姜艳华
浙江省宁波市 315600 身份证号:33012719850705****
摘要:如今,我国各大火电厂都采用烟气脱硫技术来对排出的废气进行处理,其中利用的最广泛的石灰石——石膏法来对排放的废气进行处理,以达到烟气脱硫的目标。而其他常见的脱硫方法可以分为烟气循环流化床法、旋转喷雾半干法、海水脱硫法等。脱流技术所涉及到的步骤是十分复杂与繁琐的,并且其中所需要的设备种类也是相当多的,但是我国对于脱硫设备的制造方面还有很多缺陷。
关键词:火电厂;脱硝技术;脱硫脱硝;发展
1锅炉脱硫脱硝技术分析
煤炭燃烧过程中产生的硫、硝如果未经处理直接排放到大气中,对周边环境及大气环境将会产生一系列的污染,不仅影响生态系统平衡,还影响人类的生存条件,造成不可估量的经济损失。在长期发展的过程中,为了保障资源、环境、工业的可持续发展,必须降低锅炉向空气中排放硫、硝的含量,因此国家制定了严格的烟气排放标准,通过多部门的执行和监管,已经取得较好的效果。当前有效的脱硫脱硝技术归结为以下几类:
1.1干法烟气脱硫脱硝技术
干法烟气脱硫脱硝技术是目前锅炉应用中重要的组成部分,此项技术需在较干燥的环境中完成。通过系统的技术分析,在脱硫脱硝过程中采用粉状、粒状、吸收剂等方式,将烟气中的硫和酸去除,经过干法烟气技术处理后的烟气产物将形成干粉状的遗留物,避免水汽和废硫等废弃物的产生。因为技术处理全程中均处于干燥的环境下,避免强酸对锅炉设备的腐蚀。在企业技术应用的过程中,多数企业采用荷电干式喷射法和等离子体法,前者采用吸收剂作为媒介,吸收剂快速通过设备充电区,缩短反应时间,从而完成烟气脱硫脱酸及除尘的处理。后者则借助高能电子在烟气处理过程中实现硫铵和硝铵化肥的有效分解,达到脱硫脱硝效果,降低烟气中的容量和含量,从而避免环境污染。
1.2湿法烟气脱硫脱硝技术
湿法烟气脱硫脱硝技术由于其较突出的技术优势,是锅炉中最常见的脱硫脱酸及除尘技术。吸收剂是此项技术的关键,利用吸收剂在不同阶段和程度吸附烟气中的二氧化硫和一氧化硫,从而完成锅炉废气的脱硫。在此过程中常用吸收剂主要为含碱性较高的物质,例如废电石渣,利用类似碱性物质,借助碱性硫酸镁方法有效中和烟气的硫含量,最终达到二氧化硫去除的效果。部分工厂锅炉利用石灰石-石膏湿法技术,同样可以达到烟气中脱硫脱酸的效果,此项技术的关键在于石灰石-石膏的充分利用,实现对废硫和废硝的吸附,经过多年的技术革新,现阶段已经能够达到至少91%的脱硫率。此项技术最大的优势在于脱硫后可以得到再次利用的副产品,在降低烟气中脱硫脱酸浓度的基础上,最大限度提高废物利用率,避免废物堆节能环保积和浪费,达到环境保护的效果。
1.3半干法烟气脱硫脱硝技术
半干法烟气脱硫脱硝技术相对复杂,需要固、液、气三者的共同作用下利用烟气湿热蒸发反应共同这作用,结合袋装除尘器的使用,提高脱硫脱硝效率。主要两种方式应用于锅炉,节省投资成本的旋转喷雾干燥法和炉内喷钙增湿活化法。利用设备投放吸收剂从而达到液雾化与烟气反应效率,最终达到80%以上的脱硫效果。通过在脱硫脱硝设备中增加活化反应器,运用喷水增湿促进烟气与吸收剂的硫化反应,提升脱硫率的同时,最大限度节省投资成本。
1.4活性炭应用
