探究垃圾焚烧发电厂脱硫脱硝及烟气除尘技术

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:范向锦
[导读] 摘要:伴随社会经济的持续、快速化发展,许多领域在能源需求上逐渐增大,尤其是在用电量上,呈现逐年增多的趋势。
        (深圳市能源环保有限公司  广东省深圳市  518000)
        摘要:伴随社会经济的持续、快速化发展,许多领域在能源需求上逐渐增大,尤其是在用电量上,呈现逐年增多的趋势。当前,随着人们生活水平的提高,生活、工业垃圾日渐增多,这给垃圾焚烧发电厂带来了沉重压力。在垃圾焚烧发电中,会产生大量的污染物,比如硫硝、灰尘及烟气等,因此,做好此些物质的处理工作,对于垃圾焚烧发电厂持续发展意义重大。本文结合当前实况,就垃圾焚烧发电厂脱硫脱硝及烟气除尘技术作一探讨。
        关键词:垃圾焚烧发电厂;脱硫脱硝;烟气除尘
        近年,随着经济的快速发展,环境污染问题越发严重,这引起了国家及社会的高度重视。火垃圾焚烧发电厂多通过燃烧垃圾来发电,而在燃烧垃圾的过程中,会产生大量的有害物质,比如二氧化硫、氮氧化物以及烟气灰尘等,这些物质不仅会污染环境,而且还会对人类身体健康甚至生命造成严重危害,因此,需采取切实措施,在垃圾焚烧发电厂生产环节中,将此些物质消除掉,为减轻环境污染提供助力。本文从多方面探讨了垃圾焚烧发电厂脱硫脱硝及烟气除尘技术,现对此进行深入剖析。
        1.脱硝技术的发展实况
        (1)SNCR烟气脱硝技术。此技术实际就是非选择性还原剂脱硝技术,在实际操作中,所需反应温度较高,当向炉膛喷入还原剂时,温度需达到850~1100℃,此时,还原剂能够快速被分解,产生大量的NH3,且与烟气当中的NOx之间发生SNCR反应,最终生成N2;另外,还需说明的是,此方法将炉膛当作反应器,有着较低的效率,通常仅20~50%。有研究指出,将尿素当作还原剂,可能会产生大量N2O,对大气层当中的臭氧造成破坏。(2)SCR烟气脱硝技术。对于此技术而言,即为将还原剂(比如尿素等)加入到烟气中,经反应后,会生成大量的水与N2。若加入由催化剂,那么此反应过程中的温度能够达到300~400℃,与空气预热器和锅炉之间的烟气温度相近。现阶段,此技术在脱硝效率方面,仅能达到60~90%。(3)SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。对于此技术来分析,其实为上述两种技术的有益融合,有着比较高的效率,通常效率为60~80%,且在联合脱硝工艺架构当中,SCR在具体的脱硝效率上,应≤30%,此技术有着比较复杂的运作过程,实际应用较少。
        2.脱硫技术分析
        (1)填料塔。在填料塔当中,通常会装填一定量的固体填料,浆液自填料层表面流出,而对于烟气而言,会经填料与浆液接触,并发生反应,以此实现脱硫。其有着比较简单的结构,但却有着较大的压损,且容易发生堵塞情况,当前应用不多。(2)液柱塔。液柱塔实际就是无填料塔,液柱垂直喷射(从下向上),因而形成液柱,而对于烟气来讲,会从塔底或者是塔顶输送到吸收塔,而在此过程中,气、液两相之间会发生比较强烈的扰动,充分传质,吸收SO2;其有着比较高的效率,而且不会发生堵塞情况,但也有不足的地方,即会出现较大的烟气阻力损失。(3)喷淋吸收塔。其乃是现阶段已得到广泛应用的塔型,烟气以从下往上的方式来运动,吸收机浆液从位于塔顶的喷嘴,以一定角度或垂直的向下喷射(呈喇叭状)。需要指出的是,吸收剂浆液与喷淋塔中的烟气之间在具体的接触面积上,与喷淋密度之间呈现正比关系。此塔有着比较简单的结构,压降小,另外还有着比较高的脱硫效率,但烟气不能均匀分布为其不足所在。(4)鼓泡塔。其借助喷射管,把烟气送到石灰石浆液面的下方,浆液将烟气充分洗浴后,鼓泡冒出,因而称之为鼓泡塔。此技术有着比较高的脱硫效率,而且还有着较好的适应性,除尘效果突出,而且还能实现烟气流量的均匀分配,但不足之处为较复杂的结构、阻力大。


