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技术丨锅炉脱硫脱硝及除尘系统的安装应用探究

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技术丨锅炉脱硫脱硝及除尘系统的安装应用探究

发布日期:2018-04-23 作者:张成刚 点击:

技术丨锅炉脱硫脱硝及除尘系统的安装应用探究

  来源:《电力设备》  作者:董和峰 张延良  2018/4/22 9:16:19    
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:电厂锅炉作为燃烧原料的设备,其在生产运行期间会引起粉尘、氮氧化物及硫氧化物的污染,破坏了周围的生态环境。考虑到可持续发展观对环境保护的需要,用户在使用锅炉期间必须要控制好锅炉的燃烧产物,采用先进的除尘脱硫脱销技术降低锅炉污染。只有引进高科技辅助设备操作运行,才能在保证生产质量的前提下创造理想的经济效益。对于除尘脱硫脱销综合技术还有相当长的一段路要走。基于此,本文就电厂锅炉脱硫脱销除尘系统的安装应用进行探究。

环境保护是我国重要的一项基本国策,随着各行业技术进步的加快以及我国环境保护法律、法规的不断完善,人民越来越来注重环境保护。我国GDP的增长和重化工业的不断发展,致使我国面临的环境压力与日俱增,如果环境治理不能达到有效实施,我国将像西方发达一样走先污染后治理的工化业道路。火电厂作为我国主要的发电厂,应在环境保护方面起到模范带头作用,已响应对在环境保护的政策。

1 我国锅炉脱硫除尘的市场现状

就行业而言,二氧化硫和粉尘的排放量具有非常明显的行业特征。二氧化硫的排放上,火力发电业的二氧化硫排放量占据总行业的49%,水泥制造和化工业以8%和6%的份额紧随其后;在粉尘的排放量上,水泥制造业的粉尘排放量,占重点工业粉尘排放量的64%;而在二氧化硫去除率中,火电厂占到10%。

从锅炉的发展过程来看,我国火电厂技术始发于60年代,进入70年代,取得阶段性成果,但因经济、技术等因素所限,未能得到实际应用。近年来,随着经济的加速发展以及环境标准的日益严苛,火电厂烟气脱硫技术取得了长足发展:出现多个烟气脱硫工程公司,培养了一批骨干技术力量,带动国内相关机电产品的生产和开发,初步形成新的产业链。

随着相关标准的细化及落地实施,工业锅炉脱硫除尘技术发展迅速,在整个环保产业中处于逐步成长和成熟的阶段,而我国逐步实行控制二氧化硫污染的减排政策,也为脱硫除尘技术和行业的发展提供了巨大市场。工业锅炉、湿式脱硫除尘技术经过“八五”“九五”攻关项目,有力地推动了我国工业锅炉烟气脱硫技术的进一步发展。

2 常用锅炉烟气脱硫技术

2.1 干式吸附过滤技术

干式吸附主要利用可循环再生固定吸附材料,能够完成除去烟气中SO2和烟尘的目的,经水洗后可循环使用。该装置一般分为两部分,预除尘器以及吸附塔。该种装置能够实现很高的脱硫除尘效率,经实验研究证实其除尘效率达到95%,脱硫效率超过80%。且排出烟气温度低,不会造成环境的二次污染,副产品可回收利用。虽然性能好,但是要求吸附塔入口烟气含尘须小于150mg/m3,不然会产生堵塞和吸附剂中毒问题。实际中的吸附剂要定期再生,过程繁琐,且投资额较大。使用等离子体锅炉进行排出烟气的脱硫除尘,是近些年新发展的技术设备,在电子束照射到烟气中含有的N2、O2及水蒸气后,大部分能力会被其会吸收,生成大量具有极强反应活性的自由基,如OH、O、HO2等。这些生产的自由基结合烟气中SO2变硫酸,再同氨中和合成硫酸铵。

2.2 湿式双旋脱硫除尘技术

该技术主要采用水膜、喷淋、水帘等法进行烟气除尘脱硫。先要提升排烟温度,同时控制烟气对引风机的化学腐蚀;其后再令烟气引至除尘器顶部,经进口旋流板作用从上到下旋流经除尘器内筒。内筒顶部装水喷淋头,水流方向逆着烟气方向。在水流喷淋时,烟气中的SQ2被碱液吸收,受到离心作用,吸附了尘的水被甩向内壁形成水膜,出现水膜除尘效果。气流在内筒下端会经水帘冲洗,气流经旋流进板进入外筒脱水,再进入引风机作防腐处理,温度升高后进入引风机。这种处理设备主要用于小型锅炉。在处理中,因为烟气带水问题不能合理解决,所以除尘器底部及引风机叶片的积灰必须定期清理,一般为3个月左右。实验证明,该设备的除尘效率在95%以上,使用脱硫剂的情况下脱硫效率可达70%。

