低碳经济下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展_张宁宁.pdf

65低碳经济下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺发展文_张宁宁 山东瀚江环保科技有限公司摘要：本文针对目前低碳经济的形势，对燃煤电厂的脱硫脱硝除尘技术的发展过程进行详细的论述，为今后的脱硫脱硝除尘技术的优化提供了有力的依据，并对今后有关的研究工作进行一定的理论指导。关键词：低碳经济；燃煤电厂；脱硫脱硝除尘；研究Development of Desulfurization and Denitration and Dust Removal Technology in Coal-fired Power Plants in Low Carbon EconomyZHANG Ning-ning Abstract This paper discusses the development process of desulfurization,denitration and dust removal technology in coal-fired power plants in detail,which provides a strong basis for the optimization of desulfurization,denitration and dust removal technology in the future,and provides some theoretical guidance for future research work.Key words low carbon economy;coal-fired power plants;dsulfurization;enitration and dust removal;rsearch1 燃煤电厂的主要污染问题1.1 粉尘污染燃煤电厂排放的大量烟雾对人体的健康构成了极大的威胁。比如，粉尘中含有很多的焦油，如果人吸入了就会导致哮喘，甚至是肺癌。1.2 二氧化硫的影响煤炭中含硫，在燃烧时不可避免地会产生二氧化硫，从而引发酸雨等问题，对生态环境造成了极大的损害。1.3 氮氧化物影响氮氧化物是燃煤电厂的重要产品，在太阳和紫外线的作用下，会与空气中的烃类化合物发生反应，从而产生有毒气体。人体在吸入毒气后，会产生肺部水肿等损伤，对人体及动物的身体造成危害。2 燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的重要性煤炭发电厂是一种高碳量、高耗能的能源单位，其能源消耗十分巨大。采用脱硫、脱硝、除尘等技术，可有效地减少火力发电企业的能源消耗，达到清洁、高效的生产目的。在工业生产过程中，火力发电厂大量的烟尘、NO、SO2等污染物的排放，这些污染物除了会引起大气污染外，还会引起光化学烟雾、酸雨等严重危害生态和人体健康的问题。3 常用脱硫技术3.1 湿法脱硫以石灰石-石膏为吸附剂，加入燃煤电厂的硫化产物，是一种新型的脱硫工艺。在使用时，水和二氧化碳发生反应形成碳酸氢钙。在燃煤电厂的氧化剂吸收区域，将其与周围的氢酸混合，与所产生的氯离子发生反应，形成氯化钙，其它钙离子与水、二氧化硫发生反应，形成硫酸钙。3.2 干法脱硫工艺干法烟气脱硫技术是通过改变烟气中的微粒浓度来改进湿法烟气的脱硫过程。在此基础上，采用活性碳对硫酸钙进行吸附，实现烟气的脱硫。采用这种工艺，可以最大限度地利用炉子的热量，降低能耗，不排放废水，从而避免工艺上的酸性污染。但目前这一技术的投资还很大，与其它方法相比还有很大的差距，需要进一步优化。3.3 海水脱硫沿海燃煤电厂可采用海水作为脱硫工艺。海水中含碳酸盐等多种盐类，具有很强的碱性和很好的脱硫能力。通过对脱硫的处理，可以将其排入海洋，符合低碳经济发展的需要。采用这种方法对烟气进行降温，将烟气引入到海水中，再通过海水来吸收。该装置采用烟气曝气池、降温塔、吸收塔等，在整个脱硫过程中不添加任何化学试剂，操作简便，成本低廉。3.4 选煤技术煤炭生产工艺的核心内容是对煤炭进行分选、脱除、降低含硫量，从而彻底解决了煤炭中的硫化物污染问题。煤的燃烧效率和可靠性得到明显改善，使燃煤电厂的运行效率得到提高，同时也大大降低 CO2的排放量，从而实现节能和减排。4 低碳经济环境下燃煤电厂脱硫脱硝除尘工艺的发展4.1 单纯脱硫技术烟气脱硫技术可分为湿法烟气脱硫和干法烟气脱硫两大类。湿法脱硫工艺是在燃煤电厂用硫磺制品中加入石灰石粉（CaCO3）作为吸附剂进行脱硫。同时，将适量的水加到干燥的石灰石中，可以将石灰石的形态转变成泥浆。干法脱硫工艺是一种经过优化和调整的湿法脱硫技术，其本质是通过对烟气中细颗粒物浓度的变化进行科学的优化。尽管其投资较大，脱硫效果较差，但能耗较低，符合环保的要求。