锅炉脱硫除尘技术的应用研究

发表时间:2021/4/12   来源:《当代电力文化》2020年28期   作者:周义
[导读] 大型节能环保锅炉脱硫除尘装置技术应用于大型锅炉集中供热用热水锅炉

        周义
        内蒙古能源发电新丰热电有限公司 内蒙古乌兰察布市丰镇市 012100
        摘要:大型节能环保锅炉脱硫除尘装置技术应用于大型锅炉集中供热用热水锅炉,具体涉及一种大型节能环保锅炉与脱硫装置及除尘设备。主要包括:锅筒纵置式链条炉排热水锅炉、双横置式热水余热锅炉、脱硫装置组件、除尘设备组件、烟囱桥子等。锅炉尾部烟气经双横置式热水余热锅炉换热后,提高锅炉进水水温,余热锅炉下方设有空气预热器,提高热风温度,进而提高炉膛温度,有助于改善炉内燃烧工况,烟尘经除尘组件、脱硫组件后进入烟囱桥子再次进行净化处理,通过烟道连接至烟囱,最终排至大气。此系统工业化设计,可节能减排10-15%。
        关键词:节能环保锅炉;除尘;脱硫
        前言
        现有锅炉热效率不高,锅炉房内不但没有设置防爆旁通烟道,有安全隐患,而且环境污染问题严重影响了工人的身体健康;除尘器普遍采用陶瓷多管除尘器、电除尘或大布袋除尘器,且除尘器的占地面积大,旋风离子陶瓷易损需经常更换,大布袋除尘器与电除尘器耗电量大,运行成本较高,经脱硫塔处理后二氧化硫、氮氧化物排放量高,难以达到国家环保要求的排放标准。
        1、锅炉房内配套设备系统化工业设计,主要设备含:
        锅炉主机、余热锅炉、防爆旁通烟道、除尘设备、喷淋除尘装置、旋流水膜脱硫塔、脱水装置、石灰脱硫药剂制备与储存一体化装置、烟囱桥子,配套锅炉燃烧控制系统、水循环系统、烟气系统等。
        系统化工业设计,通过资源整合,减少占地面积,降低投资成本与运行成本。
        烟气脱硫脱硝技术的分类
        在目前的发展阶段中,火电厂锅炉节能减排项目对烟气脱硫脱硝技术的应用非常关键。以脱硫剂的区别为依据,对脱硫脱硝技术进行划分,可以分为钙基工艺、氨基工艺、钠基工艺、镁基工艺。按照脱硫脱硝技术所生成的产物进行划分,有干法、半干法和湿法。在世界上的各个国家中,已经出现的脱硫脱硝技术有十几种。当前国内所使用的脱硫脱硝技术有氨法、钠碱法、双碱法,另外还有石灰石-石膏法。喷雾干燥法和循环流化床法是比较常用的半干法。电子束法和活性炭法是比较常用的干法[1]。
        二、脱硫脱硝技术应用的基本原则
        从现实情况来看,火电厂锅炉在国内的应用非常广泛。火电厂锅炉在发电的过程中,会产生大量的烟气,而这些烟气中有大量有毒有害物质的存在,这就意味着生态环境会遭到一定破坏。所以火电厂锅炉的运行要注意有效提高脱硫脱硝的效果。对于相关工作人员来说,应该详细了解火电厂锅炉的基本运行情况,同时也要全面掌握火电厂锅炉的规模,在此基础上保证使用的脱硫脱硝技术科学合理,从而实现节能环保的目标。保证排出的烟气不含有硫化物,也不含有氮化物,另外也不会含有其他的有害物质。另一方面在应用脱硫脱硝技术的过程中,应重视对相关副产品的研究,合理使用火电厂锅炉中的各项资源,确保高度符合国家所制定的环保标准。有效缓解火电厂锅炉在运行过程中对生态环境所造成的危害。
        三、火电厂锅炉对烟气脱硫脱硝技术的应用
        (一)氯酸氧化技术的应用
        在使用氯酸氧化技术的过程中,会用到强氧化剂,这种氧化剂是喷雾状的氯酸,将一氧化氮和二氧化硫完全氧化。在使用时,需要把大量的氯酸氧化剂喷撒在烟道的脱硫脱硝器中,在烟道中,氯酸会跟二氧化硫和一氧化氮充分转换。达到净化硫、硝酸盐、烟气的效果。

