摘要:对于当前燃煤电厂发展而言,除了要实现自身可持续发展目标之外,还有一个更重要的任务,就是保护生态系统环境。近年来,随着我国工业的飞速发展,因各类燃料大量燃烧而产生的污染越来越严重,给人类的生产和生活造成了巨大的威胁。所以,采取切实可行的脱硫技术,降低烟气排放是当前燃煤电厂发展中非常重要的一项工作,需要引起领导部门的高度重视。
关键词:燃煤电厂;烟气脱硫;工艺
1导言
为了满足新形势下燃煤电厂的生产需求,电厂在火力发电机的选择上,优先选用了容量较大的设备,大幅度提高了电厂生产效率,但同时也带来了新的问题,SO2大量排放对环境造成的污染就是最主要的一个。针对这一问题,电厂必须做好相应的烟气脱硫工作,以此来实现对环境的持续保护。
2燃煤电厂烟气的危害分析
煤炭的大量消耗是燃煤电厂生产活动开展的基础,煤炭燃烧过程会产生大量烟气,烟气中所含有的CO2、CO、SO2等成分,不仅会破坏大气平衡,而且还会造成不同程度的环境污染,威胁着人类的身体健康。尽管当前大部分燃煤电厂在生产中都配置了相应的烟气脱硫设备,但由于技术不完善、设备更新速度慢,从而使得烟气脱硫效果并不理想,无法满足社会发展的根本需求。
此外,由于烟气在排放时会散发大量的热,为了避免高温给人带来伤害,大部分燃煤电厂采用高烟囱排烟。烟囱高度增加,必须会增加烟气的扩散范围和传输距离,加剧烟气危害。
3我国脱硫技术的发展现状
目前,国内外的煤炭脱硫技术主要可以分为三个大的类型,分别是:煤燃烧前的煤炭脱硫技术;燃烧中的脱硫技术以及燃烧后的脱硫技术。在燃烧前,我们可以在对煤炭的处理中进行含有硫的成分的部分进行脱硫的控制,比如我们可以选用含硫量比较低的燃料,在选煤和洗煤的过程中对煤炭进行气化。在燃烧的过程中对硫的处理则主要是在煤炭的燃烧炉中喷一定的钙,使得硫在燃烧的过程中可以产生硫酸钙或者是亚硫酸钙,这样在使用完成以后可以对炉渣和这些物质一起处理。还有就是燃烧后对排除的烟进行脱硫的处理,使得排放的烟可以达到排放的标砖。
3.1燃烧前的脱硫技术
在燃烧前进行脱硫处理主要就是针对煤炭进行物理的或者是化学和生物的方式进行处理。把煤炭中的硫部分进行清除使得煤炭净化。其中的煤炭的物理处理技术是现在世界上各个国家广泛应用的一个技术,主要是将煤炭中的有机质以及黄铁矿的特质和密度以及电磁性等等的物理特性进行处理,这个工艺在实际的运用中之所以能够比较广泛的被接受,主要是在实际的操作中工艺相对比较简单,并且其投资相对比较少,并且成本比较低。但是这个技术在实际的处理中并不能达到比较好的效果,对黄铁矿硫的处理效率也只有50%左右。
化学的脱硫的方法多数是针对煤炭中的有机硫,这主要是利用不同的物质之间的化学反应,将煤炭中的硫物质转化为不同形态的硫进行分离。广义上讲,液化以及气化或者是热解扥得更的转化工艺都可以达到分离的目的。这一类的分离方法相对的有比较高的脱硫的效率,并且能够将煤炭中的有机硫进行分离。但是在反应的时候是需要在高压以及高温的环境下进行的,所以在投机以及实际的做错的时候产生费用是比较高的,并且这些脱硫的技术还没有得到广泛的应用,在商业上不能产生比较高的机制。
3.2煤炭燃烧过程中的脱硫技术
在煤炭的燃烧过程中进行脱硫,就是将煤炭中加入固硫剂从而道道固硫的作用。在煤炭中加入的固硫剂一般有石灰石粉,白云石粉以及生石灰等等的物质,使得燃烧的过程中煤炭中的硫与固硫剂发生反应,从而将其固定在产生的废渣中,能够在燃烧进行以后,随着煤灰一起清理。这种固硫技术主要可以分为型固硫技术和流化床燃烧固硫技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆型固硫技术主要是在煤炭中加入固硫剂使之反应,形成一定的煤制品。其中的固硫剂可以在燃烧的过程中使得其中的硫化物产生一定的反应。这种技术可以找到工业锅炉总量的70%以上的上层燃料。但是这个技术不能够用于悬浮燃烧的锅炉。由于其中的温度比较高,脱硫率会相对比较低。相对来讲,流化床燃烧固硫技术就是把煤炭和吸收剂加入到燃烧室内,使得悬浮燃烧的过程中也可以达到固硫的目的。这个技术的煤炭燃烧率可以达到97%以上,并且固硫剂的使用效率也可以达到70%以上,并且还可以在这个过程中控制NO2的产生和排放。目前在很多的发达国际已经商业化运行。