低温烟气应用环境下,脱氯脱硝及除尘基础需选择更为合适的吸附剂,此为关键环节。活性炭的优势在于其表面存在大量不规则的孔隙,能够充分发挥其最佳的吸附能力。烟气中的水蒸气在通过活性炭脱硫的过程中与硫化物、稀硫酸产生化学反应,从而为技术过程提供相当数量的质子,使得二氧化硫的还原性提高。目前利用物理和化学吸附共同作用,当烟气中的水蒸气和氧气高于标注值时,化学吸附将会发挥其作用,降低烟气中硫化物的含量。值得注意的是,吸附过程中随着吸附量的提高需要不断扩大设备的体积,因此需要利用其活性炭结构及化学特点,合理调配从而达到脱硫脱硝及除尘的效果。
1.5臭氧法
该技术在实际使用中会利用臭氧所具备的强氧化性能,确保不可溶的低价态氮氧化物氧化后形成可溶高价态氮氧化物,将碱液放置于洗涤塔内,同时吸收氮氧化物与二氧化硫,进而实现脱硫目标。在实际应用中,脱硫的效率可达到80%,脱硫效率可达98%左右。现阶段,该技术被应用于少数火电厂中,但推广效果并不理想。究其原因:1)使用此技术要求原始的氮氧化物含量低于200mg/Nm3,所以若氮氧化物含量相对较高,要想实现超低排放的难度极大;2)大型烧结机的烟气量较大,对于液氧的需求量也较大,而且实际的运行成本显著增加;3)液氮的存储对安全性提出了较高要求,存在诸多安全隐患;4)臭氧在强氧化处理后会产生氮氧化物,通过与碱液反应产生硝酸盐、亚硝酸盐,参考《硝酸工业酸工业污染物排放标准》可知,当前很多企业水污染物总氮的排放限值是70mg/L,应经过处理后达标才能够排放,因而实际处理量较大,处理的难度也较大,需投入大量资金。
1.6余热回收系统工艺流程
余热回收系统是将脱硫脱硝后的净烟气通过余热回收装置回收余热,余热回收装置的入口除盐水水温必须保持在90℃以上,以防止余热回收装置换热管表面结露腐蚀或堵塞,产生的160℃过热除盐水在有稳压罐的作用下仍保持液态,用泵送至热水换热器,在热水换热器中常温的生活水和过热的除盐水换热,产生90℃的生活热水送至热水站外卖,除盐水降温至90~100℃后送至余热回收装置循环换热。
2发展前景
煤炭作为我国主要的能源,作为工业的能源支撑,在燃烧的过程这种无法避免地产生二氧化硫、二氧化硝、烟尘粉尘等,对大气环境造成严重的污染。针对锅炉的脱硫脱硝及烟气除尘技术的研究,能够按照我国的能源结构及煤炭成分组成,因地制宜地完成技术改造,实现脱硫脱硝的综合治理,改善烟气排放中有毒气体的含量,同时将硫硝等资源进行回收再利用,是目前技术需要改善和完善的目标。脱硫脱硝及烟气除尘技术具有高效、节能和环保等多种优点,设备原理较简易,被广泛应用于使用各类锅炉的企业。本文简单介绍了锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术原理,期望有助于进一步提高设备效率。
结语
钢铁行业烧结需要以高温燃烧条件为基础,是十分复杂的物理、化学过程,因而所形成的烧结烟气成分也相对复杂,使得钢铁烧结烟气的处理难度显著增加。所以必须结合我国钢铁企业烧结的实际情况,将投资成本,运行成本,环境效益,技术要求等因素作为开发脱硫脱硝技术的指导思想:
(1)低温催化剂脱硝技术要在烧结烟气脱硝中得到广泛的应用,必须研发新的催化剂材料,降低催化剂的适用温度,适应现有烧结烟气的温度区间;
(2)臭氧法脱硫脱硝技术由于其投资成本,运行成本及环境因素的限制,推广的难度仍旧很大;
(3)低温液相螯合还原脱硫脱硝技术属于全新技术类型,优势显著,因而具有可观的推广作用;
(4)由于烧结烟气中含尘量较高,在脱硫脱硝的同时,可以在洗涤塔出口处设置湿式电除尘,进一步满足对烧结烟气除尘的超低排放要求。
参考文献
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