浅析燃煤电厂脱硫脱硝技术及节能问题分析

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:阳兴国
[导读] 本文以燃煤电厂脱硫脱硝一体化技术为研究对象,
        摘要:本文以燃煤电厂脱硫脱硝一体化技术为研究对象,在其进行全面概述的基础之上,以某电厂为例,对其脱硫脱硝一体化技术改造进行节能分析。
        关键字:燃煤电厂;脱硫脱硝;节能
        近年来,我国加大了火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术研发力度,尤其致力于研究低成本、低运行费用、高净化质量与效率的一体化脱硫脱硝技术,旨在获得较高的能源流利用率,实现能源资源的可持续发展与生态环境的有效保护。
        1脱硫脱硝一体化技术概述
        1.1脱硫脱硝一体化技术的思路
        对于脱硫脱硝一体化技术的来源,有四方面考虑:一是技术理念。从脱硫脱硝一体化技术的理念上来讲,就是环保方面的重要性,在如今工厂排放的状态扩张状态下,之前传统上的除尘技术已经无法达到要求,因此就必须对技术进行优化,相关人员将脱硫与脱硝之间进行结合,就会组成新的尾气治理模式,这种一体化形式的装置改造和优化运行技术,就是脱硫脱硝一体化技术的最佳展现。二是过程思路。对于工厂排放废气之后,一般都会被除尘器清理,然后大方面回收,最终完成脱硫脱硝工作。三是材料方面的核算。在脱硫脱硝技术应用中,对于材料核算问题需要多加重视。因为在保持相对稳定的基础上做工艺设计利用,并进行有效的对等核算,将脱硫脱硝一体化技术的组成融入其中,可以充分将技术运用到位。四是热度核算。热度核算是将热力学作为工作基础,在核算中考虑工业物料的使用状况,通过采集进行热能的采用。
        1.2脱硫脱硝一体化技术方法
        脱硫脱硝一体化技术包括煤炭燃烧中及燃烧后的脱硫脱硝。燃烧后脱硫脱硝技术被广泛应用于工业领域。火电厂烟气脱硫脱硝中,高能辐射法是干式工艺的重点,有电子束照射法与脉冲电晕等离子体法。目前自束照射法应用广泛。在实际应用中不会产生废水污染物,具有一定的节能环保功能,提高了经济效益。LILAC法为常用的干式脱硫脱硝一体化技术。此方法在使用中设备简单,但要使用过量吸收剂才能提高脱除率,脱硫脱硝效率较低,增加了实际运行成本。尿素净化烟气法主是将PH值在5~9范围内的吸收液添加到设备中,二氧化硫与氮氧化物脱除率不受烟气二氧化硫与氮氧化物浓度影响。氯酸氧化法在使用中将氯酸作强氧化剂,将二氧化硫与氮氧化物氧化。利用同一设备实现烟气脱硫脱硝。通过碱式及氧化吸收塔工艺处理,提升脱硫脱硝效率,从而减少SO2和NOX排放。
        1.3脱硫脱硝一体化技术的优化运行
        第一,科技分析脱硫脱硝一体化技术。一是电离子净化方式。对于如今有害气体的形成中,辐射因素也非常严重,将脱硫脱硝技术中融入分离电离子技术,从空气中将电离子成分不读那分离净化,可以隔离有害物质和能源,减少环境污染。二是脱硫脱硝技术的可再生性。如今的脱硫脱硝一体化技术已经逐步完善和创新,可再生的脱硫脱硝体系是较为实用和新兴工程,对于大型工厂的实用性最强,可以大强度脱硫脱硝,做到废气高效达标排放。
        第二,成分考虑脱硫脱硝一体化技术。一是利用先进工艺进行催化反应。通过将SO2和NOX进行一定程度的催化,将有毒物质消除,可以完全脱硝成功,但是要考虑到成本过高的因素。二是以吸收方式来进行脱硫脱硝。在氧化环境影响下,通过吸收的方式,可以有效进行脱硫脱硝。三是结合性除尘。在脱硫脱硝技术中结合其他的物质,可以快速产生化学反应,对于氮氧化物的吸收会进一步加快,于此同时,可以更好的进行脱硫脱硝工作,在这个基础上做好废气治理。
        2某火电厂燃煤烟气脱硫脱硝一体化改造分析
        2.1改造背景
        某火电厂锅炉燃用煤炭主要为淮南Ⅱ类烟煤,煤质情况为:水4.36%、灰分19.26%、挥发分27.78%、固定碳48.6%、焦渣特性2CB、全硫0.7%、氢3.7%、高位发热量24.56Mj/kg、地位发热量23.7Mj/kg。该厂原设计通过采取炉内喷钙脱硫、低氮燃烧等措施进行烟气脱硫脱销,但由于技术陈旧,效率不高,该电厂脱硫脱硝处理效率分别为90%、30%,与《火电厂大气污染物排放标准》重点区域标准存在较大差距。

