燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术

发布时间: 2018-01-11 16:31:48   作者:   来源:

作为火力发电的主要分支,燃煤电厂是利用煤作为燃料,产生能量推动发发电机产生电能的工厂,其主要组成部分包括汽水系统、发电系统和燃烧系统等,是现代社会电力发展的主力大军。但是,燃煤电厂所排放的烟气中,包含着多种有毒的成分,直接排放会对大气造成严重伤害,因此在对大气污染的治理中,燃煤电厂对烟气排放的有效处理十分重要。对脱硫脱硝技术科学应用,可对烟气中的有害物质有效治理,同时还能将其转化为其他化学原料,促进自身生产效益提高的同时,为治理大气污染添砖加瓦。

1烟气排放组成及危害影响

煤炭经历上亿年物理、化学变化而逐渐形成,包含碳、氮、硫和氧等多种元素,通过燃烧会产生大量烟气,其主要成分包括二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮以及许多杂质和矿物质微粒。当前部分燃煤电厂,已经针对自身的生产情况对其环保策略开展研究工作,比如说使用发电专用特种锅炉、将可吸收碳元素、硫元素的物质添加至燃烧的煤炭原料中等方法,以起到促进降低排放烟气中有害物质的含量。然而,相比其他工厂,燃煤电力工厂是依靠蒸汽发电作为动力来源,因此额定的蒸发量要相比其他工厂大,继而产生的有害气体量巨也巨大。

 

煤炭燃烧后产生的烟气中的有害微小颗粒,进入到大气后,造成大气质量下降,导致工农业生产的严重损失同时,还会对社会人群带来呼吸道疾病的隐患、困扰。在煤炭燃烧排放烟气中的二氧化碳、二氧化硫等物质会与大气中所含的水蒸气结合,致使雨水的pH值降低,继而形成酸雨。另外,燃煤电厂排放烟气中的微小颗粒,是促进空气中雾霾形成的重要原因。酸雨会导致地下水变质、土壤编制,影响农业的发展雾霾中包含20多种会的有毒、有害物质,对人体的健康危害极大,进入人体支气管,会导致肺部炎症,呼吸道、脑血管等多种病症。

2燃煤电厂的烟气治理策略

2.1推广除尘设备

增设除尘设备,是燃煤电厂较多采用的,对燃烧废弃物或是燃气的处理方法,通过除尘的原理,可分为机械式除尘设备,静电吸尘设备、布袋除尘设备等,目前应用最为广泛的就是利用电除雾器进行废弃处理。。

(1)机械式除尘

该方式原理是烟气被机械设备带动旋转,在离心力作用下,将烟气之中的大颗粒烟尘向边缘偏离,该设备对漂浮在烟气中的尘埃物有有效吸附的作用。但是,其弊端在于直径小于10um的微小颗粒所受到的离心力小,机械除尘设备无法对其进行有效吸附。所以,其只能应用于初级除尘的领域。

(2)布袋除尘

布袋除尘的原理是将燃烧后所产生的烟尘,通过无纺布、针刺毡等原料制作成的布袋进行过滤。但是,虽然布袋过滤除尘的效率极高,却也有问题存在,那就是烟气的硫、高温以及湿度都对布料性能提出巨大的考验,致使布袋除尘在应有上会有一定的限制。

(3)电除雾器

目前,国内很多电厂都已经将电除雾器处理废弃的方式引入日常废弃处理工作中,该方法具有拖出效率高、能耗水品很低、设备寿命长、施工周期较短、成本低的多项有点,是十分发电企业十分理想的废弃处理手段。电除雾器的工作远原理为通过静电对滞留高压发生装置进行控制,向除雾装置中将交流电转换成的直流电进行输送,进而在雾酸捕集板和电晕线之间产生强大电厂,将空气分子电离,瞬间产生大量的正负离子以及垫子,在电厂里的作用相,电子、正负离子定向运动,构成媒介对酸雾进行捕集,令酸雾微粒荷电,使其在电厂力作用下,向阳极板运动。最后,荷电将电子在极板上释放,酸雾被聚集,重力作用使其下流至储酸槽中,进而达到净化目的。

2.2除尘技术改进

除尘设备虽然能缓解排烟治理压力、以及自然的雾霾、酸雨现象,却无法从根本治理污染。因此,在保证经济可持续发展的前提下,应推动除尘技术的创新,实施技术创新的驱动战略,燃煤电厂须积极跟上国际治理烟气技术形式,不断将新技术、新设备引进到生产环境中,同时要注意发电设备的更新换代,有计划地推进环保。

