浅谈火电厂脱硫技术与环保措施

发表时间:2020/8/10   来源:《中国电业》2020年3月第8期   作者:闫江
[导读] 尤其应该对火电厂的SO2排放进行控制,改进其脱硫技术。
        摘要:经济快速发展之余,人们对全球性的环境问题越来越重视。我国是一个以燃煤提供主要能源的国家,然而煤的燃烧会产生不少对环境有害的气体,比如SO2、CO2等。我国的SO2的排放量已经居于世界第一,对于硫排放量问题的解决已经势在必行。尤其应该对火电厂的SO2排放进行控制,改进其脱硫技术。
关键词:火电厂;脱硫技术;环保;措施
一、烟气脱硫技术概述
        通过烟气脱硫技术的应用能够有效的降低烟气中二氧化硫的含量,比较常见的烟气脱硫方法包括干法脱硫、湿法脱硫等。其中干法脱硫是通过催化剂以及吸收剂的使用实现烟气中二氧化硫的祛除。采用不同的催化剂以及吸收剂取得的效果也有所差别,应用比较广泛的吸收剂种类为有氧化物以及活性炭。干法脱硫虽然效率可观,但是由于吸收剂无法循环使用,因此成本较高。湿法脱硫法与干法脱硫法最大的区别就是所使用的吸收剂是也液态的。应用比较广泛的湿法脱硫工艺包括是石灰石/石灰-石膏以及海水脱硫。目前,我国大多数发电厂采用的烟气脱硫方法都是湿法脱硫,因为该技术的成本投入较低,且能够进行循环利用,但是该技术所需的设备成本却相对较高。
        近段时间以来,国内很多研究人员都致力于解决上述烟气脱硫法中存在的缺陷,并探索出了许多更加高效实用的脱硫工艺。例如,祁贵生等人通过尿素脱硫工艺和超重力技术的有效融合极大的提升了烟气脱硫的效果,同时通过工艺的融合实现了成本的降低以及设备体积的减小。
二、火电厂的脱硫技术
        2.1燃烧前脱硫技术
        燃烧前脱硫是对原煤通过采取各种方法,除去燃煤中一些硫元素,达到脱硫目的,包括物理洗选煤法、化学选煤法、煤的气化和液化、生物选煤法等。
        物理洗选煤法最为经济,使用广泛。提高煤炭的入洗率是降低环境污染的重要方法,在国际范围内,我国的煤炭入洗率非常低,大约只有20%水平,而英国约为95%,日本甚至超过98%;对于我国通过提高煤炭的入洗率可明显减小燃煤产生的二氧化硫污染。物理方法脱硫效果很好,技术简单,经济性好;不过物理方法不能除去原煤中的有机硫,只能除去无机硫中硫含量的80%左右,占总含硫量不到30%,达不到控制二氧化硫污染的指标,故需采取更进一步的措施。
化学脱硫法可以有效的除去燃煤中部分有机硫,主要是将原煤中的某种形式存在的硫元素通过化学反应转化为其他形式可以分离出去的硫元素,从广义上包括煤的气化、液化等。
        使用化学脱硫技术,有较高的脱硫效率,但是化学脱硫技术主要在高温环境下进行,需要费用很高,商业化推进比较困难。
        生物脱硫技术从严格意义上应属于化学脱硫技术,但由于生物脱硫技术本身的特殊点,这里将其单独列出来。生物脱硫技术将燃煤放入某种特定细菌液中,这种细菌可以产生某种蛋白酶,而产生的蛋白酶又可以将硫氧化生成硫酸盐。目前,生物脱硫技术只停留于实验室阶段,尚没有得到足够的资金支持。
三、火电厂的环保分析
        3.1大气污染物
        国家对火电厂排放大气污染物制定了相关的法规,从颗粒物、SO2到氮氧化物,各种大气污染物都有严格的排放标准。根据建厂时间的不同,排放标准有3个时段。在1996年12月31日前通过了环境影响的评估报告建成的火电厂,执行第一时段排放标准,在1997年1月1日到标准生效这期间建成的火电厂,需执行第二时段排放标准,2004年1月1日以后建立的火电厂按第三时段的排放标准执行。
        3.2颗粒物
        火电厂各装置排放的固体颗粒物浓度都不得超过30mg/m3。属于第一时段的,烟尘的排放不得超过300mg/m3,第二时段不得超过600mg/m3。使用燃料的发热量小于12550千焦/千克的火电厂,烟尘排放也应限定在30mg/m3以内。目前,火电厂降低颗粒物的排放主要方法是提高烟气的除尘效率或者增加脱硫塔进口烟气的含湿量。


        3.3SO2