        3.除尘技术分析
        针对袋式除尘器来讲,由于滤袋质量会对其造成较大影响,且难以实现长期稳定运行,因此,本文仅分析电除尘器。现阶段,多选用组合方式(湿式电除尘器联合干式电除尘器),此方式能够降低烟囱出口的粉尘浓度,使其<5mg/Nm3。
        对电除尘效率造成影响的因素较多,但从总体上来分析,可分为如下几类:其一,工况条件。如烟气性质、飞灰性质等。其二,电除尘器技术情况。比如结构特点、极配型式以及振打方式等;此外,还有其电气控制特性、电场划分情况等。其三,运行条件。比如振打周期、板电流密度以及运行电压等。
        静电除尘器主要有如下优点:(1)有着较高的效率。通常情况下,能够达99.9%,可以对细粒粉尘进行捕集(>0.01μm)。(2)能够同时处理大量烟气,且有较长寿命。不足就是设备构造比较复杂,对维护、调试、安装环节有着比较高的要求;此外,其对粉尘比电阻,也有严格要求,对粉尘还有特定的选择性,如果是细粉尘,那么有着并不高的除尘效率。(3)较小的阻力损失。通常<300Pa,在400℃的温度中也能够处理。
        现阶段,国内垃圾焚烧发电厂处于运行状态的机组,其设计排烟温度通常为125~135℃,而且机组现实运行排烟温度较设计值偏高(高20~50℃),与烟气的露点温度相比,也明显偏高。当有着较高的排烟温度时,会降低锅炉的运行效率,而且还会降低电除尘器的运作效率,此外,还会增加脱硫耗水量。而选用低温电除尘器技术是将此些问题有效解决掉的不错方法。原理为:烟气热量回收装置有两极(处于串联状态),第一级设于除尘器进口处,用于冷却烟气温度,使之从起初的123℃,降低至105℃;而将第二级设于吸收塔进口处,也用于冷却烟气温度,使之从之前的110℃,降低至95℃。另外,用主凝结水,与烟气经换热器而实现热交换,其基本流程为:从主凝结水中引出一路凝结水,通过加压处理后,通过一、二级烟气回收装置,然后达到低加入口处。借助排挤回热抽汽,实现汽机热耗的降低,最终达到降低烟气温度,减少进入除尘器的烟气量的目的。
        4.结语
        综上,当前,国家制定了许多法律条款来严格治理环境污染问题,尤其是在大气污染排放方面,更是苛刻;这给垃圾焚烧发电厂烟气处理工作带来了巨大压力,同时也带来了新的挑战。为了能够达到脱硫脱硝以及烟气除尘的目的,可以在实际操作中,采取烟气脱硝、脱硫、除尘的基本工艺路线,并根据垃圾焚烧发电厂的实际情况,来酌情进行调整与优化,使之更好的负荷生产运作需要。
        参考文献:
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        [3]李贵平.火垃圾焚烧发电厂锅炉物料平衡计算对脱硫脱硝除尘环保设施相关计量装置核对的方法[J].通讯世界,2018(04):178-179.
        作者简介:
        范向锦(1990-01),男,汉族,籍贯:河北省石家庄市,当前职务:环化工程师,当前职称:助理工程师,学历:大学本科,研究方向:电力工程与电气。
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