该项技术表现出的优势是能同时处理处在同一空间的硫酸和硝酸。在设备的辅助功能下,可以将处理时间分段,可以先组装吸收设备和氧化吸收设备,使得硫酸和硝酸的去除率能够得到有效提升。应用该项技术,其中存在的氧化剂能有效清除有害元素和金属元素。应用此项技术不需要使用化学氧化还原剂,也就不会发生催化剂中毒的不良情况。就氯酸氧化技术而言,稳定性较好,不会限制烟气,所以该项技术可以应用在常温或者是吸收性浓度比较低的状态中,在烟道内完成脱硫脱硝的任务。应用氧化吸收塔工艺会提升脱硫脱硝的实际效率,将其中含有的有毒微量金属元素有效消除[2]。
        (二)湿法烟气脱硫脱硝技术
        运用湿法烟气脱硫脱硝技术,需要先将烟气输送到SCR设备中,在催化剂的作用下,经过一系列的化学反应,NO就能转化为N2。之后烟道内的气体就会进入到改质器中,在催化剂的作用下,二氧化硫就会转换成一氧化硫。使用冷凝器完成过滤和冷凝,将硫酸和冷凝水混合起来,就能最终生成浓度比较高的硫酸。在火电厂锅炉运行的过程中,会消耗掉一部分的氨气,但是这并不会给火电厂锅炉的正常生产带来影响。由此可见运用湿法调节技术能达到较好的脱硫脱硝效果,而且整个处理过程是非常安全和稳定的。该技术的缺点是应用成本比较高,而且过滤之后得到的浓硫酸对储存条件要求比较高,因此该项技术的应用并不广泛。
        (三)活性炭处理技术的应用
        火电厂锅炉在生产过程中,需要发挥活性炭吸附能力的优势,用来吸附火电厂锅炉生产过程中所产生的二氧化硫,达到脱硫脱硝的目的。在应用活性炭技术的过程中,将催化剂引入,这样火电厂锅炉在运行的过程中,所产生的各种有害物质都能转化为硫酸或者是硝酸,能被活性焦炭所吸附。之后会进入到分离设备中,实现出烟气的脱硝和脱硫处理。可以对从烟气中脱离的二氧化硫进行再次处理,经过处理后的气体会进入到二层脱硫脱硝设备中,在催化剂的作用下,该装置会产生氮气。而在第一层装置中,活性焦炭会接受350摄氏度的高温,此时附着硫酸的活性炭会释放出大量的二氧化硫气体,火电厂锅炉在后期排放的烟气净化效果也能得到保证。
        (四)低碳燃烧技术
        从实际的应用情况来看,应用低碳燃烧技术脱硝较为合理。在火电厂锅炉的燃煤煤炭过程中该技术的应用较为广泛。使用该技术需要对燃烧条件作出改变,使得烟气中有害物质的含量能够得到有效降低。综合分析低氮燃烧,需要将该技术分为五种类型,分别是循环硫化床锅炉、空气分级、烟气再循环、氮氧化物、燃料分级。在火电厂锅炉中应用这些低碳燃烧技术,在燃烧燃料的过程中,就能获得一定脱硝效果。在实际应用的过程中,要实现对空气比的有效控制,使空气混合的方式获得改变,防止烟气中有氮氧化合物的生成。从理论层面展开分析,认为低碳燃烧技术有比较好的脱硫脱硝效果,但是在实际的应用中,受到多种现实因素的限制作用,导致实际获得的脱硫脱硝效果并不理想。        
4、结论
        大型节能环保锅炉脱硫除尘装置技术的应用,通过对锅炉房内空间位置进行系统化工业设计,资源整合,减少占地面积,降低土建与设备投资成本,同时降低锅炉与脱硫除尘装置运行成本。实现锅炉低氧燃烧,降低烟尘、二氧化硫与氮氧化物排放指标,可节煤与节电10~15%。
        参考文献
        [1]曾凡彪.煤炭行业节能减排浅析[J]. 山东煤炭科技,2009(3)
        [2]李之光,工业锅炉现化设计与研究。中国标准出版社,2011.
        [3]林志宏,刘新宇。锅炉节能简明教程。中国电力出版社,2011.
        [4]工业锅炉技术管理手册,东北工学院出版社。
        [5]热水锅炉安全技术监察规程
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