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火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术探究

北极星大气网  来源:《当代化工研究》  作者:安荣朝  2020/3/10 9:38:10  我要投稿  

北极星大气网讯:摘要:在当今,我国发电主要还是依靠火力发电,而火力发电需要燃烧大量的化石燃料,化石燃料的燃烧所释放的烟气会对空气产生巨大的影响,燃烧过程会产生大量的有害气体,比如二氧化硫和氮氧化物等。如何更加环保地进行火力发电是人们急需解决的问题。本文将对火电厂的烟气如何进行一体化脱硫脱硝进行具体分析。

关键词:火电厂;脱硫脱硝;一体化

前言

二氧化硫作为产生酸雨的主要气体,对我们生活产生的影响很大。它不仅严重污染了环境,还影响了人们的健康。所以在进行火力发电时应当采用脱硫技术减少二氧化硫的排放。在火电厂发电过程中产生的烟气,有氮氧化物,我们日常中接触的几种氮氧化物的混合物统称为硝气,这种硝气对我们的身体是有毒的。所以我们需要对火电厂的烟气进行处理,尽可能的降低这种硝气的排放。脱硫脱硝工艺在保护环境的同时也不能影响火电厂的正常发电工作,使电厂的发展和保护环境同时进行。本文主要分析了几种常见的脱硫脱硝一体化方法以及它们的优缺点,为电厂选用脱硫方法提供一些参考。

1.当今火电厂对环境的污染情况

中国的发电厂中火力发电厂占很大比例,火力发电需要燃烧大量的煤和化石能源,但这种发电方式能耗高,效率低。根据不完全统计,全国二氧化硫和氮化物的排放约有90%来自化石燃料的燃烧,这90%中的50%来自火力发电厂。中国经济正在迅速发展,对电力的需求也在增长。结果伴随着越来越多的发电厂建成,排放的二氧化硫和氮氧化物越多,气体的问题严重的影响了环境的进步,而环境的污染直接造成了一些地区产生的酸雨,严重的影响了人们的日常生活,所以为了更好的实现环境的长时间发展,国家就必须针对酸雨的问题和针对发电厂各种有毒气体排放的问题进行全面控制,通过对发电厂实行专门的规定方式,并采用相应的脱硫技术,来进行系统化管理。

2.脱硫脱硝技术的运用

总的来说,行业中使用的常用脱硫方法主要是利用化石燃料的燃烧效果脱硫和废气脱硫方式以及燃烧进行中脱硫脱硝方式,这几种方式的脱硫脱硝效果都有所不同,都能够有效的降低化石燃料中的硫含量,因此在进行选择的时候也要根据不同的运行模式进行选择。然而在利用这些方式进行脱硫脱硝的时候,也要适当的加入一些固定剂,在固定剂进行燃烧的过程中,对于其它的物质选择物质的排放时,也能够进行相应的物质转化使废气中的含硫量以及含硝量的标准,远远符合国家的标准,防止产生对环境的破坏。

(1)在燃烧前进行脱硫脱硝

燃烧前化石燃料的脱硫脱硝是一种常见的脱硫脱硝方法。它主要有三种方法:物理法、化学法和生物法。其中,物理方法是最常用的脱硫方法。它的操作简单,成本便宜,所以受到了大家的欢迎。物理法的原理是利用化石燃料和硫化物以及硝化物本身结构具有不同密度,并将化石燃料放入旋风分离器中进行压碎。在经过处理之后会出现分层的现象,根据密度的不同,化石燃料和硫化物与硝化物分离。这种方法本身就不能做到分离的非常精确,在我国的应用还不够成熟,脱硫和脱硝效率只能达到40%到80%,远远低于发达国家的水平,还可以进行进一步的完善,

(2)在燃烧中进行脱硫脱硝

在燃烧时进行脱硫主要是利用碳酸钙等其它物质与二氧化硫产生反应,导致二氧化硫减少的一种方法,该方法在使用的过程当中投入的成本较小,适合一些小型的企业进行使用,但是该方法的效率却十分的低,没有使用固硫剂会对机器产生很严重的影响,长期以来会导致整个机器的使用寿命大大的缩短,燃烧中的脱硫主要包含两种方法,一种是炉内的方法,一种是型煤固硫,这两种方法在使用时的效率很低,带来的副作用也很大,在电厂使用时会导致设备带来严重的影响,但是目前我国的设备和发展不能够大量的生产型煤,而且目前我国对于这一方面的要求也远远低于其他的国家。

3.新型脱硫脱硝技术的发展

废气的脱硫脱硝是指化石燃料燃烧后产生的废气的脱硫脱硝。在废气排放管中安装脱硫脱硝装置,降低二氧化硫和氮氧化物的含量,符合国家排放标准。在气体或液体阶段,一氧化氮转化为二氧化氮,废气脱硫和脱氮主要包括三种方法。它们分别是干法脱硫脱硝,湿法脱硫脱硝,以及传统的脱硫脱硝方法。

(1)干法脱硫脱硝

在完全干燥的环境中使用固体粉末进行干法脱硫和脱硝,可以通过大型货车运输而不会导致容器腐蚀和钢铁的损坏。干法脱硫后的废气可直接排放,符合国家排放标准。但是,这种脱硫脱硝方法也存在一些缺点,脱硫和脱氮效率低,对操作人员的要求也比较高。对废气排放管道的磨损相对严重,并且在管道中积聚了大量杂质。