2.3 干湿结合式锅炉烟气脱硫除尘技术

使用该方法的主体设备为一立式塔,塔内综合了干、湿两种设备的处理形式,从下至上分别为旋风除尘段、吸收段、脱水段。烟气被引入到下部的旋风除尘段会有较大颗粒的清除,之后进入吸收段即布满吸收液的筛板,此时可以同吸收液有完全接触,实现传质吸收,脱除SO2和微细粉尘。经过前两个部分的烟气在脱水段内脱水除雾可以避免烟气带水,后经设备出口排至烟囱。该设备的主要优点是液气比小(0.3-0.5L/m3),气液接触充分,塔内持液量大,除尘效率在95%以上,脱硫效率至70%。该方法适用于6t/h以下规格的小型燃煤锅炉,但是整个设备的造价较高。

2.4 脱硝技术

常用的脱硝技术主要有两种:SNCR烟气脱硝技术、SCR烟气脱硝技术,同时当前还出现了联合烟气脱硝技术。SNCR烟气脱硝技术、SCR烟气脱硝技术的优点在于其能够促使煤碳充分燃烧,并且使锅炉内部的压力提高。

2.4.1 SCR脱硝技术(选择性催化还原法)

烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法.这种方法是指在有氧条件下且合适的温度范围内,用还原剂NH3在催化剂的作用下将NOx有选择性地还原为氮气和水,脱硝效率能够达到60%至90%。

2.4.2 SNCR脱硝技术(非选择性催化还原法)

指在没有催化剂参与的情况下,用氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)等还原剂将烟气中的NOX还原为N2和水。炉膛是该技术的主要反应器,炉膛温度要保持在900-1100℃,脱硝效率受锅炉设计、锅炉负荷等因素的影响较大,脱硝效率较低,在30%~60%之间,因此多用于低NOx燃烧器的辅助工程。而且作为还原剂的尿素又会产生一定的N2O,会对臭氧造成一定的破坏。

2.4.3 SNCR/SCR联合烟气脱硝技术

鉴于以上两种脱硝技术各有优缺点,因此可以将以上两种脱硝技术联合使用,其脱硝效率能够达到60%-80%。但是在该工艺中,必须对SCR脱硝效率进行控制,不得超过30%。这种技术具有比较复杂的运行系统,实际应用较少。

脱硝技术的主要发展方向就是积极开发,联合使用炉后SCR烟气脱硝技术和低NOx燃烧技术,同时积极研发低温催化剂。

3 火电厂锅炉与烟气除尘的一体化技术

将脱硫脱硝技术和烟气除尘技术结合起来,是火电厂锅炉生产的一个重要的发展方向,这也对火电厂的可持续发展起到了重要的作用。当前火电厂对脱硫脱硝技术和烟气除尘技术的运用仍然存在一定的问题。要使用脱硫脱硝和烟气除尘技术必然要投入较多的成本,这也会影响火电厂的运营成本,给火电厂带来一定的压力。而且脱硫脱硝和烟气除尘设备,所需的场地较大,用电量较大。这些都严重影响了火电厂的生产运营,不能满足火电厂的生产和发展需要。

鉴于此,火电厂应该将煤碳燃烧技术和和烟气脱硝技术联合使用,节约设备投入。而且锅炉低负荷的温度如果达到了催化,那么催化剂就会发生一定的温度反应,可以在该温度区域内加装脱硫装置,达到脱硫的目的。

结束语:

火电厂生产的过程中必然需要煤碳燃烧,但是煤碳燃烧发电又会带来一定的环境污染,这就需要火电厂采取各种有效的脱硫脱硝、烟气除尘技术,减少各种有害气体的排放。我国社会对于大气污染排放的重视程度越来越高,也制定了更为严格的大气污染排放标准。为了得到持续、稳定的发展,火电厂必须积极研发脱硫脱硝和烟气除尘的联合新技术。


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