用混合式脱硝技术期间,能控制催化剂应用量,SNCR的还原剂可采取副产物氨。


        三、脱硝新技术的应用
        我国在不断的革新传统常规的脱硝技术工艺,积极的研发并应用新型吸附脱硝技术,可采取的吸附剂包括活性炭、活性氧化铝。其中的活性炭吸附,就是通过活性炭的特性,有效的吸附烟气内氮氧化物,实现脱硝目标。应用此项技术期间,应用便捷,工艺流程较少,通常可以包括吸附、解吸、回收三项重要的步骤。烟气内氮氧化物接触到了活性炭以后,能够产生氮气与水,之后实现脱硝效果。大量的实践应用显示,活性炭吸附脱硝效率可超过百分之八十,此项技术手段一方面工艺流程简单,另一方面前期投资也并不多;其中的氧化铝吸附,就是锅炉燃烧后形成众多的烟气,流经流化床过程中,氧化铝会吸收氮氧化物,在吸附剂饱和之后,于再生器中送进,通过加热以后,释放吸附剂内氮氧化物,并且在锅炉内重新的送入,展开烟气循环。这时,会让炉膛内氮氧化物浓度一直稳定同时平衡状态,可有效的抑制生成氮氧化物,进而实现脱硝目标。
        四、脱硝技术应用中的注意事项
        电站锅炉采取脱硝技术将烟气的氮氧化物进行去除期间,必须要高度的重视影响脱硝效果的各种因素,其中主要是涉及到了温度以及滞留时间等。温度属于重要的影响因素之一,应该在基于一定温度条件下,才能实现锅炉烟气中氮氧化物的还原反应。因SCR技术反应环节增添催化剂,因此,具有稳定的反应温度,是在300℃-400℃。SNCR技术的反应中,无需催化剂,需要调控850℃-1100℃的反应温度方可,才可以提升脱硝效率;滞留时间属于另一重要影响因素,滞留时间就是指反应物停留在反应器中的时间,还原剂于此时间中,充分的混合于锅炉内形成的烟气,再经分解等环节,有效的去除掉烟气内的氮氧化物。另外,如果电站采取SCR技术展开烟气脱硝,需要控制好0.19s至0.86s的滞留时间,如果落实SNCR技术,则滞留时间最短是0.001s,最长是10s。
        湿法烟气脱硫技术:
        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。:
        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。
        结语:
        电站锅炉进行烟气脱硝过程中,需要科学的应用有关技术手段,为将脱硝效果达到最优的水平状态,需要高度的重视对于脱硝效率产生影响的各种因素,并且通过总结分析,选出科学的策略进行解决问题。未来的社会发展中,需要加大力度研究烟气脱硝技术,重视革新已有技术,同时研发先进的新型技术,对电站锅炉烟气脱硝做出更高质高效的服务。
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