①固体吸附法。活性炭的吸附用于将废气中的二氧化硫吸附到活性炭的表面,从三氧化硫再被氧化之后形成三氧化硫,三氧化硫,被大气稀释会产生稀硫酸,这种物质会直接的影响到目前废气中二氧化硫的含量。利用这种方式不但可以很好的节约化学原料,而且非常简单,可以操控脱硫量,可以达到99%以上,但这种方法的使用过程中也存在难吸收,难以使用易燃烧的缺点。所以在使用的时候也要根据环境条件进行选择。noxso方法也是干式吸附中的一种方法,钠盐可用作吸附剂,同时除去烟气中的二氧化硫和一氧化氮。首先需要将烟气中的灰尘和杂质去除,将去除杂质后的烟气引入到吸附器中,在吸附器中除去二氧化硫和一氧化氮,并将净化的烟道气引入烟囱。还可以使用氧化铜进行吸附,其可以实现大于90%的脱硫率和大约80%的氮氧化物去除率。但是由于这种吸附剂的制作成本比较高,而且在吸附过程当中需要高温加热,所以目前这种方法并不常用。

②利用碱性铝酸盐吸附二氧化硫。碱性铝酸盐在进行使用的过程中,类似于一般的活性炭,它可以通过吸附的方式极大的减少目前废气中的二氧化硫量,影响空气中的呼吸效果,但是在进行使用的时候也要利用废气加热,同时使用固化剂等原料来使活性炭的使用效果达到最高,而且活性炭可以重复使用具有非常高的经济价值,但是该方法的缺点就是在进行吸附的过程比较复杂,而且效率比较低,需要操作人员有非常熟练地技能进行更好的操作;碱性铝酸盐具有低回收率和相对高的成本,使用这种方法的成本较高,并且该方法带来的经济效益相对较低。

③尿素法。使用尿素对火电厂废气进行脱硫和脱硝是一种非常有效的脱硫和脱硝方法,二氧化硫的去除率可接近100%。对一氧化氮的脱除率可以超过95%。并且这种工艺所使用的吸收剂的ph值在5~9之间,对设备没有腐蚀作用,二氧化硫和一氧化氮的去除率与烟气中二氧化硫和一氧化氮的浓度无关。在脱硫和脱氮后,烟气可以直接排出而无需进一步处理。在脱硫和脱硝后,可以处理吸收液以获得硫酸铵,这种物质可以进行再循环使用。但是这种方法也并不是非常完美的,这种方法能够处理的烟气量比较小,当今火电厂工作过程中产生的烟气量是非常大的,这种方法不能满足当今工业的需求,所以这种方法还需要得到进一步的改进。

(2)利用湿法进行脱硫脱硝

湿法脱硫主要是指利用液体等其他的物品,对二氧化硫以及氮化物进行吸收,它的主要特点是对于整个二氧化硫和氮化物的反应速度十分的快,并且它的效率很高,对于它的吸收率十分的高,但这种方法会对管道有一定的腐蚀性,长期使用该方法会对管道带来严重的腐蚀,排放之后就污染,环境运输过程当中的成本也十分高。

①氧化法。通过氧化法进行脱硫脱硝,可以使用湿式洗涤系统同时除去设备中的二氧化硫和氮化物。该方法使用两个吸收塔,氧化吸收塔和碱性吸收塔。这种方法在能够有效的去除二氧化硫和氮化物的基础上,还可以很好的去除一些重金属。石灰石溶液用作吸附剂以中和废气中的二氧化硫以满足排放标准。该脱硫脱硝方法是目前最成熟的方法,石灰石成本低,使用率高,适用范围广。然而,该方法在早期阶段投入较大,操作步骤较多,对工作人员提出了很高的要求,设备易受腐蚀损坏。

②利用氨进行脱硫脱硝。该方法主要采用氨水将一氧化氮还原为氮气,然后氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,氧化生成硫酸铵。该脱硫方法反应速度快,氨水利用率高,二氧化硫吸收效率高,前期对于设备的投资少,不污染环境。反应后产生的废物不会污染环境,管道也不会腐蚀和堵塞,这种方法在目前是一种非常好的方法。

(3)传统法脱硫脱硝

①喷雾干燥法。喷雾干燥方法使用石灰水作为吸收剂,并且将生活水平撒在物质上发生反应,除此之外它还可以吸收废气当中的水蒸气降低温度,最后以固体的方式排出废物,该方法与其它方法相比成本较低,操作很简单,对于设备的损坏小,反应物,处理方便,但是它的效率却不高。

②循环流化床脱硫法。该方法主要是在循环过程当中加入石灰石,通过石灰石与二氧化硫进行反应,达到脱硫的效果,该方法操作十分的简单,投入的成本低,脱硫的效果也是非常明显,使用率很高。

结束语

在火力发电厂的日常工作中,会排放大量的废气,废气中的二氧化硫和氮氧化物会对环境造成严重污染。但是目前我国对于电能的需求越来越高,火电厂作为我国发电的主体,如果不能对废气中的有害物质进行合理的处理,就会对环境造成很严重的破坏,因此,我们的工作重点是尽量减少废气中有害物质的排放,尽可能的将这些有害物质进行转化和吸附。必须根据电厂本身的情况选择脱硫和脱硝方法,不仅要符合国家排放标准,还必须考虑成本问题,以便同时进行保护环境和发电厂的发展。脱硫脱硝方法不应太复杂,应该做到排放物无毒无害,防止排放的废物破坏环境。


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