燃煤电厂烟气脱硫脱硝一体化技术发展趋

发表时间:2019/3/12   来源:《电力设备》2018年第27期   作者:王永健
[导读] 摘要:对于脱硫脱硝的一体化这项工艺的使用,在当前早已是国际上对于烟气污染进行把控的研发重点。
        (湖南华电常德发电有限公司  湖南常德  415000)
        摘要:对于脱硫脱硝的一体化这项工艺的使用,在当前早已是国际上对于烟气污染进行把控的研发重点。现在大部分的脱硫脱硝一体化工艺都处于初级的研究时期,虽然也有极少数的示范工程项目在使用,可是因为运营成本太高限制了它在大范围的推广使用。
        关键词:燃煤电厂;烟气脱硫脱硝一体化技术;发展趋势
        1 火电厂脱硫脱硝技术应用的相关探讨
        实际上,在火电厂进行脱硫脱硝的过程中,会受到许多因素的影响,出现各种问题。举例来说,在吸收塔的运行过程中,就可能出现烟气本身温度过高、喷嘴较少等问题。当烟气温度过高时,就会影响脱硫工作效率。实际上,烟气温度越低,脱硫工作效率就会越高。鉴于此,火电厂在进行脱硫脱硝的过程中,必须对吸收塔中烟气温度进行严格控制,对烟气的雾化过程及进入吸收器等环节的温度进行控制,并确保除尘器处于稳定的工作状态,提高脱硫效果。此外,技术人员还应对喷嘴的数量及雾化方式等方面进行研究,一般喷嘴数量越多,越容易控制烟气的温度。
        2 火电厂脱销技术的应用现状
        国内火电厂常用的脱销方法有SCR(选择性催化还原法)、SNCR(非选择性催化还原法)以及两种方法相联合,SCR技术在脱销方面具有二次污染小、净化效率高、技术成熟等特点,脱销率能够达到80-90%左右,而SNCR技术,在脱销方面不需要使用催化剂,运行成本低,但却会造成二次污染,并且脱硝率也不是很高,一般只能达到30-50%左右。SCR的技术原理如下:在火力发电机组的省煤器与预热器两个设备之间,对SCR反应器进行布设,当机组运行后,烟气会以垂直的方式直接进入到反应器当中,经催化剂作用后,会将有害的NOx还原为无害的水和氮气。在这个反应过程中,需要使温度保持在300-400℃之间;SNCR的技术原理是当锅炉内的烟气温度达到900-1000℃左右时,向其中喷入还原剂,如尿素、氨等,以此来将有害的NOx还原为无害的水和氮气。SCR与SNCR联合是将两者的技术优势合并到一起,弥补各自的不足,从而提高脱硝率。由于两种技术联合后,工艺系统会变得较为复杂。故此,该方法通常被用于对脱销率要求比较高的场合。
        3 干法技术
        3.1 固体吸附/再生法
        (1)碳质物料
        依据吸附物料的差别细分成:活性炭以及活性焦进行吸附的方法,两者原理区别不大。活性炭进行吸附的方法其工艺环节有两点:吸附塔、再生塔。活性焦进行吸附的方法仅有吸附塔,分成上层进行脱硝下层进行脱硫,活性焦在其中上下转移,烟气在其中的流动方向为横向。优势:①脱硫率极高(低温状态下达80%);②后期排放烟气不用加热;③不存在二次污染;④吸附剂物料众多,不会导致中毒;⑤可将SO2除去;⑥能将HF、HCl、As、Hg等从废气中剔除;⑦可以进行除尘工作;⑧能够对副产品进行回收;⑨建设成本小,运行资金不高,占地区域不大。日本的Mochida提出使用活性炭的纤维进行脱硫脱硝这项技术的吸附物,通过研究改进,此工艺进行脱硫脱硝的效率是90%。
        (2)NO×SO
        美国使用此技术的单位于20世纪八十年代起展开对活性氧化铝进行吸附的方式实现脱硫脱硝这项工艺的探究。它的吸附剂将r-氧化铝当作载体,将载体使用碱或者是碱成分盐的溶液进行喷洒涂抹,再把泡好的吸附剂进行加热还有干燥工作,将多余水分去除制成。吸附剂在达到饱和之后能够再生,其流程是把吸附饱和的吸附剂送进温度约为600℃的加热器进行加热,让NOX释放出来,再把NOX不断送入锅炉内部的燃烧器中。NOX的浓度在燃烧器内部形成一个平稳的化学平衡,就可以让其只生成N2。往再生器内部添加用作还原的气体,会产生浓度加大的SO2及H2S的混合气体,克劳斯方式能够开展对硫磺的回收。
        (3)CuO
