对电厂锅炉脱硝改造技术的研究

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:张刚
[导读] 摘要:根据我国环保的要求,燃煤的锅炉一定要在全负荷程度下脱硝投运,一般的情况下,电厂里面使用的是燃煤发电,这种方式是必定会产生许多的废气,其中,这些废气里面存在着很多的SO2和NO2,假如由废气随意进入到我们的空气当中,就会产生大量的可侵蚀性酸雨,从而严重影响到环境的问题,所以为了控制SO2和NO2的排放量,脱酸改造技术保留了对改善环境、减少酸雨带来的损害有积极的作用。
        (西北电力建设第三工程有限公司  陕西咸阳  712000)
        摘要:根据我国环保的要求,燃煤的锅炉一定要在全负荷程度下脱硝投运,一般的情况下,电厂里面使用的是燃煤发电,这种方式是必定会产生许多的废气,其中,这些废气里面存在着很多的SO2和NO2,假如由废气随意进入到我们的空气当中,就会产生大量的可侵蚀性酸雨,从而严重影响到环境的问题,所以为了控制SO2和NO2的排放量,脱酸改造技术保留了对改善环境、减少酸雨带来的损害有积极的作用。
        关键词:脱硝技术;SO2控制技术;烟气脱硝;锅炉脱硫脱硝
        1、脱硝技术的叙述
        脱硝技术就是指通过降低污染物中的氮氧化物来实现脱硝的技术。现在,氮氧化合物的处理有燃烧之前、燃烧过程中和燃烧后这三种处理结果。第一:燃料前使用氮氧化合物降低的技术,是指在燃料燃烧之前使燃料转化成含氮量较低的燃料,但是这种处理方式的成本高、工艺复杂以及技术难度较大等众多的问题。第二:燃料燃烧过程当中的技术去控制氮氧化合物的产生,是指燃料在燃烧的过程当中,对氮氧化合物的产生具有及其有效的预防,从而控制氮氧化合物的产生。要想控制氮氧化合物的产生,就必须要控制燃料的燃烧温度。同时,也需要控制燃烧过程中的氧含量,减少燃烧中燃料在高温区停留的时间段。在燃料燃烧之后通过脱氮的技术,控制和减少燃烧以后的烟气中的含氮的浓度。
        2、SO2控制技术
        作为二氧化硫的污染源主要分为两方面,第一方面是马路上汽车尾气中排放的二氧化硫。第二方面是在金属的冶炼过程当中,排放的二氧化硫。二氧化硫排放量2225t,其中燃煤产生的二氧化硫约占总数的90%,一氧化碳占总量的71%,二氧化碳占总量的85%,氮氧化合物占总量的70%,灰尘微粒占总量的61%。
        在简要阐述我国燃煤二氧化硫污染控制战略与对策的基础上,着重介绍了煤燃烧前、燃烧中和燃烧后控制SO2排放的各种措施的技术、经济性能以及研究前沿。全书共分11章。第6-9章分别介绍烟气脱硫的原因、湿法脱硫技术、干法脱硫技术和同时脱硫脱硝技术采用炭素材料脱除与回收废气中SO2最初的已有技术。作为脱硫剂的活性炭、活性焦是以吸附剂的形态出现的。由于活性炭、活性焦吸附容量低(一般≤10%),以及处理能力低(一般<103Nm3/h•t脱硫剂)。因此,脱硫剂需要量大,在脱硫过程中需要频繁再生。针对该技术的不足,又相继公开了一些改进的技术。如专利号为BP10903306英国专利,专利号为昭49-27744日本专利,专利申请号为89105113.9中国专利等。这些已有技术都试图通过添加碘或含氮化合物,使活性炭成为催化剂进行脱硫。但这些改进的技术都存在碘流失问题,或含氮化合物催化剂寿命短的问题,并且活性炭的脱硫容量,单位脱硫剂处理废气的能力等也未出现明显的改进。采用现有的炭素材料脱硫技术,工艺过程都要包括交替进行的脱硫与再生及碘的补充。其中碘的补充是一个十分麻烦的问题。这些已有技术在工程上则表现为多塔操作,一部分塔脱硫,一部分塔再生,另外再进行加碘。炭素材料脱硫剂的再生,或采用高温加热再生,或采用多级洗涤再生。
        3、烟气脱硝
        烟气脱硝技术的种类有很多,选择一种合适的脱硝技术,是至关重要的,由于我国的脱硝技术起步较晚,在一些老的电厂的烟道的设计上,为了减少成本,烟道在高度上预留的空间很小。
        磷铵肥法(Phosphate Ammoniate Fertilizer Process,简称PAFP),四川省环科院、西安热工所、大连物化所等单位共同研究开发的烟气脱硫新工艺。
 
        4、脱硝的系统工程
        1、脱硫脱硝工程(火电行业、水泥行业、钢铁行业作为重中之重)2、节能改造工程3、节能产品惠民工程4、合同能源管理推广工程5、节能技术产业化示范工程6、城镇生活污水处理设施建设工程7、重点流域水污染防治工程8、规模化畜禽养殖污染防治工程9、循环经济示范推广工程10、节能减排能力建设工程。
