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        火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究

        2020-12-17 01:03:19石利銀
        應(yīng)用能源技術(shù) 2020年8期
        關(guān)鍵詞:煙氣方法

        石利銀

        (山東省臨沂電力學(xué)校,臨沂 273408)

        0 引 言

        近年來我國社會經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展,能源需求量也日益增大,以火電廠為代表的能源企業(yè)也得以較快發(fā)展,但火電廠運行過程中的煙氣排放在一定程度上影響到空氣環(huán)境質(zhì)量,大氣污染問題始終存在。火電廠所排放的煙氣中具有非常多的硫化物、氮化物和粉塵等,這些污染物在空氣中積累,會造成霧霾與酸雨等。所以,對火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)進行深入研究,對于火電廠運行效率提升和生態(tài)環(huán)境保護都具有非常重要的意義。

        1 火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)的重要性

        對于火電廠煙氣排放來說,由于各種燃料的實際燃燒程度存在差異性,形成的煙氣成分與具體含量也各不相同。火電廠排煙通常包含了SO2以及NOX等,這部分物質(zhì)若不實施科學(xué)有效處理,將其直接排放到空氣中會導(dǎo)致大氣污染,從而造成霧霾或者酸雨等現(xiàn)象。對于火電廠排煙,國內(nèi)各地都擬定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,針對不同煙氣所實施的處理措施也存在差異性,在對煙氣進行處理的過程中應(yīng)當(dāng)按照實際情況來靈活使用凈化技術(shù)。另外火電廠所排放的煙氣還會對人的身體健康產(chǎn)生危害,如果其中的煙氣積累到一定程度,人類呼吸后會出現(xiàn)慢性中毒現(xiàn)象,對神經(jīng)系統(tǒng)以及造血系統(tǒng)也會帶來非常大的損害。目前火電廠在脫硫脫硝時往往會選擇分離處理的策略,這一技術(shù)即便具有一定的效果,但因為設(shè)備龐大、技術(shù)復(fù)雜且成本相對較高,會在一定程度制約火電廠的發(fā)展[1]。因此我們必須要在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷深入研發(fā)各種現(xiàn)代化設(shè)備,對傳統(tǒng)工藝予以更新和優(yōu)化,確保火電廠可以借助現(xiàn)代處理設(shè)備實現(xiàn)脫硫脫硝的一體化,在凈化煙氣的同時也能夠促進火電廠的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。

        2 火電廠煙氣聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

        2.1 聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)中的煙氣凈化技術(shù)

        在對火電廠煙氣進行凈化時,借助于脈沖噴射式布袋除塵室把凈化作業(yè)中除塵、脫硝、脫硫等工序聯(lián)系起來。火電廠煙氣中存在較多SO2,應(yīng)當(dāng)在布袋除塵器之內(nèi)添加鈉基脫硫劑與鈣劑,再經(jīng)由布袋外部過濾層脫除SO2,針對煙氣中的NOX需要借助于氨氣實施消除。先把氨氣直接噴入煙道之內(nèi),再依靠布袋內(nèi)部的SCR進行后續(xù)處理。另外在進行除塵作業(yè)的過程,通常是借助于布袋自身的功能來完成。聯(lián)合脫硫脫硝一體化凈化技術(shù)表現(xiàn)出如下優(yōu)勢:首先,正常運行狀態(tài)時,煙氣內(nèi)有害物質(zhì)的清除率達到85%以上;其次,該技術(shù)可以實現(xiàn)三類污染物同時處理,在很大程度上減少了技術(shù)成本,促進了處理效率的提升;最后,借助于這一工藝方法,在脫硝處理前把顆粒物以及SO2清除,從而避免了(NH4)2SO4在催化劑層可能出現(xiàn)的中毒或者堵塞問題。

        2.2 聯(lián)合脫硫脫硝一體化技術(shù)中的活性炭技術(shù)

        活性炭技術(shù)的基本原理為:首先,在脫硫塔內(nèi)加入活性炭,它能夠有效把煙氣內(nèi)的SO2進行吸附,隨后通過催化以及氧化反應(yīng)把SO2轉(zhuǎn)變?yōu)槲綘顟B(tài)的硫酸,同時和活性炭一同轉(zhuǎn)移到分離塔之內(nèi);其次,煙氣內(nèi)所包含的SO2吸附完成后,剩下的煙氣直接傳輸?shù)蕉壝撓跛藭r利用活性炭對其再次催化,確保煙氣內(nèi)所包含的NH3以及NO2在經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生N2;最后,分離塔中借助于活性炭吸附硫酸,在350 ℃的高溫下實現(xiàn)熱解與再生,釋放高濃度SO2[2]。活性炭技術(shù)在實際運用過程中必須要尤其控制好以下幾點:一是如果反應(yīng)溫度在100到200 ℃,SO2脫出率達90%,NO脫出率達70%;二是為提升活性炭實際性能,必須要嚴(yán)格控制其制備流程與質(zhì)量,如原料性質(zhì)以及炭化等特點;三是在應(yīng)用該技術(shù)時必須要嚴(yán)格控制液NH3、煙氣流量和滯留時間等,確保活性炭技術(shù)可以充分發(fā)揮出其實際價值。

