论电厂脱硝优化运行

2020-01-08 14:10董吉光
中国电气工程学报 2020年20期
关键词:脱硫脱硝电厂锅炉技术

董吉光

摘要:在我国社会与经济不断发展的同时,环境污染问题也变得越来越严重,环保形势变得更加严峻。燃煤锅炉所排放的烟气之中,含有较多的NOx物质,这些污染物质排入大气之后,会造成较为严重的大气污染问题,并且还会导致以氮氧化合物为主的酸雨出现,所以,对于燃煤锅炉脱硝改造工作是一项极为重要的工作。而在我国环保标准不断提升的过程中,所使用的脱硝技术也在不断改进,因此,对燃煤锅炉烟气脱硝技改是极为重要也是十分必要的一项工作。

关键词:电厂锅炉;脱硫脱硝;技术

随着我国煤炭技术和燃煤工业的进步,脱硫脱硝技术也在不断发展,提出了一种新型的锅炉烟气湿法工艺,此项工艺的脱硫脱硝效率较高,并有着投入少、运行简单的优势,值得大力的应用与推广。本文分析了燃煤电厂锅炉脱硫脱硝技术。

1电厂锅炉脱硫脱硝技术要点

1.1烟气脱硫技术

1.1.1、蒸发工艺

蒸发工艺作为电厂锅炉脱硫废水零排放常规处置方法之一,其原理简单概括为:脱硫废水遇高温或经加热使其蒸发,废水中的水分经蒸发和冷凝后再回收利用,废水中的盐分等物质随着蒸发的持续最终结晶析出,转化为固体盐再进行处理。但蒸发脱硫废水需要消耗较多的热量,能耗高。当前阶段,多效蒸发工艺或机械式蒸汽再压缩工艺是用来提高蒸发蒸汽利用效率,改善传热条件,减少热量消耗的有效方法。

多效蒸发技术是指将各效蒸发器串联运行的蒸发方法之一。在多效蒸发工艺中,将二次蒸汽当作加热蒸汽源,引入下一效蒸发器,以此类推,从而能够多次利用蒸汽热能,大大提高热能的利用效率。机械蒸汽再压缩技术是以少量的电能驱动,来重新利用大量的低压蒸汽,将二次蒸汽经过逆流洗涤和机械再压缩,使二次蒸汽的清洁度及热能得以提高,从而循环重复利用,达到提效、环保的目的。

1.1.2、预处理+蒸发浓缩+烟道蒸发

该工艺主要是指将经过预处理和浓缩后的脱硫废水经喷嘴雾化后喷入除尘器之前的烟道,利用烟气的高温来蒸发废水水分,使废水中的悬浮物和盐类物质结晶析出为细小固体颗粒,与烟气中的粉尘混合通过除尘器时被捕捉收集下来,脱除废水中的污染物质,实现脱硫废水的零排放。该技术所需的设施少,投资运行成本低,设备检修维护容易;运行操作简单,固体污染物处置方便;而且实践证明还能够提高除尘器的工作效率。

1.2电厂锅炉烟气脱硝技术

1.2.1、燃烧前脱硝技术

其是在燃煤发生燃烧反应之前通过一定的脱氮工艺之后,将燃煤中氮元素有效的去除,从而确保烟气中含氮量减少,实现烟气脱硝的目标。根据目前的技术工艺而言,此种脱硝方式在实际应用过程中存在的难度相对大,同时所需成本也非常高,因此,该种脱硝技术目前仅仅是脱硝研究的一个方向,其在实际过程中的应用还非常少,有待进一步的研究与实践。

1.2.2、燃烧中脱硝技术

燃煤燃烧将形成大量的氮氧化合物,因此,要是能够在此阶段之中采用相应的脱硝技术,便能够取得很好的脱硝效果。此时期应用脱硝技术主要为低氮脱硝技术,其关键在于有效降低燃烧过程中产生的NOx物质,通常都能够减少大约30%的NOx物质,从而达到脱硝目的。此阶段所采用的脱硝技术相对来说较为简单,所需成本也非常少,并且相关设备占地面积非常小,因此,在燃煤鍋炉脱硝技改过程中应用较为普遍。但是,我们应当认识到,确保烟气之中NOx含量有所减少,但是无法彻底的解决烟气脱硝问题。

