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論電廠脫硝優化運行

2020-01-08 14:10董吉光
中國電氣工程學報 2020年20期
關鍵詞:脫硫脫硝電廠鍋爐技術

董吉光

摘要:在我國社會與經濟不斷發展的同時,環境污染問題也變得越來越嚴重,環保形勢變得更加嚴峻。燃煤鍋爐所排放的煙氣之中,含有較多的NOx物質,這些污染物質排入大氣之后,會造成較為嚴重的大氣污染問題,并且還會導致以氮氧化合物為主的酸雨出現,所以,對于燃煤鍋爐脫硝改造工作是一項極為重要的工作。而在我國環保標準不斷提升的過程中,所使用的脫硝技術也在不斷改進,因此,對燃煤鍋爐煙氣脫硝技改是極為重要也是十分必要的一項工作。

關鍵詞:電廠鍋爐;脫硫脫硝;技術

隨著我國煤炭技術和燃煤工業的進步,脫硫脫硝技術也在不斷發展,提出了一種新型的鍋爐煙氣濕法工藝,此項工藝的脫硫脫硝效率較高,并有著投入少、運行簡單的優勢,值得大力的應用與推廣。本文分析了燃煤電廠鍋爐脫硫脫硝技術。

1電廠鍋爐脫硫脫硝技術要點

1.1煙氣脫硫技術

1.1.1、蒸發工藝

蒸發工藝作為電廠鍋爐脫硫廢水零排放常規處置方法之一,其原理簡單概括為:脫硫廢水遇高溫或經加熱使其蒸發,廢水中的水分經蒸發和冷凝后再回收利用,廢水中的鹽分等物質隨著蒸發的持續最終結晶析出,轉化為固體鹽再進行處理。但蒸發脫硫廢水需要消耗較多的熱量,能耗高。當前階段,多效蒸發工藝或機械式蒸汽再壓縮工藝是用來提高蒸發蒸汽利用效率,改善傳熱條件,減少熱量消耗的有效方法。

多效蒸發技術是指將各效蒸發器串聯運行的蒸發方法之一。在多效蒸發工藝中,將二次蒸汽當作加熱蒸汽源,引入下一效蒸發器,以此類推,從而能夠多次利用蒸汽熱能,大大提高熱能的利用效率。機械蒸汽再壓縮技術是以少量的電能驅動,來重新利用大量的低壓蒸汽,將二次蒸汽經過逆流洗滌和機械再壓縮,使二次蒸汽的清潔度及熱能得以提高,從而循環重復利用,達到提效、環保的目的。

1.1.2、預處理+蒸發濃縮+煙道蒸發

該工藝主要是指將經過預處理和濃縮后的脫硫廢水經噴嘴霧化后噴入除塵器之前的煙道,利用煙氣的高溫來蒸發廢水水分,使廢水中的懸浮物和鹽類物質結晶析出為細小固體顆粒,與煙氣中的粉塵混合通過除塵器時被捕捉收集下來,脫除廢水中的污染物質,實現脫硫廢水的零排放。該技術所需的設施少,投資運行成本低,設備檢修維護容易;運行操作簡單,固體污染物處置方便;而且實踐證明還能夠提高除塵器的工作效率。

1.2電廠鍋爐煙氣脫硝技術

1.2.1、燃燒前脫硝技術

其是在燃煤發生燃燒反應之前通過一定的脫氮工藝之后,將燃煤中氮元素有效的去除,從而確保煙氣中含氮量減少,實現煙氣脫硝的目標。根據目前的技術工藝而言,此種脫硝方式在實際應用過程中存在的難度相對大,同時所需成本也非常高,因此,該種脫硝技術目前僅僅是脫硝研究的一個方向,其在實際過程中的應用還非常少,有待進一步的研究與實踐。

1.2.2、燃燒中脫硝技術

燃煤燃燒將形成大量的氮氧化合物,因此,要是能夠在此階段之中采用相應的脫硝技術,便能夠取得很好的脫硝效果。此時期應用脫硝技術主要為低氮脫硝技術,其關鍵在于有效降低燃燒過程中產生的NOx物質,通常都能夠減少大約30%的NOx物質,從而達到脫硝目的。此階段所采用的脫硝技術相對來說較為簡單,所需成本也非常少,并且相關設備占地面積非常小,因此,在燃煤鍋爐脫硝技改過程中應用較為普遍。但是,我們應當認識到,確保煙氣之中NOx含量有所減少,但是無法徹底的解決煙氣脫硝問題。

