烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘分析与环保策略

发表时间:2021/8/12   来源:《科学与技术》2021年第29卷第4月10期   作者: 马建勇
[导读] 目前,我国经济发展的过程中,依然以火力发电为主,而火力发电会消耗煤炭等资源,不仅会消耗大量的自然资源,而且还会排放出大量含有粉尘、二氧化硫的烟气,从而对环境造成严重破坏
        马建勇
        (河北蔚州能源综合开发有限公司  河北 张家口  063000)
         摘要:目前,我国经济发展的过程中,依然以火力发电为主,而火力发电会消耗煤炭等资源,不仅会消耗大量的自然资源,而且还会排放出大量含有粉尘、二氧化硫的烟气,从而对环境造成严重破坏。所以,想要推动我国经济可持续发展,火电厂必须要对现有烟气排放设备进行改造,加强对环境的保护力度。随着人们环保意识的增强,这些气体污染的治理问题也越来越受到关注,在工业生产过程中产生了大量有害气体,要想减少大气污染,就必须首先处理这些气体,传统的处理方法是烟气脱硫技术,但是随着社会的进步和科学技术的不断提高的研制出了更加经济、环保的方法即脱硫脱硝除尘一体化技术。
         关键词:烟气脱硫技术;脱硫脱硝除尘;环保;策略

         1烟气脱硫技术
         1.1湿法烟气脱硫
         在应用湿法烟气脱硫技术的时候,需要将碱性溶液或者浆液作为吸收剂进行脱硫。在利用湿法烟气脱硫时,有明显的优点是效率非常高并且吸收剂的利用率也很高但是在操作过程中流程繁琐,环节较多,过程中产生一定量的废水需要合理处理,一旦处理不当将造成二次污染。
         1.2干法烟气脱硫
         干法烟气脱硫是将吸收剂放入存在二氧化硫的反应器中,待二者充分反应后进行干燥而实现脱硫。这种脱硫方法虽然在操作方面比较简单,但是存在许多缺点比如脱硫率较差、吸收剂利用率低等。
         1.3电子束烟气脱硫
         电子束烟气脱硫方法有较高的科技含量,但是从工艺方面来讲,它是干法烟气脱硫的一个分支,因此,电子束烟气脱硫在实际的脱硫中有广泛的应用。电子束烟气脱硫是指用高能电子束照射烟气,通过辐射反应进行脱硫,这种方法的优点是不会产生额外的废水、废渣,而且副产品还可以用作化肥。
         1.4海水烟气脱硫
         海水烟气脱硫技术是当前较为先进的脱硫技术之一,主要是利用自然界中的海水,去掉烟气中的SO2,其原理为:火力发电设备产生烟气后,先在除尘装置中将烟尘去除,之后将剩余的传递到吸收塔的下部,并由上自下倒入海水,通过海水与SO2的接触,形成H2SO4,从而将烟气中的SO2去掉。最后,还要将剩余的气体加热,以免其脱硫设备造成损害。这种脱硫技术,无需加入其他脱硫剂,因而成本较低;不会产生废物,对环境的破坏程度较低;未形成块状物,不会导致脱硫装置毒蛇;脱硫效率较高,能够将烟气中90%以上的硫脱去。

         2烟气脱硫脱硝除尘一体化技术
         2.1催化烟气脱硫脱硝除尘技术
         2.1.1催化烟气脱硫技术
         各国研究的烟气脱硫技术有许多种,但其脱硫的原理是基本相同的,比如有双循环新型湍冲文丘里除尘脱硫技术是中石化自主知识产权的催化裂化除尘脱硫技术,它采用了文丘里组件和湍冲组件,围绕双塔双循环的烟气脱硫核心系统,形成了烟气除尘脱硫工艺。另外还有循环流化床干法技术,它是较为先进的运用较广泛的烟气脱硫技术法,此种方法是以循环流化床原理为基础,采用干态的消石灰粉作为吸收剂,并且通过吸收剂的多次循环来延长吸收剂与烟气的接触时间进而达到脱硫的目的。循环流化床干法技术较为成熟,在国内外已经有140多套的业绩,从目前来看具有良好的发展前景。
         2.1.2催化烟气脱硝技术
         催化烟气脱硝技术包括选择性催化还原反应烟气脱硝技术和臭氧氧化烟气脱硝技术两种,前者是把还原剂氨气下游的烟道内,经过催化剂的作用,将有害物质还原为水和氮气,这项技术对温度有较高的要求,在反应温度较高时催化剂会产生燃烧或结晶现象,在反应温度较低时催化剂的活性又会因为多种原因而降低;后者是美国空气化工产品有限公司的专利技术,臭氧能将一氧化氮氧化为易溶于水的高价态氮氧化物,之后氮氧化物和二氧化硫在洗涤塔内同时吸收转化为溶于水的物质,最后可达到脱硝脱硫的目的。