        此工艺使用的吸附剂是:CuO/Al2O3或CuO/SiO2,整个流程是:①在吸附器温度达到300至450℃时,吸附剂同SO2发生反应;因为CuO及其生成物对NH3还原NOX存在极大的催化作用,联系SCR方式展开脱硝;②再生器的吸附剂在吸收达到临界点后的生成物被送至再生器展开再生,其流程普遍使用H2或者CH4对前面的生成物展开还原工作,后生成SO2能经过Claus设备展开回收;还原获取的Cu或Cu2S被吸附剂处理器再处理为CuO,形成的CuO循环使用到该流程中。此工艺可以将SO2脱除大于90%,将NOX脱除在75%~80%。

劣势:在温度方面极大的要求,要加热设备,吸附剂制作费用大。
        3.2 气/固催化同
        (1)SNOx
        丹麦某企业研发的SNOx组合使用的工艺技术为:把SO2转变为SO3,后制成H2SO4回收,使用选取性促进消化还原的方式应用SCR剔除NOx。它能够剔除95%的SO2、90%的NOx及全部颗粒物。
        (2)DESONOx
        这项工艺是Degussa、Lentjes和Lurgi共同研发,它不止可以完成SNOx的工作,还可把CO和未进行燃烧的烃类型的物质化学反应成CO2及H2O。它达成了高效率的脱硫脱硝,不发生二次污染,工艺简单,成本及运营资金不多。
        (3)SNRB
        它是用极高温度进行烟气净化的工艺。可以同时剔除SO2、NOX及烟尘,位于同一个高温集尘室共同进行处理。它因为把三类物质的剔除集中在同一装置上,缩减成本、占地面积不大。劣势:因为烟气标准温度是300-500℃,要用特定的陶瓷纤维进行编织的过滤袋,加大了成本。
        3.3 吸收剂喷射
        (1)炉内的石灰(石)或尿素喷射
        它是俄罗斯的某所学院等企业共同研发。它把炉内的喷钙及SNCR联系到一起,完成共同剔除烟气内的SO2及NOX。喷射的浆液从尿素溶液及多种钙基吸收剂构成,固体的总含有量是30%,酸性值是5到9,同干性的Ca(OH)2吸收剂进行喷射的方式做比较,强化了对SO2的剔除,也许是因为吸收剂磨得精细度及活性更优。它因为烟气处理范围太少,对于工业使用的需求不能满足,因此要改良。
        (2)整个干的形式的SO2或NOx排放的把控
        它使用的是某单位小的NOXDRB-XCL居下放置形式的燃烧器,此类燃烧器经过缺氧环境下喷进一些煤及空气来把控NOx形成。多余的空气是将燃烧流程做完,还有更佳的剔除NOx。小NOx燃烧器预估能够降低50%的排量,且经过多余空气后能降低至少70%。不管是这项技术还算单一的技术,都能够使用在电厂或工业锅炉中。
        4 湿法
        4.1 氧化法
        这类工艺是使用湿式当中进行洗涤的体系,在一套装置当中将烟气内部的SO2以及NOX共同剔除掉。这种工艺使用了下述的两种技术:进行氧化吸收的塔还有进行碱式吸收的塔,在剔除烟雾当中的SO2以及NOX的同一时间将含有毒素的少有的金属元素剔除掉,比如像:As、Be、Cd、Cr、Pb、Hg以及Se这些污染物。可以谈就在酸性因素下,使用双氧水把SO2以及NOX经过化学反应当中的氧化还原反应站换成硝酸还有硫酸的这个工艺。
        4.2 络合吸收
        这项工艺普遍使用的催化剂是铁或者钴。在水溶液的内部添加进可以对NO进行络合的络合剂之后,让它们综合到一起形成络合物。同络合剂综合到一起的NO能沟通溶液内部存在的SO32-或者是SO3-出现化学反应,最终成为一个体系的N-S的化合物,还可以让络合剂再一次使用。这项工艺必须经过将吸收液当中存在的二硫酸盐以及硫酸盐还有N-S的化合物全部剔除,将三价铁的螯合物经过化学反应还原成为亚铁的螯合物的方式让吸收液重新进行循环使用。
        5 结束语
        主要探究了我国以及国际上对于使用燃煤进行发电的工厂在对烟气进行脱硫脱硝一体化的这项技术上面的探究进程,了解了多种工艺的基本理论知识以及其在实际使用当中会存在的隐患问题,对于脱硫脱硝一体化这项技术的实施具有的实际使用当中的指导意义。
        参考文献:
        [1]汪龙浩,李烨.烟气脱硫脱硝工艺的现状分析[J]. 当代化工研究,2017(11):94-95.
        [2]卫晋刚.烟气脱硫脱硝一体化系统设计[J]. 山西化工,2017,37(06):159-161.
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