火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保张磊

火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保张磊

(青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁发电分公司青海西宁811600)

摘要:目前,环境问题已经成为国家首要关注的问题,环境好坏不仅影响着国家的生存与发展,同时也影响着每一个人的健康,虽然现阶段,太阳能发电技术发展效果较为理想,但是我国整体上仍然主要采用了火力发电形式,在该种发电形式下会排放出相对较多的有害物质,对我国空气产生较为严重的影响,基于此做好火电厂烟气脱硫脱硝工作十分重要。

关键词:火电厂;烟气脱硫;脱硝技术;节能环保

1火电厂烟气脱硫脱硝现状

由于火电厂在运行过程中会借助煤炭资源释放的能量进行发电,然而由于煤炭在燃烧过程中会释放出硝酸、硫酸等有害物质,导致火电厂烟气,对人体新环境产生了较大的危害,且由于烟气扩散效果相对较好,因而其中包含的有害物质影响范围也相对较大,对人们健康产生了威胁。虽然现阶段我国已经加大对环保工作质量的控制,也积极推广了各种环保措施,但是传统火电厂在运行过程中所采用的脱硫脱硝技术是一种逐步分硫分硝的方式,在某些层面上,这种方式有助于火电厂治理烟气,但是由于火电厂在使用该种方式脱硫脱硝时,常常会投入较高的运营成本,其涉及程序相对复杂、涉及面积较大,因而会增加火电厂管理难度、工作人员任务量与整体运营成本,且该种方式脱硫脱硝效果并不十分理想,综上可见,现阶段火电厂在进行烟气脱硫脱硝过程中还存在着明显的不足之处。

2火电厂烟气脱硫脱硝技术应用

2.1火电厂烟气脱硝技术分析

2.1.1选择性催化还原

电厂内烟气排放中的氮氧化物达到一定的标准后才能排放到空气中,传统低氮技术存在一定的局限性,无法达到烟气净化的标准,为降低NOx的含量,推行烟气脱硝技术。烟气脱硝技术中的选型性催化还原,即SCR,需要在催化剂的条件下完成脱硝,常用的催化剂有:CO、NH3,主动还原火电厂烟气排放中的NOx,促使其转化成水和N2,保持300℃~450℃的高温环境,确保SCR脱硝的效率。例如:NH3-SCR,是以NH3为还原剂的烟气脱硝技术,其在脱硝还原中的原理依据是:4NH3+4NO+3O2→4N2+6H2O,整个氧化还原的系统内,需要遵循氧化还原的反应依据,所以该技术需要稳定的反应条件。

2.1.2低温SCR

低温SCR也是烟气脱硝技术的一种,此类脱硝工艺需要按照SCR的反应原理,促使化学反应中的催化剂能够适应在低温环境中,温度范围是120℃~300℃。低温SCR技术对火电厂烟气中的NOx,具有选择性还原的优势,与普通SCR相比,表现出极大的优势。低温SCR技术主要受三方面的影响:(1)低温环境下催化剂的活性表现,催化剂反馈出的状态;(2)低温SCR技术在火电厂烟气排放中的应用,是否受到外界环境的影响,特别是脱硝环境中的NH4NO3、(NH4)2SO4等物质,以免降低烟气脱硝的效果;(3)低温状态下,烟气脱硝、环境中潜在的水蒸气是否影响低温SCR的反应。

2.2烟气脱硫技术分析

通过烟气脱硫技术的应用能够有效的降低烟气中二氧化硫的含量,比较常见的烟气脱硫方法包括干法脱硫、湿法脱硫等。其中干法脱硫是通过催化剂以及吸收剂的使用实现烟气中二氧化硫的祛除。采用不同的催化剂以及吸收剂取得的效果也有所差别,应用比较广泛的吸收剂种类为有氧化物以及活性炭。干法脱硫虽然效率可观,但是由于吸收剂无法循环使用,因此成本较高。湿法脱硫法与干法脱硫法最大的区别就是所使用的吸收剂是也液态的。应用比较广泛的湿法脱硫工艺包括是石灰石/石灰-石膏以及海水脱硫。目前,我国大多数发电厂采用的烟气脱硫方法都是湿法脱硫,因为该技术的成本投入较低,且能够进行循环利用,但是该技术所需的设备成本却相对较高。