2.3开发新型绿色能源

燃煤电厂在提升自身燃煤发电排放烟气处理技术实力过程中,还须积极推动污染较小或是无污染的能源技术开发,致力于彻底解决煤炭燃烧后排放烟气所带来的生态污染问题以及社会责任的履行落实。在推动新能源开发的过程中,应本着节约、提高能源经济效益和利用率的宗旨。

3燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术分析

3.1脱硫技术

燃煤电厂内部生产环节之重,脱硫的作用点技术分别在燃煤燃烧前、燃煤燃烧中以及燃烧后三点。燃烧前采用物理性的脱硫方法,让煤粉首先通过磁力筛选,利用矿物质的磁性减少燃煤原料中所含的硫元素。燃烧阶段,将硅酸盐加入到燃烧中的燃煤煤炭中,通过化学反应将硫元素固化,进而进行脱硫处理。脱硫的过程为燃煤中含硫化合物在高温下与固硫剂(碳酸、硅酸类化合物)产生化学反应,进而形成化学性质较稳定的硫酸盐,不会变成烟气飘向大气,而是随残渣一起排出。在燃烧之后,该阶段脱硫技术是为确保二氧化硫不会进入大气循环的措施,使碱性物质与含硫氧化合物产生反映形成亚硫酸盐、硫酸盐,存留在溶液之中。脱硫的方法包含湿法脱硫,干法脱硫以及半干法脱硫,其中湿法脱硫应用最为广泛,过程是将添加碳酸钙的强碱性溶液作为二氧化硫吸收液,来吸收大量的二氧化硫。该方法适合对含硫煤燃烧生产的烟气进行脱硫处理。湿法脱硫主要分为两种方式。

石膏法:该方法的脱硫远离是将空气鼓入吸收塔中的浆液里,是CaSO3强制性氧化为CaSO4,石膏是该方法脱硫后的副产品。与此同时,因为空气的鼓入,会产生十分均匀的浆液,使其脱硫酸可打到90%,且对堵塞和积垢同样易于控制。当今国内外的火电厂进行的烟气脱硫,石膏法采用最为广泛,因为石灰石相比其他原料,运输简单,而起造价低廉,易于节省企业成本。

抛弃法:该方法的脱硫原理为:通过石灰石或是石灰的浆液作为脱硫剂,在吸收塔中喷淋洗涤SO2,致使烟气中的SO2通过反应,进而生成CaSO3CaSO4,在这个反应中会生生成钙离子。

在石灰系统中。钙离子与CaO的存在有着密切的关联,但是抛弃法的主要应用方式,需要脱硫剂的制备装置和吸收塔脱硫后的废弃物处理装置组成,其最大问题是易于结垢和堵塞,因为其浆液中的水分蒸发会使固体沉积以及硫酸钙或者氢氧化钙沉积、结晶析出,因此脱硫后的固体废弃物处理,是抛弃法的一大弊端,所以,多数使用抛弃法进行脱硫的火电厂,目前都采用石膏法将其代替。

3.2脱硝技术

脱硝技术指将氮氧化合物在烟气中的含量降低,作用点分部在燃烧中期和后期,燃烧中期通过降低氮氧化合物来实现脱硫,在燃烧后期通过排放来实现。目前,脱硝技术采用催化还原反应辅助粉末吸附方法进行脱硝过程。在该技术中,会使用到多种浓度、种类的化学药品。粉末吸附选择具有吸附性质、和粉末活性炭相似的粉末状固体物质,相比脱硫,溶液内的反映要复杂,同时溶液的浓度、具体成分都有所不同。催化剂反映指利用催化剂加快其反应的速度,使用还原剂还原氮元素,以至于将有毒的氮气化合物转为氮气。此外,目前还出现一种新型脱硝技术——电子束脱硝,指将烟气在800MeV1MeV电子束下照射,使烟气中所含的二氧化硫、氮氧化合物结合,转化为硝硫铵、硫酸铵等物质,该技术目前在工业领域较多被应用。

4结语

燃煤电厂排放的烟气严重对大气造成污染,继而形成了酸雨、雾霾等现象,且严重危害社会人群的呼吸道健康。因此科学地将煤炭燃烧所产生的有害气体进行处理,减少烟气中有害物质的含量,是燃煤电厂身上肩负的重要责任,它和为社会供电责任的重要性是一样的。燃煤电厂应在科学运用脱硫脱硝技术同时,积极研发绿新型能源技术,以确保将燃煤产生的烟气对大气的危害降到最低,为祖国的环保事业做出贡献。