李曼曼
【摘 要】對(duì)于電廠鍋爐污染物的排放問題,我國(guó)的政府和相關(guān)人士都給予了高度的重視,為此對(duì)于煙氣除塵脫硫技術(shù)的研究也加大的投入力度。經(jīng)過長(zhǎng)期的探索和研究,煙氣除塵脫硫技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了一定的效果,并且成為了電廠鍋爐污染物排放治理的主要手段,為我國(guó)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)也做出了一定的貢獻(xiàn)。然而電廠鍋爐煙氣除塵脫硫技術(shù)在使用過程中還存在著一定的不足,這也是當(dāng)前有待我們?nèi)ソ鉀Q的問題。因此只有通過不斷的改進(jìn)和優(yōu)化,并且逐步的進(jìn)行實(shí)踐和創(chuàng)新才能夠更好的對(duì)其加以完善,這對(duì)于我國(guó)控制質(zhì)量的改善和環(huán)境的治理都有非常重要的意義,同時(shí)也是提高我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)相互和諧的重要措施。
【關(guān)鍵詞】電廠鍋爐;煙氣;除塵脫硫;治理技術(shù)
環(huán)境保護(hù)是我國(guó)重要的一項(xiàng)基本國(guó)策,隨著各行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的加快以及我國(guó)環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)的不斷完善,人民越來越來注重環(huán)境保護(hù)。我國(guó)GDP的增長(zhǎng)和重化工業(yè)的不斷發(fā)展,致使我國(guó)面臨的環(huán)境壓力與日俱增,如果環(huán)境治理不能達(dá)到有效實(shí)施,我國(guó)將像西方發(fā)達(dá)國(guó)家一樣走先污染后治理的工化業(yè)道路?;痣姀S作為我國(guó)主要的發(fā)電廠,應(yīng)在環(huán)境保護(hù)方面起到模范帶頭作用,已響應(yīng)國(guó)家對(duì)在環(huán)境保護(hù)的政策。
一 電廠排放的煙氣組成及其影響
煤炭,可以說是一種“樹木化石”,見證了歷史上億年的變遷,是自然界不可再生的資源。煤炭里富含碳、氧、氮、硫等多種元素,因而在燃燒后,會(huì)排出大量煙塵,其中不僅有二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等有害氣體,還包括有礦物質(zhì)微粒等雜質(zhì)。
雖在電廠配備有專用的鍋爐設(shè)施,并在煤炭中添加相關(guān)礦物質(zhì),然而額定蒸發(fā)量參數(shù)較大,所以電廠中煤爐的排氣量是其他工業(yè)用爐無法衡量的。由于燃煤溫度較高,至少都是高于1200℃,故都被燒成無機(jī)物。燃煤電廠配有專門的煙囪,煤炭燃燒后形成的污染氣體及其他雜質(zhì)便通過煙囪排入到大氣中,并隨著空氣的流動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)散,影響周遭的環(huán)境。這些物質(zhì)混入到空氣中,會(huì)給人們?cè)斐筛鞣N呼吸性疾病,也會(huì)給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重?fù)p失。如,近年來的酸雨。眾所周知,酸雨呈酸性,會(huì)改變水質(zhì),影響人們正常飲水。并對(duì)植被、建筑物等有強(qiáng)烈侵蝕作用。而二氧化硫、NO等便是制造酸雨的直接罪魁禍?zhǔn)住?/p>
二 電廠鍋爐產(chǎn)生粉塵的危害以及控制措施
(1)火力發(fā)電廠的鍋爐是電力生產(chǎn)的核心部分,按照不同的發(fā)電要求鍋爐的大小和結(jié)構(gòu)也都有所不同,但是在運(yùn)行過程中都會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵和有害氣體,對(duì)于大氣環(huán)境的破壞都是直接的。
(2)為了更好的降低鍋爐生產(chǎn)所帶來的負(fù)面危害,需要根據(jù)鍋爐的不同結(jié)構(gòu)和大小來選擇合適的治理設(shè)備,這也是控制鍋爐污染排放最主要的措施。其中大中型鍋爐所采用的設(shè)備多為電除塵器,這種除塵器的治理效果相對(duì)較好,并且便于使用,能夠有效的控制因鍋爐燃燒而產(chǎn)生的粉塵和污染氣體。而小型鍋爐所采用的過濾器多為文丘里等除塵設(shè)備,這些設(shè)備的使用也有著各自不同的優(yōu)點(diǎn),首先其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,便于安裝和使用。其次是設(shè)備的造價(jià)低,不會(huì)產(chǎn)生太大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。但是這種除塵器的使用效果相對(duì)于大型鍋爐的電除塵器相對(duì)較差,治理排放的效果與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還有這一定的差距。但是這種除塵器的應(yīng)用還有著一定的可改造性,可以通過優(yōu)化來對(duì)其進(jìn)行不斷的完善。
(3)為了控制煙氣排放,保護(hù)環(huán)境,國(guó)家制定頒發(fā)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)和《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2001),按上述標(biāo)準(zhǔn),其粉塵排放均要求≤30mg/Nm3。
三 煙氣脫硫脫銷
