浅谈锅炉烟气脱硫技术论文_闫旭,王少辉

浅谈锅炉烟气脱硫技术论文_闫旭,王少辉

(新疆美克化工股份有限公司 841000)

摘要:本篇文章主要介绍了四种常见的脱硫技术,分别为石灰法、氨法、活性焦干法脱硫、循环硫化床锅炉脱硫,其中比较详细地介绍了循环流化床锅炉脱硫技术,期望能够提高锅炉烟气脱硫效率。

0 前言

不得不承认,我国的经济发展是以牺牲环境为代价,因此在经济增长的同时,环境也遭到破坏。不过,政府相关部门已经认识到了这一点,所以加大了环保力度,严格限制了废水、废气的排放。锅炉烟气中蕴含大量的二氧化硫,氧化氮、灰尘等污染物,会对环境造成严重的污染,所以需要对其加以控制。在这些污染物中,燃烧或者是利用烟气除尘器可以有效地消除灰尘以及氧化氮,至于二氧化硫的消除,只能够依靠脱硫技术。正是因为如此,所以十分有必要探究锅炉烟气的脱硫技术。

现阶段,我国电力企业基本上都会对烟气进行脱硫处理,而其使用的方法不外乎是石灰法、氨法以及循环流化床脱硫等等。

1 石灰法

石灰法,顾名思义,就是运用石灰达到脱硫的目的。石灰能够和烟气中蕴含的硫产生化学反应,从而生成硫酸钙,进一步来说又能够分成干式、半干式、湿式这三种方法。现阶段,发电厂使用的锅炉基本上都是大型机组,主要包含煤粉炉,所以往往选择利用湿式石灰来达到脱硫的目的,基本上八成左右的硫都可以通过这种方式消除。和干式、半干式相比,湿式脱硫效率更高,然而其成本也比较高。经过湿式脱硫之后,会生成石膏,而石膏质量和石灰石的纯度成正比,如果石膏质量比较好,那么可以把其当作建筑原材料,或者是进一步加工制作石膏板。若是发电厂使用的机组规模比较小,那么其可以选择半干式来脱硫,不需要投入太多的资金,而且用水量也比较少,效率的话只是略微弱于湿式石灰脱硫法。

2 氨法

氨法脱硫主要包括两种方法,分别为湿式洗涤法以及电子束法。湿式洗涤法主要是利用氨水对烟气进行洗涤,从而有效地脱硫。利用氨水来洗涤烟气,经过两次洗涤之后,其中包含的二氧化硫的浓度可以降低到大概200ppm,而且还能够得到浓度在40%左右的硫酸氨。对于这些硫酸铵,也可以进一步处理,像是经过真空压缩以及造粒,可以生成硫酸氨,是一种常见的化肥。电子束法是一种新型的烟气脱硫技术,经过电子束照射之后,烟气会产生自由基,进而使得烟气中包含的二氧化硫、氧化氮氧化,氧化之后能够与自由基或者是水发生反应,最终生成硫酸以及硝酸。对于生产的硝酸或者是硫酸,可以在其中注入事前准备好的氨进行中和,那么就能够得到硫铵以及硝铵,同样是一种典型的化肥。

3 活性焦干法脱硫

活性焦干法脱硫从现阶段来看还是一种比较新型的脱硫技术,起源于德国以及日本。活性焦干法脱硫主要是利用活性焦的催化作用,烟气里面包含的二氧化硫、氧气以及水能够发生反应,最终生产硫酸。生产的硫酸可以吸附在活性焦的表面,待到活性焦达到饱和之后,可以把其放到再生床中进行加热,那么其中所包含的硫酸可以发生分解反应,生成浓度在20%到50%之间的二氧化硫。至于二氧化硫,则可以对其进行加工,可以生成硫酸氨化肥。使用活性焦干法脱硫,脱硫的效率非常高,最终能够达到95%,是我国正在努力研究的一种技术。

4 循环硫化床锅炉脱硫

现阶段,循环流化床锅炉脱硫技术主要用于电力企业中的中型或者是小型容量发电锅炉。循环流化床锅炉脱硫使用范围较广,很多电力企业都使用这种方法。

4.1 循环流化床锅炉脱硫的特点

第一,燃料使用范围比较广,基本上无论是有质燃料还是劣质燃料都能够使用。

第二,燃烧效率高,若是选择无烟煤作为燃料,那么燃烧效率能够达到97%。从理论上来说,燃烧效率都可以维持在95%以上。

第三,脱硫效率高。循环硫化床锅炉脱硫效率可以维持在85%到90%之间。

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第四,由于该技术会经过两段比较低的温度燃烧,所以排放的氧化氮含量较低,基本上小于100ppm到200ppm。

