火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术探讨

2016-11-30 10:32孔祥熙
中国科技纵横 2016年17期
关键词:电子束湿法火电厂

孔祥熙

(中电建甘肃能源崇信发电有限责任公司,甘肃平凉 744200)

火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术探讨

孔祥熙

(中电建甘肃能源崇信发电有限责任公司,甘肃平凉 744200)

文章主要论述的是火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术的有关问题。共分为三个部分对这一问题进行了全面的阐述。第一部分主要从固相吸附技术与再生技术以及湿法同时处理技术两个角度对火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术进行了分析。第二部分主要阐述了脱硫脱硝技术的发展,而在文章的第三部分,则提出了有关烟气同时脱硫脱硝技术一体化创新的问题。希望通过本篇文章的论述,能够使我国火电厂锅炉烟气能够得到有效的处理。

火电厂 锅炉烟气 脱硫脱硝 技术

当前,环境污染已经成为了阻碍国家以及社会长远发展的一个主要因素,作为环境污染的一个重要表现形式,大气污染必须要得到重视,这样才能最大程度的践行可持续发展战略,以使我国能够得到更加长远的进步。火电厂锅炉烟气中含有氮氧化物,这是导致大气污染的主要物质之一,因此,如果烟气没有经过处理便被排放到大气中,必定会造成环境污染。烟气同时脱硫脱硝技术的应用对于解决上述问题具有较好的效果,因此有必要对其进行分析和探讨。

1 技术分析

火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术主要包括固相吸收与再生技术和湿法同时处理技术两种,以下文章主要将上述两种技术展开来进行了分析:

1.1固相吸附与再生技术

固相吸收主要是采用固体吸附剂或催化剂,吸附烟气中的SO2以及NOx或与之反应,从而使再生器中的硫或氮能够从吸附剂中释放出来的一种技术,在上述过程完成之后,吸附剂会被留下,且在后续的过程中,可以被再次利用。另外,回收之后的硫也可以被再次利用,可以将其进行进一步的处理,从而得到一系列的副产品,在得到副产品之后,有关领域及人员还可以根据副产品的性能去对其进行进一步的利用,从而实现副产品的价值。由此可见,这一技术不仅能够实现对烟气的处理,同时也能够实现对资源的节约,即保护了环境,又节约了能源,因此具有重要的利用价值。

总的来说,固相吸附与再生技术的吸附过程需要按照一定的步骤与流程来实现,但根据再生方式以及目的的不同,步骤以及流程也会有所产别。具体而言,对固相吸附与再生技术的分析可以从活性炭吸附法、NOxSO工艺以及CuO吸收还原法三个角度来实现。首先,活性炭吸附法的应用主要针对的对象为副产物,副产物中会存在稀硫酸,而对这一部分稀硫酸进行脱硫便是活性炭吸附法应用的主要目的。在具体脱硫过程中工,需要结合氨的加入才能实现,这样才能最大程度的保证吸附效果。其次,NOxSO工艺的本质属于一种可再生系统,而其主要目的则是为了使SO2以及NOx能够被有效的排除。最后,CuO吸收还原法的应用需要利用吸收剂来实现,在过去,有关人员一般会将CuO/AL2O3作为吸收剂,这样才能实现吸附功能。

1.2湿法同时处理技术

湿法同时处理技术在火电厂锅炉烟气处理过程的应用较为广泛。就目前的情况看,这一技术在脱硫工作中的应用已经经历了一个较长的发展时间,通过对大量实践经验的总结,这一技术相对而言已经较为成熟,同时其应用效果也得到了很大的提高,但需要注意的是,这一技术也具有一定的局限性,主要是因为NO的溶解度比较低,因此在脱硝时,必须要将相应的添加剂应用其中,这样才能有效的提高NO的溶解度,从而实现脱硝的目的。

湿法同时处理技术主要包括WSA-SNOs工艺与Tri-nox-NOxSorb工艺和湿式络合吸收工艺三种。首先,WSA-SNOs工艺的应用需要借助SCR反应器才能实现,同时还应用相应的催化剂才能实现,通过后者的作用,NOx能够被有效的还原,在这一基础上,可以将改制器应用到具体流程中,以使SO2能够被氧化。通过上述两个步骤以及对一系列器械与化学物质的应用,脱硫脱硝过程便能够顺利实现,这一技术的优势在于对于运行以及维护没有较高的要求,因此有关人员也不必在上述两项工作上投入过多的精力,这对于其效率的提高以及工作强度的降低具有重要价值。但需要认识到的是,这一技术的应用也具有相应的缺陷,其所形成的副产品为浓硫酸,众所周知,浓硫酸具有腐蚀性,因此在具体的存储以及运输过程中必定会发生困难。其次,Tri-nox-NOxSorb工艺脱硫脱硝的实现主要是应用湿式洗涤系统来完成的,通过对这一系统的应用,烟气中的硫与硝能够由于失去活性而被消除,从而使烟气中的污染物能够被处理。最后,湿式络合吸收工艺的应用可以有效消除烟气中百分之九十以上的硫,但由于NO在水中溶解度低,因此消除效果并不是十分明显,对此,将Fe(EDTA)以及Fe(NTA)再生工艺进行应用能够有效解决这一问题,但对于成本要求却非常高,针对这一点,必须提出相应的技术对其进行进一步的研究。

