韩旭
大唐环境产业集团股份有限公司吕四港项目部 226200 江苏南通
【摘要】火力发电厂排放的硫化物和氮氧化物是造成空气污染的主要成分之一,因此需要有效地控制火力发电厂排放的SO2和NOx。本文对我国现代脱硫、脱硝工艺进行了分析,介绍了燃煤电厂烟气综合脱硫脱硝工艺,并对其特点及存在问题进行了分 析。并对脱硫脱硝的发展提出了建议。
关键词:燃煤电厂烟 气;脱硫脱硝一体化技术:发展趋势
0.引言
煤炭燃烧排放中,85%是二氧化硫排放,60%是氮氧化物排放,82%的酸雨是由于煤炭燃烧排放造成的。因此研究燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术尤为重要。这种工艺虽然在一定程度上提高了电厂的生产成本,但与环保工艺相比, 脱硫脱硝化工艺更具必要性。采用一定的系统模式,使脱硫和脱硝过程紧密结合,达到共生化学效果。
1.传统技术
目前,湿法烟气脱硫+ SCR/SNCR技术已在中国及国际上广泛应用,是一种综合脱硫与脱硝处理技术。其中的核心技术是选择性促进消化还原或选择性非促进消化消化还原的技术。它的缺点是工作量大、初期投资大、运行费用高、二次污染严重。
2.燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术
发电厂烟气中的主要成分SO2和 NOx均为酸性污染物。因为同样的污染特性,它可以被同时去除。到目前为止,脱硫与脱硝一体化技术在世界范围内发展迅速,技术种类不断增多。根据统计,目前脱硫脱硝一体化技术已有70多种,但应用较少。通常 使用 CuO吸附,脉冲电晕法和碳基催化法。
2.1CuO吸附法脱硫脱硝技术
CuO吸附法脱硫脱硝技术的工艺主要是指火电厂烟气脱硫脱硝综合处理过程中使吸附剂 。目前使用最多的吸附剂是CuO-SiO2和CuO-Al2 O。通常在反应过程中需要的反应温度在300℃到500℃之间,以提高CuO-SiO2复合材料的反应性能,最终与煤发生反应。电厂烟气与二氧化硫发生反应,生成硫化铜,将其还原为氮氧化物。该工艺还可使 CuO吸附其它络合物的回收率达到90%以上。在烟气温度达到或超过700℃的情况下,燃煤电厂烟气脱硫脱硝效率可达90%以上。该工艺对CuO的吸附脱氮效率可达90%以上。
2.2脉冲电晕法脱硫脱硝技术
采用脉冲电晕脱硫脱硝技术,主要是指采用高压放电的方法,电解火力发电厂烟气中的某些化学物质,形成不平衡的等离子体,从而促使煤中的水相应地融化。
电解过程中硫离子和氮颗粒之间的结合可形成硫酸盐、氨水等组分,从而降低燃煤电厂烟气中二氧化硫和氮氧化物的含量,实现脱硫脱硝。脉冲电晕脱硫和脱硝技术工艺简单易行,只需高电压电源即可实现。但脱硫、脱硝的全过程,尤其是特殊处理过程,存在很多问题。就效应控制而言,更难以实现精确的人工控制,特别是人工提高最终脱硫率和最终脱硝率更是难上加难。在整个过程中可能会形成一系列其他污染物,而且很难改善从热源排出的烟道气体的污染。
2.3炭基催化脱硫脱硝法
碳催化脱硫脱硝方法主要是用活性炭纤维或活性焦吸附电厂烟气,对二氧化硫和氮氧化物有明显的吸附作用,从而达到脱硫脱硝的目的。采用催化法时,处理过程并不复杂,所需的处理条件也不多。虽然优点很明显,但目前的应用水平仍需进一步研究。
3.燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋势
3.1虽然吸附脱硫脱硝是一项较为成熟的技术,但仍有很大的工业应用空间。尤其是吸附剂稳定性差,难以获得较好的脱硫脱硝工艺,且要求高。这种方法在很大程度上限制了其发展和推广。且这种方法的应用成本较高,不利于电厂的发展和安全运行。
3.2虽然很多燃煤电厂都采用了脉冲电晕脱硫脱氮技术,但其缺点也是显而易见的。尤其是实际应用需要满足的条件比较高,并且加工控制难度比较大,在使用过程中也很容易产生一些副产品。这类副产品大多是对环境影响较大的颗粒。这种微粒的产生还会造成更严重的环境影响,而且很难由环境进行自身调节,很容易对环境造成二次污染。此外,这种技术还具有较高的能耗。
3.3炭基催化脱硫脱硝法,作为燃煤电厂烟气脱硫脱氮的一种新工艺,具有明显的优越性,尤其在整个脱硫脱氮过程中具有较高的稳定性。火力发电厂的运行过程也相对简单,没有极其复杂的处理过程,对处理环境的要求也不高。此外,其中最为重要的原料是碳基催化剂,它成本低,且来源广泛。该方法不会对整个燃煤电厂的脱硝、脱氮产生不利影响,也不会导致燃煤电厂的成本过高。与此同时,采用该工艺效率较高,从而推动了该工艺在今后的发展和应用,这必将成为烟气脱硫一体化技术发展的必然趋势。
4.结束语
当前国内催化碳基脱硫脱硝技术应用尚不成熟,尚处于试验阶段。为有效地改善活性炭的使用效果,进一步提高火力发电厂的经济效益,必须加强活性炭的更新改造。通过对该方法的研究,研制出了优质经济的活性炭。与此同时,在烟气脱硫脱硝过程中,为了有效地降低系统的运行成本,必须加强副产物的利用,为燃煤生产带来可观的经济效益和社会效益。
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