摘要:随着我国经济社会快速发展,人们的日常生活与电力越来越密切相关,燃煤发电作为现如今我国供电的几种主要方式之一,在为人们的生活带来便利的同时也带来了关于环境污染的问题。煤炭中除了碳之外,硫、硝的也占到一定比例。火气中大部分SO2、NOx主要来源于煤炭燃烧的烟气。不仅严重污染了环境,也影响了人的正常生活。所以脱硫脱硝的技术研究成为重中之重。本文综述燃煤电厂单一类型的烟气脱硫脱硝成熟技术,和脱硫脱硝一体化的前沿最新技术。
关键词:燃煤电厂 脱硫 脱硝 研究
引言
科技的不断进步,需要的能源也越来越多,大量化石燃料的使用,也产生了非常多的有害气体。这些有害气体不单单对人们的日常生活和工作环境造成危害,如果吸入了这些有害气体,随着时间的累积,对人们的身体同样也会造成严重的损伤。另外,这些有毒气体的排放严重违背了我国“绿色发展社会经济”的理念,对我国将来的社会经济发展也会造成不可估量的损失。为此,对于电厂治烟的工作,一定加大力度,并用科学的治理方法来减少它所带来的危害。
1燃煤电厂烟气的组成与危害
燃煤电厂指的是通过使用煤作为燃烧材料,推动汽轮机转动,然后带动发电机使其工作,创造电能的工厂。煤炭,也被大部分人叫作“树木化石”,是经过了上亿年的化学和物理2种性质的变化才慢慢形成,属于自然资源中不可再生的珍贵资源。煤炭中包含有大量的碳、氧、氮和硫等,正是因为它们的存在,才会在燃烧后排放出大量的烟尘。而这些烟尘之中含有一氧化氮、二氧化碳或者是二氧化氮、二氧化硫等有害气体,这些有害气体对我们生活的环境有着极大的危害。当这些有害气体或其他一些微小的固态颗粒流通到大气中后,会造成空气质量的大幅下降,形成雾霾,雾霾中含有极微细小的粉粒状颗粒,它会无视黏膜及纤毛的保护作用,直接作用到我们的呼吸系统,使人们更容易患上各种呼吸性疾病,比如肺部炎症、脑血管疾病、鼻腔炎等,同时也是形成酸雨的主要因素之一。而酸雨,不仅会对工农业的生产造成巨大损失,还会腐蚀城市建筑,减少其使用寿命, 这些都会大大降低人们的生活水平。
2脱硫脱硝技术的原理分析
烟气的脱硫脱硝技术往往是化工企业较为重视的净化技术,尤其是对于一些工业产物中包含硫氧化物以及氮氧化物的企业来说非常重要。考虑到上述两类气体是当前全球空气污染的始作俑者,故监管部门必须要督促企业使用脱硫脱硝技术。近年来,国内相关部门举办了多次脱硫脱硝技术研讨会,会议就适用性较高的几种技术展开讨论,当前应用比较广泛的脱硫脱硝技术有:电子束氨法、脉冲电晕法以及活性炭纤维法。相关部门对于某地区的燃煤电厂进行调查发现,燃煤电厂内部的脱硝装置主要由氨供应系统与反应器组成,该反应器通常位于省煤器与空气预热器之间。值得一提的是,催化剂层数往往是沿用二加一模式。对于常用的脱硝还原剂来说,该类装置一般是选用液氨。与此同时,氨供应系统通常会设置在单锅炉的单侧空场,其产生的大部分氨气会使用氨气管道来进行有效输送。
脉冲电晕放电等离子体烟气技术,其工作流程是:脉冲电源制造高电压的脉冲,然后将其施加在反应器电极上,在反应器电极彼此之间产生强电场,通过强电场的作用,烟气中的一部分烟气分子会被电离,电离出来的电子在强电场的加速下会获得能量,从而变成高能电子(5~20 eV)。高能电子的功能是激活、裂解或者电离其他的烟气分子,进而产生 OH、O2、HO2 等多种活性粒子及自由基。在反应器里,烟气中的 SO2、NO 被活性粒子和自由基氧转化为高阶氧化物 SO3、NO2,在与烟气中的 H2O 相遇后会形成H2SO4 和HNO3,在有NH3或其他中和物注入的情况下生成(NH4) 2SO4/NH4NO3 的气溶胶,最后由收尘器集中回收。同时,脉冲电晕放电烟气脱硫脱硝反应器的电场本身拥有除尘功能。这种技术还具有装置简单、工作成本不高、能够有效地将有害污染物彻底清理干净以及不造成二次污染等优点。