2 脱硫脱硝技术的发展

当前,我国火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术已经得到了很大程度的发展。在过去,脱硫脱硝技术往往具有着对于成本要求高,其对于运行与管理要求严格的特点,为解决上述问题,国内对脱硫脱硝技术进行了进一步的分析,并将其发展成为了一体化技术。脱硫脱硝一体化技术的应用对于成本要求较低,同时运行以及管理也较为方便,因此得到了社会的广泛认可。另外,在一体化技术的应用下,脱硫脱硝之后的产物也能够被有效的回收和利用,这又有效的使资源得到了节约,因此也就提高了脱硫脱硝过程的经济性。

当前,火电厂锅炉烟气脱硫脱硝一体化技术主要分为两大类别,分别是联合脱硫脱硝技术以及同时脱硫脱硝技术两种,文章第一部分主要论述的是同时脱硫脱硝技术,其与联合脱硫脱硝技术的主要区别在于是否能够仅仅应用一种反应剂并在不添加氨的情况下便达到脱硫脱硝的效果。只有能够利用一种反应剂便能实现上述目的的技术,才能成为真正意义上述的脱硫脱硝技术,同时也之后这样,才能真正的将其应用到具体脱硫脱硝过程中。

3 烟气同时脱硫脱硝技术一体化创新

烟气同时脱硫脱硝技术一体化创新主要体现在氧化吸收技术以及还原反应等很多种,以下文章主要从氧化吸收技术的角度出发,对烟气同时脱硫脱硝技术一体化创新进行了简要的分析:

在氧化吸收技术中,等离子法同时脱硫脱硝方法属于一种重要方法,一般而言,等离子技术又可以分为电子束法以及脉冲电晕法两种,电子束法的应用需要以电子加速器这一设备为主要保障,通过对这一设备的应用,SO2与NOx中的高能电子会被强烈的氧化,氧化完成之后,相应物质会与水蒸气反应,从而形成硫酸与硝酸,需要注意的是,此时形成的硫酸与硝酸是雾状的。上述两种物质在形成之后会与氨发生反应,并形成净烟气,从而使排除的烟气对于环境的污染程度能够被减轻。

在等离子法中,电子束法与脉冲电晕法均具有其各自的优势以及特点。

首先,电子束的优势主要在于脱硫脱硝的效果较好,且具有对于时间要求短的特点,在火电厂,锅炉发热利用的煤根据其品种的不同具有不同的特点,在脱硫脱硝过程中,不同的每种所适合的技术也必定存在差别,电子束法的应用能够与不同的煤种相适应,因此也就能够使工作效率得到提高,使脱硫脱硝的难度得到降低。同时,在电子束法的应用下,脱硫脱硝完成之后所产生的物质还能够作为肥料被应用到农田的生长中,从而为农业带来价值。但需要注意的是,这一方法也具有一定的缺陷,主要在于对于功率的消耗大以及对于成本的要求高方面,在接下来的发展过程中,上述两方面问题是必须要被解决的。

其次,脉冲电晕法主要指的是利用高压电源形成等离子体,从而产生高能电子,以对火电厂锅炉烟气进行脱硫脱酸的一种形式。这一方法的主要优势在于对于成本的要求相对较低,其不会出现二次污染的问题,同时,这一方法对于能源的浪费程度也较小,因此具有一定程度的节能价值。但需要注意的是,脉冲电晕法也是存在缺陷的,主要体现在运行效率稳定方面,这就增加了管理方面的困难,对于整个电厂运行效率的保证会产生影响。另外,利用脉冲电晕法进行脱硫脱硝还必须应用到脉冲电源,就目前的情况看,脉冲电源的性能还需要完善,因此其应用效果也无法得到很好的保证。

上述方法均具有其各自的优势与劣势,在不但的发展过程中,同时脱硫脱硝一体化技术必定能够得到进一步的创新。

4 结语

通过上述文章可以看出,火电厂锅炉烟气的排放对于大气造成的污染十分严重,这与可持续发展战略相违背,同时也会对国家的长远进步造成阻碍,因此必须要加大力度将脱硫脱硝技术应用到具体的烟气处理过程中,对此,可以通过对固相吸附与再生技术以及湿法同时处理技术为主,对烟气进行处理。就目前的情况看,脱硫脱硝技术已经得到了很大程度的发展,同时烟气同时脱硫脱硝技术一体化创新也成为了相应领域发展的一个主要趋势,相信在不久的将来,这一技术的应用效果一定能够得到更大程度的进步。

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孔祥熙(1981—),男,汉族,河南舞阳人,本科,发电运行部主任/工程师,从事火力发电厂运行管理。

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