新时期火电厂脱硫技术与环保措施研究隽丽艳

新时期火电厂脱硫技术与环保措施研究隽丽艳

(南山集团有限公司山东省龙口市265713)

摘要:当前火电厂脱硫技术较为成熟,在脱硫工作中,发挥着重要的作用。由于技术成本和核心技术掌握程度等的影响,使得技术推广工作的效果不佳,存在着技术和装置使用不合理问题,造成了资源浪费,还需要加大技术开发力度,做好脱硫装置全生命周期的质量把关。

关键词:新时期;火电厂;脱硫技术;环保措施

1火电厂脱硫技术应用现状

1.1干法脱硫

利用此方法开展脱硫作业,不需要考虑设备腐蚀或者结垢等问题,在处理环节不会产生废水。从应用成本角度来说,干法烟气脱硫设备操作简单,投资成本与运用成本较低。基于处理效果角度来说,脱硫效率低下,处理产物的可利用性较低,附加值低。火电厂脱硫中,常用的干法脱硫,具体包括电子射线辐射法和填充电晕法等。

1.2半干法脱硫

从国内外应用实际情况来说,半干法脱硫的应用,成立案例较少。此方法的应用,虽然运行和投入成本较低,但是脱硫效果不好。较为常用的方法包括烟道喷射脱硫法、喷雾干燥法等。

1.3湿法脱硫

1.3.1石灰石-石膏法

利用此方法,开展脱硫作业,有着不错的效果。石灰石-石膏法烟气脱硫系统组成,如图1所示。将石灰石进行粉碎处理,并且和水相互混合,制作混合浆液,经过水力旋流器装置分离,按照存储要求,放置到浆液箱内做好贮存。利用浆液泵,将制备的浆液,给打入到吸收塔装置内。利用锅炉设备的烟气系统,进行换热升温处理,当达到露点以上,利用烟囱排放出来。对于吸收塔内的石膏,经过浓缩和脱水处理后,做好储存。应用效果:利用此脱硫处理方法,处理效率能够达到95%。石灰石-石膏法适用性较为广泛,对于煤种的要求较低,处理时使用的材料来源较为丰富,并且成本较低。

1.3.2氨法

利用氨法进行脱硫处理,主要流程为吸收-循环-氧化-浓缩干燥。将氨水溶液,放入到吸收塔装置中,来吸收烟气中含有的SO2,生成物为亚硫酸盐。循环环节主要是针对氨进行循环再利用,提高利用率。在氧化环节,利用压缩风机送入空气,将亚硫酸盐氧化成为硫酸铵。浓缩干燥环节主要是针对硫酸铵进行处理,获得处理产物,即硫酸铵产品。利用此方法进行处理,不会产生废水和固废等问题,产生物的附加值较高,具有较为广阔的应用前景。

1.3.3氧化镁法

我国镁资源较为丰富,为此方法的推广应用,提供了便利的条件。镁法处理系统组成如下:①脱硫剂制备系统;②烟气处理系统;③二氧化硫吸收系统;④脱硫副产物吸收系统;⑤废水处理系统。在实际应用中,将氧化镁粉和水进行混合,制备脱硫剂浆液,使用浆液泵,将浆液给打入到脱硫塔内。对于从锅炉位置处来的烟气,经过降温除尘和除杂处理后,进入到脱硫塔内。在脱硫塔装置中,利用喷嘴喷洒浆液,使其和烟气接触并且反应,产生亚硫酸镁,大约20%被氧化为硫酸镁,制备的浆液循环至硫酸镁,达到相应的浓度后,排入到产物处理系统。应用效果:脱硫效率能够达到99%;水资源消耗量较低;电能消耗较少;运行成本较低等。处理产物的附加值较高,可用于生产肥料。不过此方法使用的原材料成本较高,处理过程中,pH与亚硫酸根含量把控的难度较大。