选择性非催化还原法(SNCR):SNCR其原理是在无外加催化剂的情况下,将NH3、尿素等其他的还原物质喷入炉膛中。NOx在850-1 lOOt的高温炉膛时极快 地分解成Ng并且再与烟气中的NOx反应生成%。NH3还原NOx的主要反应为四:NH3为还原剂:4NH3 +4N0+O2 = 4Nz+6H2O,SNCR的主要优点在于SNCR工艺的优点是工程造价低,占地面积小,适用于燃煤NOx排放量低的机组%可是SNCR特殊的炉内喷射工艺,漏洞百出,导致脱硝效率无法提高,用NH3做还原剂时,因为其逃逸率较高,所以利用率也偏低。目前,由于技术的成熟,越来越多的锅炉采用了联合法就是将SNCR和SCR工艺统一组合。这样就把SNCR工艺同SCR工艺的优点两者高效结合起来,节省成本,提高了新型工艺的脱硝率。
3脱硫脱硝技术的未来发展
随着城市的建设发展,人们的生活水准日益提升,工业使用了大量的能源,虽然加强了我国的经济建设,但同时也带来了环境污染的问题,这关乎人们的生活环境,不容小觑, 这也是 21 世纪所有人都要共同面对的问题。因此,脱硫脱硝技术一定会成为人们所重视的核心。
在保有脱硫脱硝技术现如今所拥有 3 种特点,即高效、低耗、方便的同时,还要进行改善。首先,应该是理论知识方面的深入研究,因为理论知识是技术发展的基础,也是前提条件。只有在完善的理论知识下,烟气脱硫脱硝技术才会更上一层楼。另外,烟气脱硫脱硝技术在设备的选择上也应该改变,在保证安全的同时还应该进行成本的减少和效果的增益,最重要的是,要以绿色发展为核心。
烟气脱硫脱硝技术在进行选择设备时也应该有所改变,但确保在完全安全的前提下进行成本的控制,围绕绿色发展来开展工作。机械除尘通过设备的旋转动作带动烟气旋转,在离心力的作用下,烟气中较大的颗粒被集中到 边缘位置,吸收烟气中漂浮的粉尘。虽然这种方法自动化程度低,但成本投资少,可用于小型电厂一次除尘,能够在很大程度上对粉煤灰进行回收利用。与此同时,煤炭的燃烧温度一般会1200度以上,一些烟尘会变为带电的粉尘。如果是在高压静电场环境中,由于静电作用,它会被吸附在吸附层上,从而达到烟气处理的效果。与机械除尘相比,该方法可以在很大程度上细化除尘程度。具体而言,其对烟气的除尘效果远超 90%,且整个系统包含的设备价格。
4燃煤电厂脱硫脱硝一体化工艺
脱硫脱硝一体化工艺是当今环保工程师与学者研究的新思路、新方向,它可以说是把脱硫脱硝两大块的工艺完全整合在一起,这是一种集体化技术,它通过一种技术或设备的应用可以将整个系统的SO2和NOx这两种主要的大气污染物一并去除的目的回,可以解决脱硫脱硝技术诸如易产生二次污染、占地面积大、前期投入高等问题。同时,随着人们对于SO2和NOx所带来的危害意识不断加强,国家对控制排放的标准越来越高,脱硫脱硝技术的研发正受到世界各国的日益重视。现在研究较为可靠,技术比较成熟的脱硫脱硝工艺主要有:NaC102 / NaClO氧化法;氯酸氧化法;CuO吸附法。其中NaC102 / NaClO氧化法和CuO吸附法的综合效益较高,应用比较广泛。
结语
近些年来随着科学的不断发展和创新,越来越多的先进技术已经被研发,投入生产。同时,需要了解到目前大部分技术还停在实 验室阶段,再加上成本等因素,这一系列的因素直接导致烟气脱硫 脱硝一体化技术在市面上推广的计划流产。不过未来开发能在较 低温度下工作同时比较经济的新型脱硫脱硝一体化工艺催化剂是 S02, NOx污染防控的发展趋势叫,届时势必会推动全世界热电厂烟气脱硫脱硝技术的变革,这将会对我国的治理大气污染有不可估量的作用。
参考文献
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