        SO2的总排放量应该在0.2吨/天以下,机组容量若是超过500MW,多出的容量按每1MW可多排放0.1吨SO2的标准执行。同时,还要保证烟气中所含的SO2质量浓度不超过100mg/m3,每天的排放量不得超过500吨。
        3.4废水
        对于脱硫设施进行评价,对确实存在较大的先天缺陷、燃煤硫分超过设计值较多的脱硫设施进行相应的改造。废水处理装置出现运行不正常或是停止运行状况时,应立即进行修复,然后再次投入运行。定期按规范监测各种废水;进行全厂水平衡测试。火电厂废水排放的地方不同,执行的标准也不一样。若是排放的地方属于GB3838类或是GB3097类海域,则排放标准按一级标准执行;若是属于GB3838的4、5类以及GB3097类海域,则排放标准按二级标准执行。火电厂降低废水排放的主要方法就是安装废水处理设备,对废水进行分类处理、分级处理,最终达到排放标准。
        3.5噪音
        火电厂的噪音对附近的居民、教育机构等都有很大的影响。火电厂降低噪音污染的主要方法就是安装消音设备,在厂房外设置堵墙,或者在厂房周围种植树木。
四、针对火电厂现状提出相应的环境保护措施
        4.1增加对烟尘的控制
        燃烧系统产生的飘尘具有复杂的化学成分,主要包括铅、镍、铬等。这些稀有气体都有一个共同的特性,有毒且致癌。通过皮肤或呼吸道侵入人体,进而诱发各种癌症。这些细小的飘尘的危害程度随着粒度的大小而变化。通常,直径小于10μm的微小颗粒物易在空气中长存,极容易被人们吸入体内,进而对身体各种机能造成一定威胁。而一些直径较大的颗粒物会降低大气的能见度,影响人们的视觉和交通。要想彻底环节烟尘污染问题,要从源头开始抓起。利用先进的除尘设备来降低空气中的飘尘。根据具体情况来选择不同类型的除尘设备。除尘器主要有旋风除尘器、过滤式除尘器等。
        4.2变频器技术
        通过对火电厂脱硫系统进行分析,笔者发现,耗电量占比最大的设备是增压风机,为了在高效脱硫的同时,降低能耗,必须对增压风机进行节能降耗。目前,大部分火电厂采用的脱离系统中,增压风机对出入口风量的控制一般都是通过节流调节的方式实现的。实践证明,这种方式的损耗较大,能耗较高。鉴于此,可对增压风机的调节方式进行改进,来实现脱硫系统的节能降耗,具体做法是在脱硫系统中应用变频器技术,对增压风机进行变频调节。变频调节能够通过改变增压风机的转速改变其特性曲线,这样便可以达到调节风量的目的。相关研究结果表明,当管道的特性保持不变,风机转速与其耗电量成正比,由此可见,对风机转速进行调节,可以降低其能耗。
        4.3降低噪音污染
        火电厂噪音污染问题在火电厂建立之初就已经出现,一直没有得到有效解决,只能由人们去适应噪音污染。随着经济的发展,电力资源被广泛利用,促使我国的火电厂数量日益增多,噪音问题越来越严重。特别是火电厂周围的居民,噪音给他们的生活带来了很大的不便,其长期处于高强度噪音的环境中,不仅降低了人的听力,也危害到了身体的各个系统,甚至导致身体机制处于失调状态。解决噪音污染需要从源头减小噪音的产生,火电厂可通过使用消声设备来降低噪音的传播,例如隔声板、隔声罩,还可使用低噪声机器等,一些噪音污染严重的地区就需要安装消声器或者降震设施,同时,火电厂还可运用先进的技术来处理火电厂的生产环节,尽可能降低噪音污染。
结语:
        综上所述,全世界都在关注环保问题,我国也已经意识到环境保护的重要。火电厂的脱硫技术可以减少排放的气体中SO2的含量,降低对环境造成的伤害。因此每个火电厂都可以根据自身的情况,选择最有效的脱硫方法。
参考文献:
        [1]李晓琳,马杰.火电厂脱硫等环保设施存在的主要问题及对策分析[J].中国信息化,2017(24).
        [2]闫靖,刘寅.火电厂脱硫等环保设施存在的主要问题及对策分析[J].工程技术:文摘版,2016(7):00139-00139.
        [3]管一明,薛建明,张荀,等.火电厂脱硫等环保设施存在的主要问题和对策[C]//清洁高效燃煤发电技术协作网2016年会.2016.
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