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火電廠脫硝技術與脫硫脫硝一體化發展研究
瀏覽: 發布日期:2019-11-06

 

當前世界上廣泛應用的不可再生資源以及火電廠主要應用的焦點能源就是煤炭。我國煤炭的使用量是非常巨大的,因此許多的氮氧化合物以及硫氧化合物在煤炭燃燒過程中產生,從而對大氣造成汙染,所以對火電廠脫硝技術與應用以及脫硫脫硝一體化的發展趨勢進行研究是非常有必要的。
1火電廠脫硝技術的應用現狀
國內火電廠常用的脫硝方法有SCR(選擇性催化還原法)、SNCR(非選擇性催化還原法)以及兩種方法相聯合,SCR技術在脫硝方麵具有二次汙染小、淨化效率高、技術成熟等特點,脫硝率能夠達到80-90%左右,而SNCR技術,在脫硝方麵不需要使用催化劑,運行成本低,但卻會造成二次汙染,並且脫硝率也不是很高,一般隻能達到30-50%左右。SCR的技術原理如下:
在火力發電機組的省煤器與預熱器兩個設備之間,對SCR反應器進行布設,當機組運行後,煙氣會以垂直的方式直接進入到反應器當中,經催化劑作用後,會將有害的NOx還原為無害的水和氮氣。
在這個反應過程中,需要使溫度保持在300-400℃之間;SNCR的技術原理是當鍋爐內的煙氣溫度達到900-1000℃左右時,向其中噴入還原劑,如尿素、氨等,以此來將有害的NOx還原為無害的水和氮氣。SCR與SNCR聯合是將兩者的技術優勢合並到一起,彌補各自的不足,從而提高脫硝率。由於兩種技術聯合後,工藝係統會變得較為複雜。故此,該方法通常被用於對脫硝率要求比較高的場合。
火電廠的煙氣脫硝技術實質上就是一個對NOx進行消除的過程,由此能夠防止火電廠生產對環境造成的汙染和破壞。
目前,國外很多發達國家的火電廠在生產中都對脫硝技術進行了應用,如美國的一些大型火電廠通過該技術對NOx進行控製,並取得顯著的效果;又如德國,采用一級脫氮技術,其在處理中,采用的是低碳氧化物燃燒器,對有毒有害氣體的排放進行控製。
在我國,由於受到一些因素的製約,使得脫銷技術成為火電廠生產過程中的難點問題,如操作難度大、運行成本高等等,由此導致我國的火電廠在脫硝技術方麵,要遠遠落後於西方的發達國家。在最近幾年裏,隨著我國各方麵技術的發展和完善,使得脫硝技術獲得長足進步,從而滿足了火電廠的生產需要。
2脫硫脫硝技術的應用
2.1脫硫技術的應用
不管是哪一項脫硫措施,均會出現一些不足之處,例如:火電廠吸收塔的煙氣溫度過高、霧化形式不完善、噴嘴較少等。而煙氣的溫度與脫硫效率間存在反比關係,即溫度越高,脫硫效率越差。
因此,火電廠在進行脫硫工作期間,如何控製並減低吸收塔的煙氣溫度就成為十分重要的事情。可以從除塵器及霧化設備上入手,進而降低溫度。另外需要注意的是,在進行脫硫操作時,應確保除塵效果良好,唯有如此,才能夠高效降低煙氣溫度。
目前,火電廠脫硫工作還可以通過增加噴嘴數量的方式進行控製,增多噴嘴數量,減小霧化麵積等都能夠良好地控製煙氣溫度,減少死角,從而提高脫硫效率。在對新建機組和現有機組的煙氣脫硫建設項目的脫硫工藝選擇中,考慮到今後一段時間二氧化硫排放標準可能發生的修訂,從而有更為嚴格的排放和濃度控製要求,亞遊遊戲必須對今後5~10年的排放標準可能的變化做出預測,並在煙氣脫硫係統的工藝中做出相應考慮,使得所采用的脫硫工藝不但能滿足當前排放標準的要求,同時還應增加有限的投資來提高脫硫效率,以滿足今後新的排放標準可能變化的能力。
2.2脫硝技術的應用