1.2.3、燃燒后脫硝技術

目前,電廠鍋爐所使用的脫硝技術主要包含有兩種不同類別,其一是SCR脫硝技術,其二是SNCR脫硝技術,相對來說SCR脫硝技術的應用范圍較為廣泛。SCR技術應用的是選擇性催化還原方法,其是在相應催化物質持續作用之下,把氨噴到溫度為300℃~400℃煙氣之中,將煙氣之中所包含的氮氧化合物還原,將這些有毒害作用的物質轉變成為水以及氮氣。此種技術屬于一種爐后脫硝技術,依照目前的發展情形看,此種脫硝技術屬于現階段較為成熟的一種脫硝技術,該種脫硝技術的效率也相對高,另外此種技術的成本消耗也相對少。SNCR技術則無需催化物質的作用,直接將還原性物質噴射在溫度約為1000℃的爐膛之內,確保還原物質能夠在高溫的環境中非常迅速發生熱解反應,從而得到NH3,所生成的NH3會與煙氣之中包含的氮氧化合物進一步反應,形成沒有毒害作用的水和氮氣。SNCR技術中所使用到的還原物質通常為氨、尿素以及氨水等。

2脫硫脫硝一體化技術運行

2.1聯合脫硫脫硝工藝方式以及利用

即將脫硫脫硝兩種工藝有效的結合在一起,當前聯合脫硫脫硝工藝方式種類較多,如SNOX技術、煙氣脫硫脫硝一體化工藝、干式一體化氮氧化物和二氧化硫技術等。其中利用SNOX技術方法進行脫硫脫硝過程中,其以氨氣作為最為核心的化學試劑,雖然工藝和技術相對簡單,維修成本也不高,但在具體反應過程中需要大量的耗能,脫硫脫硝能夠達到95%以上的效果,存在投入大及產出低的問題,因此在一些排放標準較高或是經濟發展過快的地區通常會有所應用。在煙氣脫硫脫硝一體化工藝具體使用過程中,主要是利用氨氣與氮氧化合物進行反應,生成氮氣和水,同時煙氣脫硫過程中會與石灰發生反應,形成石膏,同時分離處理提取的粉煤灰也能夠進行二次使用,不僅效率較高,而且不會有二次污染問題發生。當采用干式一體化氮氧化物、二氧化硫技術進行脫硫脫硝過程中,由低氮氧化物燃燒器、燃盡風、選擇性非催化還原及干吸附劑噴射等控制技術共同組成提成放控制系統,在燃燒機組中具有較好的適應性,即能夠在爐內和煙道內完成所有的排放控制,同時也能夠達到相對較好的脫硫脫硝效果。

2.2同時脫硫脫硝方式以及利用

即利用一個過程同時進行脫硫和脫硝,以此來提高電廠鍋爐氣體排放物中有害物質的處理效率,能夠在較短時間完成脫硫脫硝。當前同時脫硫脫硝方式以干式和濕式兩種方式為主,這其中干工脫硫脫硝應用更為普遍,但相對于干式方法,濕式脫硫脫硝方法具有更高的效率,其已成為燃煤鍋爐脫硫脫硝的主要發展趨勢。

要發展趨勢。在干式同時脫硫脫硝方式方法,通常以活性炭和電子束照射為主,利用活性炭過程中,當處于一定工作環境下時能夠達到較好的轉化效率,能夠實現硫元素的循環回收利用。電子束照射方法中當前在我國以噴霧干燥作為主要推廣途徑,具有較高的工作效率,而且所產生的化學產物不會對環境帶來污染,并能夠得到化肥產品,實現二次利用。利用濕法同時脫硫脫硝方式過程中,主要以氯酸氧化方法和濕法配合吸收方法為主。這其中氯酸氧化方法中通過氮氧化物與氯酸之間的化學反應,從而生成硝酸、鹽酸和二氧化氮。同時氯酸與二氧化硫反應后,將硫元素轉換為高價位硫,并以硫酸形式進行排除,具有較高的轉換效率。但其終產物中的酸性廢液,在運輸和處理時都較為復雜,還會腐蝕設備,因此要求設備具有較高的防腐性。而利用濕法配合吸收方法進行脫硫過程中,能夠有效的清除氮氧化合物及二氧化硫。

參考文獻:

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