随即进行技术升级改造,改造如下:
        2.1.1燃煤烟气处理系统的新建及改造
        (1)脱硫塔、脱硝反应器
        脱硝反应器采用高灰布置方式,安装在省煤器与空预器之间,还原剂使用液氨,还原剂满足7天使用量(液氨属于危险化学品,对存储区域要求较高,需进行评估、备案等),采用蜂窝式脱硝催化剂,4层反应器,每年进行一次活性检验,根据检验结果进行更换;脱硫脱硝塔壳体由碳钢制做,内表面进行衬胶、衬鳞片防腐设计;喷淋系统由分配管网和喷嘴组成,喷淋层为4层,每台吸收塔再循环泵对应一层喷淋层,浆液喷淋系统的循环管及喷淋层的总管、支管采用玻璃钢材质;除雾器安装在吸收塔的喷淋层上部,用以分离净烟气夹带的雾滴。除雾器出口烟气雾滴浓度不大于75mg/Nm3,保证在100%烟气负荷下,整个除雾器系统的压降低于120Pa,除雾器材料采用带加强的增强PP材质。
        (2)脱硫脱硝再生系统
        脱硫脱硝再生系统主要设计参数:整个再生系统设置一个石灰粉仓,石灰粉仓容量按两台炉5天用量设计,石灰粉仓为钢结构,采用底部成“锥形”斗部有60°的斜度,顶部有3°的坡面,在料仓的顶部设观测孔和紧急排气阀门;石灰浆液箱有效容积按两台锅炉BMCR工况的6小时左右的石灰浆液量设计,并装有搅拌器,浆液箱碳钢材质,内壁进行有效的玻璃鳞片防腐处理,防腐层设计寿命不低于20年,浆液箱装有液位计,并远传至控制室;设置两台供浆泵,一用一备;单台泵的容量能满足两台炉满负荷运行时浆液的补充量;浆液泵采用碳钢衬胶泵。
        (3)副产物处理系统
        副产物处理系统设计参数:石膏脱水系统配备两台石膏浆液旋流器,一用一备,每台石膏旋流器的容量按两台炉燃用脱硫设计煤种时,BMCR工况下的100%设计;脱水系统只设置一台真空皮带机,其出水满足两台炉燃用脱硫设计煤种时,BMCR工况下100%的石膏脱水容量;脱水石膏,通过转运皮带送入石膏库,石膏库满足设计煤种BMCR工况两台炉脱水石膏3天的贮量。
        2.1.2改造后系统的运行效果
        经过跟踪调查近半年时间,烟气脱硫脱硝处理效率分别为99%、98.5%。达到《火电厂大气污染物排放标准》重点区域标准。
        2.2改造经济性分析
        (1)改造工程实施后,脱硫脱硝效果显著。脱硫效率高达99%,脱硝效率82.50%,烟气中SO2的排放浓度18.70mg/Nm3,氮氧化物排放浓度41.75mg/Nm3,达到《火电厂大气污染物排放标准》重点区域标准,每年SO2去除量为2036.422吨,NOx去除量为445.467吨,实现能源资源的可持续发展与生态环境的有效保护。
        (2)脱硫脱硝用水全部闭路循环,且配置了中水脱氯工艺不向外排废水,无二次污染。
        (3)在烟气脱硫脱硝塔内,利用多道逆顺向喷淋法,将吸收液喷入烟气中,在高速气流的带动下,吸收液被吹成雾状,比表面积大,使气液接触更加充分。从而确保了脱硫脱硝效率的稳定。
        (4)系统可保证长期正常稳定运行,且系统维护简单。脱硫脱硝塔不含易造成结垢的部件,且采用氨碱液作为吸收液,有效避免了喷嘴的堵塞,不存在结垢和堵塞等问题。设备检修不影响系统的正常运转,系统正常运转率98%以上。
        (5)改造过程中,同步更换高精度喷氨调节阀、更换高精度的质量流量计,烟气多点测量取样,优化喷氨自动控制逻辑,多措并举,节约原材料的消耗。每季度邀请第三方单位对氨逃逸进行监测,及时微调设备,精准运行,节能降耗。
        3结论
        随着如今脱硫脱硝除尘一体化技术不断被大众认可,对于燃煤电厂中的脱硫脱硝除尘技术需要进一步的改造和优化。从人们如今的生活中所需要的环保技术来看,脱硫脱硝除尘一体化技术具备最为完善和优质的实用性和可行性。对于燃煤电厂而言,可以更好的降低运营成本,是非常实效和具有高效含义的。因此,对于如今的电厂环保而言,最重要的就是加快对脱硫脱硝除尘一体化的分析和探讨,提升装置改造技术,通过不断优化运行,达到更好的利益提高。以上电厂成功经验完全可以参考用于本厂实际情况,进行改造,同时加大对运行人员的培训,压红线精准运行,提升技术水平及环保意识,加强小指标管控,使环保要求常态化,提升本厂环保及经济效益。
        参考文献
        [1]王松涛.电厂脱硝技术与脱硫脱硝一体化发展研究[J].科学技术,2018(22):20-21.
       
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