        3 火電廠煙氣同時脫硫脫硝一體化技術(shù)探析

        3.1 干式同時脫硫脫硝一體化技術(shù)

        此處主要分析高能輻射法,該方法是由PPCT(脈沖電暈等離子體法)與EBA(電子束照射法)組成。其中,EBA是在產(chǎn)生于電子加速器內(nèi)的等離子體的運用下,氧化煙氣中的污染物,依托氧化反應(yīng)將SO2、NOX消除,且在水蒸氣的作用下促進后續(xù)反應(yīng),形成的硝酸、硫酸與提前注入的氨之間會有反應(yīng)產(chǎn)生,這樣一來即可順利產(chǎn)生(NH4)2SO4、NH4NO3,且會向外排放干凈的煙氣。而PPCT是采取高壓沖電源發(fā)電取代加速器電子束,有著與EBA整體相同的應(yīng)用原理。當(dāng)前時代,科學(xué)技術(shù)取得了巨大進步,電子束法的應(yīng)用相當(dāng)普及,能夠?qū)崿F(xiàn)90%的整體脫硫效果,盡管脫硝率僅有18%,但是優(yōu)勢卻相當(dāng)顯著,如不會有廢水、廢渣產(chǎn)生于脫硫脫硝中,且不會二次污染環(huán)境,進一步加工生成的副產(chǎn)物后,能夠轉(zhuǎn)化為肥料,經(jīng)濟效益顯著[3]。然而,該方法也存在一個不可忽視的缺點——昂貴的成本。脫硫脫硝中,會防護產(chǎn)生的X射線,而工程中可能會有污染的轉(zhuǎn)嫁產(chǎn)生。

        3.2 濕法煙氣同時脫硫脫硝技術(shù)

        此處主要分析氯酸氧化法,該方法是依托具有強氧化能力的氯酸將煙氣中的NO、SO2等吸收,整個流程僅需一套設(shè)備即可完成。具體實施中,通過氧化吸收法與堿式吸收法的運用,有利于NO、SO2脫出效果的有效提升,同時還能脫除煙氣中有毒微量金屬元素,且在應(yīng)用該技術(shù)時,催化劑失活、中毒等情況并不會出現(xiàn),具有極強的適應(yīng)性[4]。此外,該技術(shù)在限制煙氣方面,范圍相對偏窄,盡管能夠吸收正常環(huán)境下的氧氣,然而因氯酸吸收劑制取難度較大,加之極易腐蝕反應(yīng)設(shè)備,且反應(yīng)過程中會形成可二次污染環(huán)境的廢酸。

        4 火電廠煙氣脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用

        4.1 燃燒前脫硫脫硝

        該方法屬于常見脫硫脫硝方法之一,主要由物理法、化學(xué)法和生物法等三種方法組成。而最為常用的便是操作簡單、成本低的物理方法,應(yīng)用相當(dāng)普及。物理法的原理是在化石燃料、硝化物與硫化物本身結(jié)構(gòu)及密度不同特點的運用下,通過旋風(fēng)分離器將化石燃料壓碎,經(jīng)處理后會有分層現(xiàn)象產(chǎn)生,鑒于密度有差異的緣故,能夠順利分離硝化物與硫化物和化石燃料。但是,該方法分離結(jié)果的精確性存在不足,脫硝、脫硫僅能實現(xiàn)80%和40%的效率,與發(fā)達國家相比差距顯著,我國仍需進一步完善該方法的應(yīng)用[5]。

        4.2 在燃燒中進行脫硫脫硝

        在燃燒時進行脫硫主要是利用碳酸鈣等其它物質(zhì)與SO2產(chǎn)生反應(yīng),導(dǎo)致SO2減少的一種方法,該方法在使用的過程當(dāng)中投入的成本較小,適合一些小型的企業(yè)進行使用,但是該方法的效率卻十分的低,沒有使用固硫劑會對機器產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響,長期以來會導(dǎo)致整個機器的使用壽命大大的縮短,燃燒中的脫硫主要包含兩種方法,一種是爐內(nèi)的方法,一種是型煤固硫,這兩種方法在使用時的效率很低,帶來的副作用也很大,在電廠使用時會導(dǎo)致設(shè)備帶來嚴(yán)重的影響,但是目前我國的設(shè)備和發(fā)展不能夠大量的生產(chǎn)型煤,而且目前我國對于這一方面的要求也遠遠低于其他的國家。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,借助于火電廠脫硫脫硝一體化技術(shù)的創(chuàng)新與優(yōu)化,能夠有效提升火電廠煙氣脫硫脫硝作業(yè)效率,最大程度降低煙氣中有害物質(zhì)對大氣環(huán)境的污染。在應(yīng)用相關(guān)技術(shù)的過程中必須要加強管理,合理控制,構(gòu)建更加完善系統(tǒng)的管控機制,確保脫硫脫硝新技術(shù)實際作用和價值的發(fā)揮,保證煙氣脫硫脫硝處理工作能夠取得實效,從而逐漸推動我國大氣污染防控治理工作地不斷發(fā)展。

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