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烟气脱硫技术及脱硫脱硝除尘与环保策略研究

2018-01-04周洁谢雨

中国绿色画报 2017年11期
关键词:烟气脱硫脱硫

周洁 谢雨

【摘要】:燃煤发电厂在进行发电的过程中会产生大量的烟气,而烟气本身会对生态环境造成较大的影响,尤其是在烟气中含有大量的硫化物的情况下,其对于空气的污染就会显得更为严重。在这样的情况下对发电厂的烟气采取必要的脱硫技术从而减少发电厂对环境的污染就显得格外重要。对发电厂烟气进行脱硫处理有着不同的技术,这些技术都有着自身一定的优势因此对发电厂烟气脱硫技术进行深入了解从而选择一种较为有效的发电厂烟气脱硫技术是非常必要的。

【关键词】:烟气脱硫;脱硫;脱硝除尘;环保策略研究

【引言】:我国的煤炭资源较为丰富,因此在上个世纪我国大量地兴建了发电厂,利用煤炭资源进行发电,燃煤发电的确在很大程度上降低了电力成本提高了产电效能但是与此同时也由于发电厂产生的大量烟气对我国的生态环境造成了较为明显的污染与破坏。近些年接连不断的雾霾也与燃煤发电不无关系。

1脱硫脱硝除尘一体化技术的意义

1.1脱硫脱硝除尘技术的发展状态

一些工厂在生产过程中经常会排放一些含有硫酸或硝酸的有毒气体,再加上城市中的各类毒气的产出,就会对城市的环境质量造成巨大危害,从而危害人类身体健康。对于这类气体的解决处理方式就是脱硫脱硝的处理技術,在很大程度上,该技术可以发挥巨大作用。但是,在长久的实践过程中,不难发现,由于针对范围面较广和流程繁杂等缺点,就会增加成本,并且难以管理,会给工厂造成很大不便。

1.2脱硫脱硝除尘一体化技术的思路

对于脱硫脱硝除尘一体化技术的来源,有四方面考虑:一是技术理念。从脱硫脱硝除尘一体化技术的理念上来讲,就是环保方面的重要性,在如今工厂排放的状态扩张状态下,之前传统上的除尘技术已经无法达到要求,因此就必须对技术进行优化,相关人员将脱硫与脱硝之间进行结合,就会组成新的除尘技术模式,这种一体化形式的装置改造和优化运行技术,就是脱硫脱硝除尘一体化技术的最佳展现。二是过程思路。对于工厂排放毒气之后,一般在开始都会被旋风器清理,然后大方面回收,最终完成脱硫脱硝的除尘工作。三是材料方面的核算。在脱硫脱硝除尘技术应用中,对于材料核算问题需要多加重视。

2烟气除尘脱硫一体化技术

烟气除尘脱硫一体化技术是一种结构紧凑且功能较为齐全的脱硫技术,这种脱硫技术是以碱性液体例如石灰或者是石灰石等液体作为吸收剂来进行脱硫作业。烟气除尘脱硫技术其脱硫效率是较高的但是浮动也相对较大其脱硫效率从50%到95%不等,而且还具有较为理想的除尘效果,其除尘率能够得到90%以上。烟气除尘脱硫一体化技术最大的优势在于其可以一体化地实现除尘以及脱硫两道工序,并且本身需要的投资较小且没有高昂的运行费用,设备体积也相对较小。不过其唯一的限制就是大部分只能应用于35吨以下的锅炉进行使用。

3电子束氨法烟气脱硫脱硝技术

这是一种利用辐照烟气来达到脱硫目的的脱硫方法。其具体原理是采用高能电子束对烟气进行辐照从而将烟气中的二氧化硫以及氮氧化物进行转化,转化为硫酸铵以及硝酸铵。这种脱硫方法能生成大量的硫酸铵和硝酸铵这两种物质一方面可以用作农业肥料另一方面也能够用作工业原料。