         2.1.3催化烟气除尘技术
         静电除尘技术和气固分离系统都可以达到烟气除尘的目的,静电除尘技术利用电极产生高压电,在电场的作用下催化剂颗粒就会带电,因为正负电荷相吸引的原因,吸附催化剂细小颗粒,然后集中回收。气固分离系统是传统的物理分离技术,首先确定过滤的压降,为具有适当孔径大小的多孔过滤介质在表面收集固体,待达到压降再反冲洗过滤器,将粘附的固体卸除,经过灰斗的回收,循环往复,最后达到气固的分离。
         2.2氨肥法烟气脱硫脱硝除尘技术
         该技术中首先需对气体进行吸收,这一过程较为复杂,烟气由气相向液相传递时,不仅要设置合理的温度,而且还要控制设备内部的湿度,以使设备内的气相与液相在特定的平衡状态下,特别是氨气与烟气接触时,更应确保两者的平衡;二是脱硫脱酸,由于脱硫工艺较为繁琐,因而在整个处理流程内,会在吸收SO2的同时,确保NH3与H2O处于特定的比例下,使两者能够有效结合到一起,进而将烟气中的硫去除,并脱掉一定的NO;三是除尘,整个烟气处理环节当中,除尘处于关键的地位,一般由三个环节构成:1)在高速状态下,将粉尘导入至磁化器内,导入的过程中,由于存在离心力,使其出现波动;2)粉尘运动时,喷洒适当的水雾;3)在磁化器内,对烟气中的硫进行处理,以增强除尘效率。
         2.3脉冲电晕法
         所谓脉冲电晕法就是指在两端的电机上加上高压电,高压电能产生局部击穿,这样就会产生放电现象,从而获得非热平衡等离子体。通过高能活性粒子,那些难以进行的化学反应都可以实现,进而有效的脱除烟气中污染物。
         2.4碳基材料法
         碳基材料是一种催化剂和吸附剂,它能够实现再生利用同时具有良好的性能。目前有四种类型的碳基材料即活性炭、活性炭纤维、活性半焦和活性焦。活性炭的吸附功能较强可以吸附二氧化硫和氮氧化物以及烟尘粒子。利用碳基材料法进行脱硫脱硝除尘操作相对简单,还有节省占地面积的优点,另外还可以带来较大的收益。
         2.5金属氧化物催化法
         这种脱硫脱硝的方法虽然脱硫率比较高,但是脱硝率差,所以还需要进一步的研究。鉴于环保策略的要求,此种方法的脱硫脱硝率并不能达到理想的要求。目前,我国已有氧化铜、氧化铝等金属氧化物,但是都无法达到较高的脱硫脱硝率,因此还需要进一步的研究,新型的催化剂也正在研制中。
         
         3结语
         总之,我国经济发展期间一直将火力发电作为主要的能源供应模式,火力发电对煤炭等资源的消耗量极大,并且会有大量的粉尘、二氧化硫等污染物,这不仅导致大量的自然资源消耗殆尽,更造成严重的环境污染,与我国可持续发展理念、绿色生态环保理念背道而驰。在这种情况下,为了能保证我国经济的快速发展,火电厂相继展开了对现有烟气排放设备的改造工作,提高对环境的保护水平。要想实现保护大气环境,达到自然环保的目的,单纯的对烟气进行脱硫是远远不够的,只有将脱硫脱硝一体化,然后在脱硫脱硝一体化技术中加入除尘技术才能实现最终的目标。在一体化技术中要注意避免二次污染的产生,现在,该项技术的发展还不够完善,还需要对脱硫脱硝除尘一体化技术进行研究改善,进而更好的实现自然环境的保护。
         
         参考文献
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