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火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用與節能環保措施研究

更新時間:2020-02-25 10:23 來源:綠色環保建材 作者: 杜佳 閱讀:894 網友評論0

摘 要

本文圍繞火電廠煙氣脫硫脫硝技術以及節能環保的議題進行了探討,從當前火電廠煙氣脫硫脫硝狀況入手,分析了脫硫脫硝一體化技術,并提出了節能環保的措施,供相關人士參考。

關鍵詞:火電廠;煙氣脫硫;煙氣脫硝;節能環保

1 引言

火電廠煙氣脫硫脫硝工藝技術直接關系著火電廠節能環保目標的實現。加強脫硫脫硝技術研究,不斷優化除塵、除硫措施,使煙塵和有害氣體的排放得到更好的管控是火電廠關注的重要內容。

2 火電廠煙氣脫硫脫硝現狀

目前,火電廠煙氣脫硫脫硝技術主要有濕法和干法兩類。其中,濕法使用的脫硫劑主要由石灰石、鈉堿、氧化鎂,對煙氣的吸收效率較高,脫硫反應速度快,因此應用較為普遍。但濕法煙氣脫硫技術通常存在設備腐蝕嚴重,維護費用高以及二次污染問題,因此對脫硫設備材質要求較高,需要做好設備防腐工作。干法是將吸收劑投放入SO2發生器當中,充分反應后實現脫硫的目的。近年來,WSA-SNOX方法從濕式脫硫脫硝技術方法中脫穎而出。該方法煙氣首先經過SCR反應器,NOx在催化劑作用下被氨氣還原為N2隨后煙氣進入改質器中,SO2在此被固相催化劑氧化為SO3, SO3經過煙氣再熱器GGH后進入WSA冷凝器被水吸收轉化為硫酸。煙氣首先經過SCR反應器,NOx在催化劑作用下被氨氣還原為N2,隨后煙氣進入改質器中,SO2在此被固相催化劑氧化為SO3, SO3經過煙氣再熱器GGH后進入WSA冷凝器被水吸收轉化為硫酸。該技術比傳統的濕法工藝脫硫脫硝技術更優,不僅脫硝效率高,而且工藝過程中不產生廢水,減少了廢水處理負擔。另外,在濕法工藝中,氯酸氧化法也是一種效果較好的方法。其原理是通過氯酸這一強氧化劑去除煙氣中的硫氧化物和氮氧化物。十法脫硫技術工藝相對簡單,但是脫硫效果較差,廢渣利用率較低。

近年來各種提高十法脫硫效率的技術不斷涌現,比如電子束照射技術、脈沖電暈等離子體技術等等。電子束照射技術是在煙氣進入反應器之前先加入NH3,然后利用電子加速器來產生電子束,在煙氣被電子束照射之后,煙氣中的水蒸氣和O2能夠被瞬間激發產生大量的自由基,這些自由基有較強的氧化能力,因此可以和煙氣當中的SO2發生反應,生成硫酸。反應器中的NH3和硫酸生成硫酸按,實現脫硫的目的,不僅脫硫效率得到提高,同時副產物可以再次利用,被用于制造化肥、作為工業生產原料等。該技術對電子發射裝置要求較高,需要對電子輻射進行屏蔽。脈沖電暈等離子體技術是電子束照射技術的升級版,主要利用脈沖高壓電源在反應器匯總形成等離子體,繼而產生高能量電子,代替電子加速裝置。

3 火電廠煙氣脫硫脫硝一體化技術

隨著脫硫脫硝技術的發展,一體化工藝技術受到業內人士的青睞。一體化工藝技術的原理是利用煙水混合器在二次噴射作用下把煙氣吸入水中,煙氣和水進行充分混合后,其中的可溶性氣體、飛灰以及顆粒物質溶解在水中或被水吸濕而沉淀到底部,實現去除煙氣中SO2氮氧化物以及粉塵的目的。一體化工藝技術設備結構簡單,主要由煙水混合器、均勻溶解器、水泵、水池等組成。煙水混合器由噴水管和拉伐爾噴管構成二級噴射結構,使煙氣能夠被吸入水中。均勻溶解器主要作用是洗滌煙氣和煙塵,溶解器中為弱堿水,當煙氣與溶解器混合時,煙氣溶解于弱堿水中,其中的灰塵顆粒被水浸濕加速促進顆粒沉降,同時煙氣中的有害氣體和堿發生化學反應生產鹽類物質,從煙氣中分離進入到水中,實現相態轉移。水泵為水循環提供動力。水池由上水池、沉淀池以及下水池組成,用于分離沉淀物質。

一體化脫硫脫硝工藝設備同樣面臨設備腐蝕的問題,可采取如下防腐措施:一方面在配置溶液環節,嚴格控制溶液的堿性,避免溶液中含有酸性物質。確保稀堿溶液連續均勻,在進入到上水池循環液中時控制混合液的pH在8~9范圍內,這樣才能保證堿溶液和煙氣中的SO2等酸性物質發生反應。沉淀池中的溶液pH在7-8范圍內,這樣的溶液環境對設備材質腐蝕性較小。另一方面設備材質盡量選擇具有高耐酸性和高耐堿性的材料,如陶瓷類材料、不銹鋼材料、特殊玻璃材料。另外,安裝相應的監測設備,對溶液的pH進行實時自動監測。在應用中,為了提高一體化工藝技術的處理效率,進一步實現資源的高效利用,可將沉淀池設計成圓形漏洞狀,結合沉淀物收集裝置使高濃度的沉淀漿液能夠被高效收集進漏斗中,通過泥漿泵抽出。泥漿被抽出后,上層澄清的廢水進入循環水系統中再利用,下層的沉淀物可作為建筑行業生產原材料或者作為農業肥料生產原料,實現資源的高效利用。

4 實現火電廠煙氣脫硫脫硝技術節能環保的策略

實現火電廠煙氣脫硫脫硝技術節能環保的目標,主要從兩方面入手,一方面是提高脫硫脫硝效率,另一方面是提高副產物的利用率。目前,業內煙氣脫硫脫硝和節能環保方面的研究熱點集中在強氧化技術和濕式絡合吸收技術方面。強氧化技術是在煙氣有害物質凈化過程中,先將氯酸等氧化劑與煙氣中的有害物質如硫氧化物發生化學反應,在氧化吸收塔內對煙氣中的有害物質氧化之后,進入到堿式吸收塔內,使其中的酸性氣體或物質與苛性鈉和硫化鈉試劑發生中和反應,進而去除煙氣中的有害物質。這一技術的研究主要是針對煙氣中的重金屬物質進行去除,使凈化后的煙氣滿足排放目標。濕式絡合吸收技術主要攻克的技術難題是煙氣中氮氧化物在常溫條件下溶解度較小,回收較為困難。濕式絡合吸收技術采用 Co 或 Fe 作為催化劑,通過這些催化劑來促進煙氣中的氮氧化物形成金屬絡合物,之后再與溶液中的硫酸鹽形成氮硫化合物,使絡合劑得到再生,反應得以持續。目前的技術難題主要是如何提高金屬絡合物的利用率,只有提高再生效率才能有效降低運行成本,這也是研究的重要方向。

5 結語

對火電企業來說,節能環保是新時期生產工作的重點內容。從火電廠生產工藝出發,優化煙氣脫硫脫硝除塵技術,是實現企業綠色生產,安全排放的關鍵環節,火電企業及從業人員需深入研究,提高煙氣處理水平,早日實現生產和生態可持續發展的目標。

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