2火电厂脱硫节能途径及环保措施

2.1节能途径

2.1.1变频器技术

通过对火电厂脱硫系统进行分析,笔者发现,耗电量占比最大的设备是增压风机,为了在高效脱硫的同时,降低能耗,必须对增压风机进行节能降耗。目前,大部分火电厂采用的脱离系统中,增压风机对出入口风量的控制一般都是通过节流调节的方式实现的。实践证明,这种方式的损耗较大,能耗较高。鉴于此,可对增压风机的调节方式进行改进,来实现脱硫系统的节能降耗,具体做法是在脱硫系统中应用变频器技术,对增压风机进行变频调节。变频调节能够通过改变增压风机的转速改变其特性曲线,这样便可以达到调节风量的目的。相关研究结果表明,当管道的特性保持不变,风机转速与其耗电量成正比,由此可见,对风机转速进行调节,可以降低其能耗。

2.1.2改进脱硫工艺

传统的脱硫工艺,虽然可以保证脱硫效率,但是设备较多、过程繁杂,使得能耗较高。为降低能耗,人们应当对脱硫工艺进行优化改进,可以采用石灰石-石膏进行脱硫。这是一种新型的脱硫工艺,归属于湿法脱硫的范畴,其主要包括以下几个系统:吸收氧化、石膏脱水、烟气排放等。该工艺的具体流程如下:除尘器会先对锅炉中的烟气进行除尘,经增压风机和换热器后,低温的烟气会进入吸收塔,并向上流动,此时塔内会有循环浆液向下流动,在逆流接触的条件下,烟气会被洗涤,使得二氧化硫被有效脱除。烟气在吸收塔出口处会被冷却成冷凝水,其温度为46℃~55℃,并被水蒸气饱和,再经过换热器之后,其温度会升到80℃,此时烟气的扩散能力会有所提高。改进后的脱硫工艺的节能效果体现为:高速的气流设计使炉内物质的传递能力显著增强,降低了系统生产所需的能耗;使压降与二氧化硫去除得到了很好的平衡,大幅度提升了系统的反应效率;吸收塔液体再分配装置的使用,防止了烟气爬壁的情况发生,工艺能耗得到进一步降低;脱硫过程得到的副产物可进行回收利用,不会对环境造成二次污染,在实现节能目标的基础上,还达到了环保要求。

2.2环保措施

2.2.1大气污染物控制

我国在已经出台的相关法规政策中,对火电厂的排放标准进行详细规定,明确了二氧化硫、氮氧化物、颗粒物质等污染物的排放标准。其中,为了控制二氧化硫的排放量,国家制定了严格的排放标准,规定了火电厂的机组容量上限。火电厂必须严格执行排放标准,从二氧化硫的日排放量控制入手,将其控制在允许值范围内。对于氮氧化物的排放量控制,火电厂要采用先进的脱硝技术,如催化还原法,以减少氮氧化物的产生,将其排放量控制在一定范围内。对于固体颗粒物的排放,火电厂要执行相关标准,通过提高脱硫设备中的烟气含湿量或提高空气中的烟尘效率等途径,降低固体颗粒物的排放量。

2.2.2废水污染控制

火电厂废水排放位置不同,其执行的废水排放标准也有所不同。根据相关规定,火电厂要根据厂址位置、废水排放位置对废水排放量进行分级分类控制,主要分为一级、二级执行标准。为此,火电厂要安装废水处理设备,对废水进行净化处理,减少废水中的有害物质含量,确保废水排放达标,从而减少废水对水环境带来的污染。

2.2.3噪音污染控制

火电厂在生产运行过程中会产生噪音污染,严重影响周边居民的生活。为此,火电厂要加大噪音污染控制力度,严格执行环境噪声污染政策规定,采取以下措施最大程度地减少噪音污染:一是在生产设备中安装消音装置;二是在厂房外设置噪音隔离墙;三是在厂区周边种植高大树木,设置噪音隔离带。

结论

在火电厂生产中,烟气脱硫是较为重要的工序之一,若是排放到大气中的烟气二氧化硫的脱除率不达标,则会对环境造成严重的污染和破坏。鉴于此,采取行之有效的脱硫技术显得尤为重要。同时,为降低脱硫过程的能耗,可引入变频器,并对湿法脱硫技术进行改进,这样可以在达到脱除率要求的前提下,降低火电厂的生产能耗。

参考文献

[1]马浩栋,虞钢.火电厂烟气脱硫脱硝一体化技术分析[J].科技创新与应用,2017(11):167.

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[5]朱学智.排放现状和烟气脱硫脱硝技术在火电厂大气污染的分析[J].绿色环保建材,2017(6):184~185.

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