1.2.3、燃烧后脱硝技术

目前,电厂锅炉所使用的脱硝技术主要包含有两种不同类别,其一是SCR脱硝技术,其二是SNCR脱硝技术,相对来说SCR脱硝技术的应用范围较为广泛。SCR技术应用的是选择性催化还原方法,其是在相应催化物质持续作用之下,把氨喷到温度为300℃~400℃烟气之中,将烟气之中所包含的氮氧化合物还原,将这些有毒害作用的物质转变成为水以及氮气。此种技术属于一种炉后脱硝技术,依照目前的发展情形看,此种脱硝技术属于现阶段较为成熟的一种脱硝技术,该种脱硝技术的效率也相对高,另外此种技术的成本消耗也相对少。SNCR技术则无需催化物质的作用,直接将还原性物质喷射在温度约为1000℃的炉膛之内,确保还原物质能够在高温的环境中非常迅速发生热解反应,从而得到NH3,所生成的NH3会与烟气之中包含的氮氧化合物进一步反应,形成没有毒害作用的水和氮气。SNCR技术中所使用到的还原物质通常为氨、尿素以及氨水等。

2脱硫脱硝一体化技术运行

2.1联合脱硫脱硝工艺方式以及利用

即将脱硫脱硝两种工艺有效的结合在一起,当前联合脱硫脱硝工艺方式种类较多,如SNOX技术、烟气脱硫脱硝一体化工艺、干式一体化氮氧化物和二氧化硫技术等。其中利用SNOX技术方法进行脱硫脱硝过程中,其以氨气作为最为核心的化学试剂,虽然工艺和技术相对简单,维修成本也不高,但在具体反应过程中需要大量的耗能,脱硫脱硝能够达到95%以上的效果,存在投入大及产出低的问题,因此在一些排放标准较高或是经济发展过快的地区通常会有所应用。在烟气脱硫脱硝一体化工艺具体使用过程中,主要是利用氨气与氮氧化合物进行反应,生成氮气和水,同时烟气脱硫过程中会与石灰发生反应,形成石膏,同时分离处理提取的粉煤灰也能够进行二次使用,不仅效率较高,而且不会有二次污染问题发生。当采用干式一体化氮氧化物、二氧化硫技术进行脱硫脱硝过程中,由低氮氧化物燃烧器、燃尽风、选择性非催化还原及干吸附剂喷射等控制技术共同组成提成放控制系统,在燃烧机组中具有较好的适应性,即能够在炉内和烟道内完成所有的排放控制,同时也能够达到相对较好的脱硫脱硝效果。

2.2同时脱硫脱硝方式以及利用

即利用一个过程同时进行脱硫和脱硝,以此来提高电厂锅炉气体排放物中有害物质的处理效率,能够在较短时间完成脱硫脱硝。当前同时脱硫脱硝方式以干式和湿式两种方式为主,这其中干工脱硫脱硝应用更为普遍,但相对于干式方法,湿式脱硫脱硝方法具有更高的效率,其已成为燃煤锅炉脱硫脱硝的主要发展趋势。

要发展趋势。在干式同时脱硫脱硝方式方法,通常以活性炭和电子束照射为主,利用活性炭过程中,当处于一定工作环境下时能够达到较好的转化效率,能够实现硫元素的循环回收利用。电子束照射方法中当前在我国以喷雾干燥作为主要推广途径,具有较高的工作效率,而且所产生的化学产物不会对环境带来污染,并能够得到化肥产品,实现二次利用。利用湿法同时脱硫脱硝方式过程中,主要以氯酸氧化方法和湿法配合吸收方法为主。这其中氯酸氧化方法中通过氮氧化物与氯酸之间的化学反应,从而生成硝酸、盐酸和二氧化氮。同时氯酸与二氧化硫反应后,将硫元素转换为高价位硫,并以硫酸形式进行排除,具有较高的转换效率。但其终产物中的酸性废液,在运输和处理时都较为复杂,还会腐蚀设备,因此要求设备具有较高的防腐性。而利用湿法配合吸收方法进行脱硫过程中,能够有效的清除氮氧化合物及二氧化硫。

参考文献:

[1]白龙.浅析燃煤锅炉脱硫脱硝技术[J].中国高新区,2018(02):22.

[2]赵军.燃煤锅炉烟气脱硝技改研究与实践[J].山西建筑,2017,43(35):134-135.

[3]闫循英,王峰.燃煤锅炉脱硫废水零排放工艺线路探究[J].中国设备工程,2017(22):

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