第五,负荷调节范围加大,其范围从25%到100%不等。

第六,飞灰、炉渣中的含碳量比较低,往往不会超过4%到5%,所以能够有效地利用飞灰、炉渣。

4.2 循环硫化床锅炉脱硫技术原理

简单地来说,循环流化床锅炉脱硫技术的原理是燃料在炉膛中不断进行循环、沸腾以及流化燃烧。当空气以较高的速度流经炉膛底部的过程中,会逐渐把床料流化,然后凭借比较低的速度流经燃料室,在这里充分燃烧并排出烟气。排出的烟气里面会带有一定数量的固体颗粒,这些颗粒在经过旋风分离器的时候会分离出来并被送回炉膛进行二次燃烧,进而提高了其燃烧效率。床料颗粒会经过一次次地循环燃烧,而且会和新加入的燃料、石灰石混合起来燃烧,燃烧时间较长,燃烧也非常充分。

在炉膛中加入石灰石,其可以消除燃烧生成的二氧化硫。具体来说,硫会和氧气发生反应,生成二氧化硫,而石灰石经过高温燃烧之后会生成氧化钙以及二氧化碳,此时氧化钙就可以和二氧化硫、氧气发生反应,最终生成硫酸钙。

尽管循环流化床锅炉初始投资成本比较高,而且在后续运行环节也需要投入较高的费用,然而和煤粉炉配置脱硫系统来比,价格以及运行费用尚比较低。

4.3 循环流化床锅炉房设计注意事项

首先,选择锅炉型号。想要提高脱硫效果,需要尽可能地选择质量较高的锅炉。锅炉在生成之后质量已经确定,所以设计人员需要做的就是合理选择相应的型号。第一,尽可能选择燃烧效率在90%以上的锅炉;第二,锅炉负荷调节性能要比较优良,控制起来简便;第三,锅炉所具有的防磨措施可靠;第四,分离器能够可靠运行,尽可能防止分离器内存在结焦现象;第五,冷渣器比较安全可靠、操作起来也十分简单。

其次,输煤系统。循环流化床锅炉使用的是颗粒状的原煤,正常情况下原煤的直径低于8毫米。和煤粉炉不同,循环流化床锅炉中并不存在磨煤设施,但是却包含破碎设施,会对原煤进行一级粗碎以及一级细碎,使得原煤的直径减小。

再次,石灰石系统。在循环流化床锅炉中,石灰石是一种重要的介质,脱硫离不开石灰石。对于石灰石来说,其直径应当低于118毫米,而得到这样符合条件的石灰石,电力企业可以选择自己制造,也可以直接在市场上购买成品。由于自己生产石灰石粉会对环境产生污染,所以尽可能选购成品。

最后,灰渣系统。循环流化床锅炉产生的灰渣含量一般来说和原煤内包含的灰分、锅炉型号、循环倍率存在密切联系,而灰渣中包含大量的钙物质,当其遇到水之后活性会下降,无法进一步加工生产进行运用,所以在运输飞灰时最好是选择气力运输,生成的底渣则是选择气力或者是机械进行运输。

5 结束语

综上所述,国家意识到不能够以牺牲环境来发展经济,所以加大了环境保护的力度,对于不符合标准的气体不能够排放。电力企业在使用锅炉的过程中,经过燃烧会产生的大量的污染气体,例如二氧化硫、氧化氮等等,若是直接排放到空气中,无疑会污染环境,也不符合国家规定。想要消除二氧化硫,可以运用脱硫技术。本篇文章介绍了几种使用频率较高的脱硫技术,其中循环流化床锅炉在我国电力企业中运用频率最高,能够较好地达到脱硫效果。除此之外,我国电力企业还应当不断引进新的技术,从而提高脱硫效果。

参考文献:

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[3]王鹏.浅谈环境保护与锅炉烟气脱硫除尘技术[J].环境与可持续发展,2015,40(06):204-205.

[4]侯杰男.燃煤锅炉烟气脱硫除尘技术浅析[J].科技视界,2015(07):200.

论文作者:闫旭,王少辉

论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/13

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