4湿法烟气脱硫脱硝协同控制工艺

湿法脱硫属于脱硫程度比较高的一种技术,因此在火电厂中应用也比较广泛。需要注意的是,NOx溶解度不高,脱硫与脱硝必须同时进行,这就需要在气/液段将NO转化为NO2,为了增加NO的溶解度,加速实现转化的目标,还需要加入添加剂加速转化。可以完成该转化的主要技术有:强氧化剂氧化工艺、金属鳌合剂络合吸收法、尿素法。

4.1强氧化剂氧化工艺

(1)tri-nox-noxsorb工艺即氯酸氧化工艺,共包括氧化吸收塔及碱式吸收塔先后的两个过程。第一个过程是利用氧化吸收塔,HClO3作为氧化剂可以氧化SO2、NO和一些有毒金属;第二个过程是利用碱式吸收塔,通过吸收剂NaOH和Na2S来中和酸性的气体,从而使烟气达标排放。这种技术的优点包括:a)?不需要比较高的反应温度,常温时就可以完成脱硫脱硝过程;b)(和常规的SNCR或SCR这两种工艺比较,氯酸氧化工艺没有严格控制入口处烟气的浓度,因此脱除NOx时渗入的范围更广泛;c)(氯酸氧化工艺添加NOx的氧化吸收液比较容易,因此适用范围也更广泛,其缺点是酸液储存或运输时,设备容易发生腐蚀;d)(该工艺可以处理的NOx、SO2及微量金属元素(包括有毒的)更多、去除率更高,例如及Cr、As、Cd、Pb等都可以去除。(2)过氧化氢氧化工艺是在烟道内利用H2O2作氧化剂,发生氧化反应让NO转变成NO2,碱液或湿法脱硫浆液可以吸收氧化后的NO2,但是工艺仍处在实验阶段,尚未研究完成。在该工艺中,H2O2会受到SO2的干扰,降低氧化效率、增加成本,因此该工艺的关键问题是增加氧化速率,减小H2O2/NO的摩尔比,降低投资及运行的成本。

4.2络合吸收技术

在水中,NOx的溶解度并不高,所以脱除难度比较大,络合吸收工艺就解决了这个难题。通过将Fe2+加入中性或碱性的溶液里,反应生成Fe(NTA)、Fe(EDTA)等氨基羟酸亚铁鳌合物,这些鳌合物再与NO反应生成亚硝酰亚铁合物,同时O2、SO2也可以和NO发生反应生成N-S化合物、N2、N2O硫酸盐及三价铁合物,最后在反应液中将其去除,生成的亚铁合物也可以再利用。

4.3尿素法

烟气从吸收塔塔底进入后和尿素喷淋液混合发生还原反应,NOx最终还原为N2,并有水和CO2生成,尿素还与SO2发生反应生成(NH4)2SO4,然后生成的气体利用除雾器除去,然后排出。液体混合物从塔底进入循环沉淀池进行物理分离,沉淀的固体经过灰渣泵在灰渣池里进行下一步工序,上面的液体则进行浓缩。此外,可以通过加入CaO漂白粉等添加剂的方法提高尿素法脱硫脱硝的效率,尿素法效果比较好,已经开展了大量的锅炉净化项目(包括250(t/h的示范项目),脱硫程度至少95%,而且尿素法具有操作方便,设备构造简单,投资、运营的成本低等优点,发展前景较好。

结束语

在空气污染严重,尤其是酸雨、NOx危害大的情况下,相关的防控政策也即将出台,所以火电厂使用煤炭进行生产时在脱硫的基础上必须增加脱硝的相关设备,目前常用的SNCR或SCR脱硝工艺有成本高的缺点,为了在防止空气污染的同时减少运行成本,必须抓紧研究结构简单,投资与运行成本少,操作方便,产生物可以再生化的脱硫脱硝协同控制技术。

【参考文献】:

[1]王月娟.烟气脱硫技术的现状分析与应用[D].东北石油大学,2016.

[2]马克,李倩.关于火电厂烟气脱硫新技术进展研究[J].环境与可持续发展,2015,40(02):94-96.

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