(1)國外對脫硝技術的應用。現在很多發達國家對於脫硝技術都有著較為廣泛的應用。美國將這項技術更是作為現代火電廠中對氮氧化物進行控製的一項重要技術。而德國在20世紀時就開始了對一級脫氮技術的應用。通過開發和研製相應的技術,將氮氧化物中的有毒氣體等進行了有效減少和降低。在二級脫氮技術中的煙氣脫氮裝置運用上,通過對低碳氧化物燃燒器的應用控製有毒氣體的排放。
(2)國內脫硝技術。由於一直以來脫硝技術都存在成本高、難度大等問題,因此我國目前脫硝技術較國外存在很大差距。隨著近幾年經濟的不斷發展,人們對環境的關注度不斷提高,脫硝技術也得到了發展。所以我國這項技術還有著很大的發展空間。目前火電廠脫硝技術常用的方式有:半幹法脫硝與濕法脫硝兩種。
3脫硫脫硝一體化的發展趨勢
二氧化硫和氮氧化物的排放量是通過鍋爐燃燒燃料的過程中同時對其進行控製的,如果兩套設備進行同時安裝,不僅會使占地麵積增加,同時還大大增加了火電廠的投資成本,對其經濟效益造成一定的影響。
但是對脫硫脫硝一體化技術進行使用不但可以使空間的利用率大大增加,同時還可以將投資方的投資成本進行降低,將脫硫脫硝的工作效率大大提高,從而使其經濟收益也大大增加。其中聯合脫硫脫硝技術方法和同時脫硫脫硝技術方法是主要的脫硫脫硫一體化技術的內容。
3.1聯合脫硫脫硝工藝方法和利用
充分融合脫硫和脫硝兩種工藝的技術手段就是聯合脫硫脫硝的工藝方式。根據相關數據可知,60多種是聯合脫硫脫硝技術方法的數量:
①SNOX技術方法。
商業化設備是這項技術主要應用的設備,設備在工作期間不會被化學反應原理所影響,因此所有型號的鍋爐都可以使用這項技術。由於較高的脫硫率和脫硝率是SNOX技術所具備的,因此氨氣是其主要的化學試劑,在整個工藝過程中具有較低的維修護理費,可信性非常高,但是其具有較高的成本和耗能,濃硫酸的運輸也存在一定難度,因此隻有較高排放標準的條件適合這項技術;
②煙氣脫硫脫硝一體化的工藝。
利用氨氣和相應的化學反應將氮氧化合物轉化成氮氣和水,煙氣轉化成石膏的過程主要是利用脫硫和石灰的化學反應完成的,可以二次使用分離處理提取的粉煤灰,這種方法具有較高的效率,在很大程度上對二次汙染的問題進行了很好的解決;
③活性炭脫硫脫硝的一體化工藝。
活性炭脫硫脫硝一體化工藝與吸附塔的活性炭液化床吸附具有相似的原理,而且由於可以循環利用活性炭,因此其具有很高的工作效率和廣闊的發展前景。
3.2同時脫硫脫硝工藝方法和利用
在一個實際的過程中將兩步的反應共同完成這就是同時脫硫脫硝的工藝方法,其大大提高了工作效率,幹法和濕法同時脫硫脫硝工藝是其主要的兩種方式。
⑴幹法同時脫硫脫硝工藝:
①電子束照射法。噴霧幹燥是當前我國廣泛推廣的方法之一,這種方法不但可以同時使脫硫脫硝工作完成,而且可以為高效率的工作提供保障,使汙染環境的化學產物不會產生,同時可以使二次利用的化肥產品得以形成,還具有非常簡單的操作;
②活性炭脫硫脫氮法,主要由日本研發出這種方法,其主要是回收利用硫元素以及進行吸收。這種方法在相同的工作環境中,其轉化率會非常高;
③脈衝電暈法,這種方法也屬於離子法,其對活化電子的釋放主要是通過高壓脈衝電源進行的,從而對煙氣氣體分子的相關化學反應進行阻止,其與電子束照射法基本上具有相同的脫硫脫硝的效率,因此當前最需要解決的就是兩者的耗能問題。
⑵濕法同時脫硫脫硝工藝:
①氯酸氧化的方法。吸附塔和堿性吸附塔兩方麵是這種方法主要包括的內容。如果脫氮工作的轉化率高於95%,其在工作過程中還可以吸附氣體中的有毒元素,當前還在不斷研究和優化這種技術方法;
②濕法配合吸收方法。通過對濕法洗滌體係的聯合脫硫方法進行使用,可以對超過60%的氮氧化合物和超過90%的二氧化硫進行清除。當前也在不斷的研究和優化這種方法,相關研究的瓶頸問題就是相關化合物的損失和再生。
 
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