4燃煤电厂烟气脱硫工艺探讨
4.1脱硫工艺
脱硫工艺是贯穿在整个生产中的一项重要技术,分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三个阶段。燃烧前主要以物理性脱硫为主,脱硫方法主要是针对煤炭中含有的矿物硫成分,利用其带磁特性,尽可能多的将煤炭中所含有的硫元素降低,以此来减少燃烧时烟气中的硫含量。燃烧中主要以化学性脱硫为主,即在煤炭燃烧过程中,在燃烧炉内加入碳酸类化合物,使其与煤炭燃烧中释放的含硫化合物发生反应,继而生成为固体硫酸盐,随炉内残渣排除。与燃烧前和燃烧中的脱硫工艺相比,燃烧后的脱硫工艺要相对复杂一些。
一般来说,燃烧后的脱硫工艺操作重点主要集中在防止SO2的排放上,常用的方法主要有三种,即干法、半干法和湿法。
所谓干法脱硫,主要是以多种类型的固态吸收剂为主,通过催化反应减少二氧化硫,进而达到环境保护的目的。虽然这种方法可以避免废液的处理,但这种方法在当前燃煤电厂中很少应用,其原因主要是因为耗时多、反应慢、效果不明显。半干法脱硫主要有两种方法,即吸着剂喷射法和喷雾干燥法。两种方法都是以碱性粉末为主要材料,在高温蒸发的水分环境下,通过反应生成固态干粉。这种方法虽然比不上湿法脱硫的效果好,但却具有操作简便、维护方便等优势,在当前燃煤电厂中具有一定范围的应用。
应用最广泛的要属湿法脱硫工艺,该方法主要以Ca(OH)2和NaOH作为二氧化硫的吸收皿,同时应用石膏来实现对二氧化硫的强力吸收。由于是气液反应,其脱硫反应速度快、效率高、脱硫添加剂利用率高,如用石灰做脱硫剂时,当Ca/S=1时,即可达到90%的脱硫率,适合大型燃煤电站的烟气脱硫。但是,湿法烟气脱硫存在废水处理问题,初投资大,运行费用也较高。
4.2脱硝工艺
脱硝工艺的完善对大气环境保护同样十分重要,也应该被燃煤电厂领导部门给予高度重视。就目前脱硝工艺的使用情况来看,有效的脱硝工艺可以大幅度降低NOX的生成。具体方法是通过锅炉内氧气密度的减少,缩短煤气在高温中的时间。
近年来,随着我国科学技术的飞速发展,脱硝工艺也得到了进一步优化与完善,以平板式催化剂为例,由于该方法采用不锈钢筛网板作为支撑担体,使用加压涂覆工艺,断面为平行褶皱板结构,所以,平板式催化剂在防止飞灰堵塞、磨损和抗中毒等方面具有很大的优势,在高尘燃煤烟气脱硝占据很大的市场份额。电子束技术也是一种新兴的脱硝工艺,这种方法主要是利用电子束光来对NOX进行照射,在光照作用下,NOX就会产生氧化,生成硝酸,然后与NH3反应,生产没有污染的硝酸盐。随着这种方法耗时短、脱硝效果好,但由于该方法对技术要求较高,所以在当前燃煤电厂的发展中并没有得到广泛应用,还有待进行进一步考察。
5结论
在燃煤电厂飞速发展的新形势下,做好烟气脱硫工作势在必行,其不仅是促进燃煤电厂可持续发展的重要依据,而且也是保护生态环境的重要手段。
参考文献
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[3]苗强.燃煤脱硫技术研究现状及发展趋势[J].洁净煤技术,2015,(2).
论文作者:关宏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/13
标签:烟气论文; 煤炭论文; 电厂论文; 燃煤论文; 技术论文; 工艺论文; 较高论文; 《电力设备》2018年第17期论文;