1 二氧化硫及酸雨對(duì)生態(tài)環(huán)境與人身健康都有一定危害性,可能損毀森林、可能腐蝕建筑物,對(duì)土地及植物也存在著一定的危害性。當(dāng)前我國(guó)的二氧化硫的排放量已經(jīng)超過環(huán)境容量,政府應(yīng)給予高度重視。
2我國(guó)的產(chǎn)煤量與煤消耗量在世界排行居前,占燃料消耗總量的70%,在2010年我國(guó)消耗24.5億噸,超過環(huán)境可以消耗的數(shù)值。燃煤是二氧化硫的主要來源,70%的NOx也來自燃煤?;痣娦袠I(yè)是最大源頭,必須要從根本加以控制。
3為了降低二氧化硫與氮氧化合物的污染,國(guó)家提出了減硫目標(biāo),隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與煤炭消耗量的增加,二氧化硫的排放量有了明顯的下降,并提出頒發(fā)一系列嚴(yán)格政策法規(guī)與環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),所有的火電廠只要脫硫項(xiàng)目不合格,都不能批準(zhǔn),已經(jīng)建完的火電廠,必須要加建脫硫項(xiàng)目,無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要加收二氧化硫排污費(fèi)200-500元/KW,對(duì)各類工業(yè)鍋爐的煙氣排放,亦制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn):
4燃煤分為有機(jī)硫與無機(jī)硫兩類,在燃燒過程中,一部分與煤灰相溶形成無機(jī)鹽,多數(shù)被氧化成二氧化硫隨煙氣排出。在高溫狀態(tài)下生成氮氧化物。如燃煤含S量0.8%,煙氣中生成SOx1550mg/Nm3,NOx約850 mg/Nm3,又如一臺(tái)20t/h鍋爐,燃煤SY1.56%,煙氣中二氧化硫2500mg/Nm3,如果燃煤含S量2%,轉(zhuǎn)化率80%,則煙氣中二氧化硫濃度幾近4000mg/Nm3,我國(guó)產(chǎn)煤的硫含量大多數(shù)在1%以上,可見脫硫脫氮任務(wù)艱巨。
5國(guó)內(nèi)采用的主要脫硫技術(shù)
第一,采用最廣的當(dāng)屬工藝比例濕法,85%(其中石灰石石膏法36.7%,其它濕法48.3%)噴霧干濕法0.4%、吸收劑再生脫硫占3.4%。爐內(nèi)塔鈣1.9%。該法盡管應(yīng)用范圍較廣,但是投資大且占地面積較廣,運(yùn)行電耗高,耗水量較大,而且會(huì)產(chǎn)生更多副產(chǎn)品,影響正常使用。
第二,新氨法脫硫,甚至包括二氧化硫、HCL、HF和NOX和粉塵的吸收、洗滌產(chǎn)生副產(chǎn)品農(nóng)肥硫銨,脫硫成本僅250元/t-SO2。
第三,循環(huán)吸收脫硫法,使用特殊的吸收液可再生循環(huán)利用,高純度的二氧化硫是其附屬產(chǎn)品,是硫酸、硫磺的主要原料。
第四,半干半濕法煙氣脫硫。生石灰是其脫硫劑,設(shè)脫硫塔、噴水系統(tǒng)、排氣返回等部分,煙氣進(jìn)煙道,從頂部進(jìn)吸收塔,下面出來進(jìn)袋收塵器。不必壓縮空氣,生石灰和收塵器回灰用高溫蒸汽經(jīng)文氏管引流輸送入煙道,使其與煙氣混合充分,在煙道與塔頂噴入適量的工藝水,用來控制溫度,遇到蒸汽氧化鈣會(huì)加快消解,脫硫效率是靠回灰量與脫硫劑供給量保證的,返風(fēng)是保證煙道與塔內(nèi)的流速,使其符合不同鍋爐的負(fù)荷率,脫硫效率90%,排放濃度SO2100mg/Nm3,粉塵30mg/Nm3。
四 半干法鍋爐煙氣除塵脫硫一體化系統(tǒng)
1依托高效袋收塵器,用生石灰或者石灰漿作介質(zhì),煙氣從塔底彎管進(jìn)入與脫硫介質(zhì)解除,在吸收塔內(nèi)進(jìn)行SO2和Ca(OH)2的傳質(zhì)吸收反應(yīng),生成CaSO3和部分CaSO4固體微粒隨咽氣和粉煤灰一起入袋收塵器捕集,收下的粉塵一起入溢流回料倉,使大部分物料返回吸收塔,少量作為回集灰外排。
2該循環(huán)過程可以迅速提高吸收塔內(nèi)介質(zhì)的濃度加上料氣,保證時(shí)間充足,使效率在90%以上,SO2排放濃度250-300mg/Nm3,粉塵排放濃度≤30mg/Nm3。
3除塵脫硫一體化裝置緊縮在同一構(gòu)架范圍內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,投資小。
4鍋爐負(fù)荷40-110%內(nèi)變動(dòng),對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行與脫硫效率沒有影響。
5脫硫介質(zhì)是用水消解的一種生石灰漿,廢氣可用時(shí)可以將其用作生石灰的消解輸送介質(zhì)。從而可取消石灰漿攪拌池及噴槍,使系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化。
6收集的灰渣主要為粉煤灰和亞硫酸鈣(白色粉末)還有部分CaSO4難溶于水,在空氣中緩慢氧化為硫酸鈣。宜用于筑路或填埋,或水泥廠輔材。
結(jié)束語
對(duì)于除塵脫硫綜合技術(shù)還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段路要走。因此,電廠技術(shù)人員應(yīng)不斷探索,不斷創(chuàng)新,在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),從而完善除塵脫硫綜合治理技術(shù),防止火電廠煙氣中的粉塵和污染性氣體排入大氣,改善人們的生活環(huán)境,以造福于子孫后代。
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(作者單位:中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)山西省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司)