        一种新型脱硫废水处理工艺,其工艺流程如下:
        (1)废水的收集调节:收集脱硫废水进入调节池,搅拌均衡,防止沉淀;
        (2)排放或回用:经二级反应沉淀池处理的废水进入清水箱,加HCl调节pH至中性后,排放或回用。
        工艺流程:
        废水的收集调节:收集脱硫废水进入调节池,搅拌均衡,防止沉淀;
        《电站锅炉空气预热器》
        主要介绍空气预热器的工作原理及分类、空气预热器的设计计算方法、空气预热器的安装与检修、空气预热器的故障处理与改造,并介绍VN回转式空气预热器。本书还对烟气再热器的结构及安装作了简要介绍。本书既可作为锅炉专业技术人员的参考书,也可作为大专院校热能与动力专业师生的参考书。另外,还可供石油、化工、冶金及其他相关行业的专业技术人员参考。
        空气预热器就是锅炉尾部烟道中的烟气通过内部的散热片将进入锅炉前的空气预热到一定温度的受热面。用于提高锅炉的热交换性能,从而降低能量消耗。
        我们一般简称为空预器。多用于燃煤电站锅炉。可分为管箱式、回转式两种,其中回转式又分为风罩回转式和受热面回转式两种。电站锅炉较常采用受热面回转式预热器。在锅炉中的应用一般为两分仓版、三分仓、四分仓式,其中四分仓较常用于循环流化床锅炉中。
        管箱预热器工作原理:较为简单,烟气从管箱外部流经,空气从管箱内部通过,通过温差不同传热。
        回转式预热器的工作原理是:预热器转子部件由数万计的传热元件组成,当空预器缓慢旋转,烟气和空气逆向交替流经空气预热器。权蓄热元件在烟气侧吸热,在空气侧放热,从而达到降低锅炉排烟温度,提高热风温度的预热作用。
        预热器的概念:
        预热器跟加热的意思相同,不一样的只有它们的叫法不同,预热器实际上是一种把正在工作的低压蒸汽再进行加热而且还要到达一定温度的过热器的作用进一步提高了电厂循环的效率,并使汽轮机末级叶片的蒸汽温度控制在允许的范袭围内。
        再热器就是锅炉中将从汽轮机中出来的水蒸气加热成过热蒸汽的加热器。再热器的好处有两个:
        1.降低水蒸气的湿度,有利于保护汽轮机的叶片
        2.可以提高汽轮机的相对内效率绝对内效率
        5、锅炉脱硫脱硝
        就现阶段来看,人们对生态环境保护的意识越来越高。在当前的以市场经济体制为主体的环境下,国家和政府也渐渐地加强了对环境保护的重视。企业可以借助一些比较先进的科学技术和手段,把脱硫脱硝和烟气除尘技术研发出来,并且较为广泛地去应用到各类电厂锅炉的企业发展当中去。
        优点:系统设备少;占地面积较小;能源消耗低;产物是固态。
        缺点:对于吸收剂的要求高;实现自动化比较困难;副产品的化学性质不太稳定。
        6、高炉煤气特性
        (1)燃烧速度慢、火焰较长、焦饼上下温差较小;
        (2)安全规格规定在1米³空气CO含量不能超过30mg;
        (3)着火温度大于700℃。
        (4)高炉煤气含有H2(1.5-3.0%),CH4(0.2-0.5%),CO(25-30%),CO2(9-12%),N2(55-60%),O2(0.2-0.4%);密度为1.29-1.30Kg/Nm3。
        结束语
        从上面我们了解到,我国目前的燃煤锅炉有很多,存在的问题多和造成的污染严重,成为我国党建令人关注的热点之一,现在,中国对电厂锅炉所产生的烟气进行管控力度大大增强了,在传统的锅炉改造技术当中去使用脱硝技术,一定要从锅炉自身的情况出发,去实现我国的脱硝技术的进一步提升。
        参考文献:
        [1]崔继广,王宇峰.电厂锅炉脱硝改造技术要点研究[J].门窗,2019(12):227.
        [2]吴敌.电厂锅炉脱硝改造技术要点研究[J].能源与节能,2018(10):102-103.
        [3]蔡军良.电厂锅炉脱硝改造技术要点研究[J].城市建设理论研究(电子版),2018(28):110.
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