3火电厂脱硫脱硝一体化技术概述

3.1同时脱硫脱硝一体化技术

通过将新型硫氧化物及氮氧化物进行联合的脱除技术就是同时脱硫脱硝一体化技术当中的一种,而其实际的应用范围就是整个系统。然而,因为该技术始终处于探索与研发的阶段,所以,其中有很多技术并不成熟,也并未广泛应用于火电厂的烟气脱硫脱硝当中。同时脱硫脱硝一体化技术主要包括了煤炭实际燃烧过程中对烟气进行脱硫脱硝以及煤炭燃烧之后对烟气进行脱硫脱硝。现阶段,后者被广泛应用在工业领域,而具体的工艺流程则被划分成干法与湿法。

3.2干式同时脱硫脱硝一体化技术

在火电厂烟气脱硫脱硝方面,高能辐射法是干式同时脱硫脱硝一体化技术中的重点,而具体的工艺流程主要有电子束照射法与脉冲电晕等离子体法。所谓的电子束照射法,其具体的使用原理就是利用电子加速器,以其产生的高能量等离子体,对烟气当中的氮氧化物及硫氧化物予以氧化,进而生成液态硫酸与硝酸,并且被导入胺溶液当中实现中和而产生硫酸铵与硝酸铵,将剩余烟气利用烟囱排入大气当中。而脉冲电晕等离子体的方法和上述方法的原理具有一定的相似性,唯一的不同之处就是使用高压脉冲电源来代替电子束。目前阶段,在工业化进程中,电子束照射法的应用最为广泛,而且在实践过程中也取得了理想的效果,在实际的使用过程中并不会产生废水或者是废渣,具有一定的节能环保特点,并且对副产品能够循环利用,一定程度上提高了经济效益。

在干式同时脱硫脱硝一体化技术当中,LILAC法也十分常见,源于国外。其主要的原理就是将石灰-飞灰化合物当作硫氧化物与氮氧化物的吸收剂,因为其活性很强,所以,能够同时脱硫脱硝。这种方法在实际运用的过程中,所使用的设备简单,而且不会排放废水,但是,其脱硫脱硝的效率比较低,为此,只有使用过量吸收剂才能够提高脱除率,一定程度上增加了实际的运行成本。

3.3湿式同时脱硫脱硝一体化技术

在湿式同时脱硫脱硝一体化技术中,氯酸氧化法主要是通过氯酸的氧化作用将烟气中的二氧化硫以及氮氧化物进行氧化处理,之后通过相应设备的应用达到同时脱硫脱硝的效果。该方法的工艺主要包括碱式吸收以及氧化吸收,不仅可以有效的脱除烟气中的氮氧化物以及二氧化硫,还能够在适当的降低烟气中的金属元素含量。WAS-SNOx方法需要使用到SCR反应器,在催化剂的作用下,将烟气中的氮氧化物转化成氮气,并将二氧化硫氧化成三氧化硫。通过一定的工艺处理之后,使三氧化硫溶于水形成硫酸。在这种方法应用的过程中,主要消耗的资源就是氨气,因此不会生成多余的污染物,具备较高的安全性,同时这种方法的脱硫脱硝效率也明显高于其他方法。

4火电厂脱硫脱硝技术和节能环保探究

近些年来,雾霾问题开始在我国大范围出现,并呈现出不断蔓延的趋势,在这样的情况下,人们的环保意识也在不断增强。针对火电厂烟气后氮氧化物以及二氧化硫严重超标的问题,许多国家都在加强对烟气脱硫脱硝技术的研究,我国更是在脱硫脱硝一体化技术研发方面投入了大量的人力、物力和财力。目前,如何降低脱硫脱硝一体化技术的运行成本过高的问题并提高能源的利用效率是我国研究人员的主攻方向。

结语

综上所述,在火电厂的烟气脱硫脱硝过程中,烟气脱硫脱硝一体化技术的应用效果十分理想,使得硫氧化物与氮氧化物对大气产生的污染有效降低,而且还增强了对两者的净化与治理力度。在此基础上,充分利用了处理以后所产生的副产品,使得能源可以循环利用,与我国的节能环保要求相吻合,有效地增强了经济效益,降低了环境污染。为此,烟气脱硫脱硝一体化技术值得广泛推广与使用。

参考文献:

[1]杨溢.火电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术综述[J].能源与节能,2017(10):109-110.

[2]赵一更,白晓雁.火电厂烟气脱硫脱硝技术[J].科技资讯,2014,12(10):103-105.

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