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火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保措施研究

北极星大气网  来源:《绿色环保建材》  作者:杜佳  2020/2/24 15:44:09  我要投稿  

北极星大气网讯:摘 要

本文围绕火电厂烟气脱硫脱硝技术以及节能环保的议题进行了探讨,从当前火电厂烟气脱硫脱硝状况入手,分析了脱硫脱硝一体化技术,并提出了节能环保的措施,供相关人士参考。

关键词:火电厂;烟气脱硫;烟气脱硝;节能环保

1 引言

火电厂烟气脱硫脱硝工艺技术直接关系着火电厂节能环保目标的实现。加强脱硫脱硝技术研究,不断优化除尘、除硫措施,使烟尘和有害气体的排放得到更好的管控是火电厂关注的重要内容。

2 火电厂烟气脱硫脱硝现状

目前,火电厂烟气脱硫脱硝技术主要有湿法和干法两类。其中,湿法使用的脱硫剂主要由石灰石、钠碱、氧化镁,对烟气的吸收效率较高,脱硫反应速度快,因此应用较为普遍。但湿法烟气脱硫技术通常存在设备腐蚀严重,维护费用高以及二次污染问题,因此对脱硫设备材质要求较高,需要做好设备防腐工作。干法是将吸收剂投放入SO2发生器当中,充分反应后实现脱硫的目的。近年来,WSA-SNOX方法从湿式脱硫脱硝技术方法中脱颖而出。该方法烟气首先经过SCR反应器,NOx在催化剂作用下被氨气还原为N2随后烟气进入改质器中,SO2在此被固相催化剂氧化为SO3, SO3经过烟气再热器GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸。烟气首先经过SCR反应器,NOx在催化剂作用下被氨气还原为N2,随后烟气进入改质器中,SO2在此被固相催化剂氧化为SO3, SO3经过烟气再热器GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸。该技术比传统的湿法工艺脱硫脱硝技术更优,不仅脱硝效率高,而且工艺过程中不产生废水,减少了废水处理负担。另外,在湿法工艺中,氯酸氧化法也是一种效果较好的方法。其原理是通过氯酸这一强氧化剂去除烟气中的硫氧化物和氮氧化物。十法脱硫技术工艺相对简单,但是脱硫效果较差,废渣利用率较低。

近年来各种提高十法脱硫效率的技术不断涌现,比如电子束照射技术、脉冲电晕等离子体技术等等。电子束照射技术是在烟气进入反应器之前先加入NH3,然后利用电子加速器来产生电子束,在烟气被电子束照射之后,烟气中的水蒸气和O2能够被瞬间激发产生大量的自由基,这些自由基有较强的氧化能力,因此可以和烟气当中的SO2发生反应,生成硫酸。反应器中的NH3和硫酸生成硫酸按,实现脱硫的目的,不仅脱硫效率得到提高,同时副产物可以再次利用,被用于制造化肥、作为工业生产原料等。该技术对电子发射装置要求较高,需要对电子辐射进行屏蔽。脉冲电晕等离子体技术是电子束照射技术的升级版,主要利用脉冲高压电源在反应器汇总形成等离子体,继而产生高能量电子,代替电子加速装置。

3 火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术

随着脱硫脱硝技术的发展,一体化工艺技术受到业内人士的青睐。一体化工艺技术的原理是利用烟水混合器在二次喷射作用下把烟气吸入水中,烟气和水进行充分混合后,其中的可溶性气体、飞灰以及颗粒物质溶解在水中或被水吸湿而沉淀到底部,实现去除烟气中SO2氮氧化物以及粉尘的目的。一体化工艺技术设备结构简单,主要由烟水混合器、均匀溶解器、水泵、水池等组成。烟水混合器由喷水管和拉伐尔喷管构成二级喷射结构,使烟气能够被吸入水中。均匀溶解器主要作用是洗涤烟气和烟尘,溶解器中为弱碱水,当烟气与溶解器混合时,烟气溶解于弱碱水中,其中的灰尘颗粒被水浸湿加速促进颗粒沉降,同时烟气中的有害气体和碱发生化学反应生产盐类物质,从烟气中分离进入到水中,实现相态转移。水泵为水循环提供动力。水池由上水池、沉淀池以及下水池组成,用于分离沉淀物质。

一体化脱硫脱硝工艺设备同样面临设备腐蚀的问题,可采取如下防腐措施:一方面在配置溶液环节,严格控制溶液的碱性,避免溶液中含有酸性物质。确保稀碱溶液连续均匀,在进入到上水池循环液中时控制混合液的pH在8~9范围内,这样才能保证碱溶液和烟气中的SO2等酸性物质发生反应。沉淀池中的溶液pH在7-8范围内,这样的溶液环境对设备材质腐蚀性较小。另一方面设备材质尽量选择具有高耐酸性和高耐碱性的材料,如陶瓷类材料、不锈钢材料、特殊玻璃材料。另外,安装相应的监测设备,对溶液的pH进行实时自动监测。在应用中,为了提高一体化工艺技术的处理效率,进一步实现资源的高效利用,可将沉淀池设计成圆形漏洞状,结合沉淀物收集装置使高浓度的沉淀浆液能够被高效收集进漏斗中,通过泥浆泵抽出。泥浆被抽出后,上层澄清的废水进入循环水系统中再利用,下层的沉淀物可作为建筑行业生产原材料或者作为农业肥料生产原料,实现资源的高效利用。

4 实现火电厂烟气脱硫脱硝技术节能环保的策略

实现火电厂烟气脱硫脱硝技术节能环保的目标,主要从两方面入手,一方面是提高脱硫脱硝效率,另一方面是提高副产物的利用率。目前,业内烟气脱硫脱硝和节能环保方面的研究热点集中在强氧化技术和湿式络合吸收技术方面。强氧化技术是在烟气有害物质净化过程中,先将氯酸等氧化剂与烟气中的有害物质如硫氧化物发生化学反应,在氧化吸收塔内对烟气中的有害物质氧化之后,进入到碱式吸收塔内,使其中的酸性气体或物质与苛性钠和硫化钠试剂发生中和反应,进而去除烟气中的有害物质。这一技术的研究主要是针对烟气中的重金属物质进行去除,使净化后的烟气满足排放目标。湿式络合吸收技术主要攻克的技术难题是烟气中氮氧化物在常温条件下溶解度较小,回收较为困难。湿式络合吸收技术采用 Co 或 Fe 作为催化剂,通过这些催化剂来促进烟气中的氮氧化物形成金属络合物,之后再与溶液中的硫酸盐形成氮硫化合物,使络合剂得到再生,反应得以持续。目前的技术难题主要是如何提高金属络合物的利用率,只有提高再生效率才能有效降低运行成本,这也是研究的重要方向。

5 结语

对火电企业来说,节能环保是新时期生产工作的重点内容。从火电厂生产工艺出发,优化烟气脱硫脱硝除尘技术,是实现企业绿色生产,安全排放的关键环节,火电企业及从业人员需深入研究,提高烟气处理水平,早日实现生产和生态可持续发展的目标。


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