技术664.2 单纯脱硝技术单纯脱硝技术是电厂首次处理 NO和污染物的工艺。常规的烟气脱硫方法主要有燃烧法和催化还原法两种。燃烧法的燃烧方式、燃烧过程温度、O2浓度对燃煤电厂 NO 的产生有一定的影响。所以，电厂在确定 OH 浓度时，应科学地调节其燃烧温度，并以此为依据，科学地采用二级燃烧工艺，以达到控制和降低 NO 排放的目的。催化还原法(SNCR)的基本原理是将适当的 NH3、CO（NH2）加入到电厂中，以保证 NH 的安全，并在氧条件下进行 NO 的还原，生成 H、O、N。另外，CO(NH)2在氧作用下与 NO 发生反应，生成 CO2、水、N2。该工艺具有高效、节能、低成本、脱氮效果良好的特点。4.3 单纯除尘技术单纯除尘技术包括静电除尘技术、粒除尘技术和陶瓷过滤技术。静电除尘技术除尘标准要求在 6Lm 以上，尽管这种方法总体上投资高，但收尘效果明显，因此使用频率也比较高。颗粒除尘技术在燃煤电厂的应用过程中，可以将有效的捕捉距离扩展到 10Lm。因此，这种方法的有效捕捉距离比静电收尘大，而且实际的收尘效果要好得多。但是，在燃煤电厂的高温生产环境下，很容易造成颗粒过滤装置的局部阻塞，对除尘效果产生一定影响。目前，陶瓷过滤主要采用纤维带状、蜂窝状陶瓷作为过滤设备，因此对燃煤电厂的烟气排放有较好的控制作用。主要是由于陶瓷本身具有良好的抗高温特性，即使在燃煤电厂的高温环境下也能达到预期的长期除尘效果，而且由于其后期维修费用比其它工艺要低，因此陶瓷过滤技术得到广泛的推广和使用。4.4 脱硫脱硝技术由于单纯脱硝工艺在实际应用中存在一定的局限性，因此在燃煤电厂中使用的脱硫脱硝技术更为频繁。在当前的燃煤电厂脱硫脱硝技术中，使用频率最高的是干法。干式脱硫脱硝工艺的基本工作原理是:以 1，3，5-均三嗪醇为主要原料，通过气力传输设备，保证在燃煤电厂的高温烟气通道附近获得均匀的进料，实现上述原料的汽化反应，从而产生 HNCO。由于燃煤电厂烟道附近的气流扰动，HNCO 能逐渐扩散到炉壁的四面八方，在 600 900的条件下，HNCO可以生成大量的活性单体，与 SO2、NO 发生化学反应，从而实现脱硝。采用干式脱硫脱硝工艺，充分考虑烟气中 NO、SO2、烟气量等因素，合理地确定了1，3，5-均三嗪醇的配比，然后将其置于气力设备中。在气力设备的作用下，将原料送到烟囱中，通过气化和脱硝的方式减少燃煤电厂的硫磺含量。其次，干式脱硫脱硝工艺也是一种高效、简便的技术。通过采用脱硫技术，可以将脱硫产物与锅炉中的物质进行充分的混合，再通过烟气输送到除尘袋中，而烟气中的 CO2和 N 都是无害的，不需要专门的处理。另外，从生产效率上看，干法脱硝技术可以将烟气中的 NO 与 SO2同时排出，因此，它的生产效率比其它脱硫脱硝技术都要高。4.5 脱硫脱硝除尘技术随着低碳经济的发展，对燃煤电厂的排放要求也越来越高，特别是硫磺、硝酸、烟气等污染物的排放。脱硫脱硝除尘是现代企业绿色发展的一项重要技术，与其它技术有很大的不同。因熔炉的温度较高，海水会气化，吸收大量混浊的液体，然后进入大气中。如果气化云含有 NO、SO、颗粒物等，可与烟雾接触产生化学反应，实现净化、减排的目的。本工艺不但除尘效率高，而且投资少、效果好。如利用高性能除尘器，其具有操作简单、除尘效果好等优点，但其操作难度大，在实际使用中存在一定的局限性。其工作原理是利用高效的吸尘器产生离心力，使烟尘分离出来。此项技术适用于小型燃煤电厂，具有很好的运行效率，解决了小规模燃煤电厂产生的烟气污染问题。同时，对烟尘中的灰渣进行回收利用，达到节能减排的目的。高效过滤器采用金属网、颗粒、陶瓷等过滤技术对烟气进行过滤。金属滤芯是由金属纤维织造而成，但是耐热性能差，因此只能在低温下进行过滤。微粒滤清器的吸尘性能好，对10Lm 以上的微粒进行高效处理，因而在实际应用中有一定的局限性。陶瓷滤芯是一种性能优良、耐高温、在强酸、强碱环境下仍能正常工作的新型陶瓷滤芯，其滤芯的外形也可采用弹性陶瓷材质，其结构可分为交叉流式、蜂房式等，可供燃煤电厂选用，以达到理想的除尘效果。另外，静电除尘器可对 6Lm 以上的尘埃粒子进行探测，国内部分大型燃煤厂也已开始应用静电除尘器，并获得良好的治理效果。但是，由于其自身的技术缺陷，如热膨胀、材料的稳定性差等，使其在实际生产应用中出现的问题较多。现有的静电分离器有带电屏、高压距离静电分离器、蒸汽分离器等。5 结语低碳环保已经成为当前社会各个领域的发展趋势，特别是对于煤炭发电企业来说，低碳经济给它的发展带来严峻的挑战和压力。因此，燃煤电厂要注重生产体制的调整和优化，实施脱硫除尘技术的革新，并在充分考虑到企业生产系统的特点和现状的前提下，科学地运用脱硫脱硝除尘技术，从而减少对环境的污染和破坏，为燃煤电厂的可持续发展提供有利的基础。参考文献1 王双童.低碳经济形势下提升燃煤发电企业节能降耗对策 J.江苏电机工程,2011,30(2):66-69.作者简介张宁宁（1989-）,女,汉族,山东潍坊人,本科,研究方向为环保工程。