(大唐山西电力工程有限公司 山西太原 030041)
摘要:锅炉作为一种能量转换设备,是现代火力发电厂运行的核心设备之一。锅炉在运行过程中会产生大量的热能、电能和化学废料,这些废气废料排放到空气和环境当中,不仅对环境产生不利影响,而且不利于低碳节能和生态环境的保护。
关键词:锅炉;除尘脱硫;设备分析
虽然我国能源利用率不断地提高,风能、水能、太阳能等能 源使用越来越多,但主要能源还是煤炭。 随着环保部门加强对大气污染控制,传统的燃煤锅炉烟气脱硫和布袋除尘技术已不能满足相关要求,必须寻找更经济环保的技术和先进设备对现有脱硫除尘过程进行有效地分析,促进企业经济效益的提升。
1 锅炉烟气脱硫除尘现状
近年来国内电厂锅炉生产行业发展得非常迅速,对脱硫除尘技术也给予了高度地重视和应用。通过对比分析传统与现代脱硫除尘技术工艺,可以确定现代技术工艺的优势,比如,脱硫除尘操作更加方便,而且投入的人力成本相对较低,实现了自动化控制。电厂锅炉烟气脱硫除尘过程中,应当仔细观察酸碱值以及温度等指标。由于现代技术的应用大大节约了劳动力和生产成本,因此可以减少劳动力和降低费用。当前形势下,人们逐渐开始关注生态环保,国家也强调生态保护的重要性。实践中通过不完全统计,目前国内有的电厂锅炉企业在研发时便使用脱硫除尘技术。然而,目前国内的锅炉烟气脱硫除尘技术还处于研发的初级阶段,具体实践中可以借鉴外国先进技术和经验,然后再结合我国现状进行改革创新。
2 燃煤供热系统的组成
供热系统主要组成部分是通过水处理系统,对即将进入锅炉的水进行处理,处理完成的水进入锅炉,而煤炭进行处理后在锅炉燃烧,加热水冷壁的水,使水变为水蒸气在城市供热系统管道中循环,源源不断地为城市居民供热。在煤炭充分燃烧完成后,通过链条或多个风机把燃烧完成的煤炭排除锅炉,燃烧煤炭所产生的烟尘再通过管道输送到除尘系统中,把烟尘中大量的灰尘进行净化,最后所产生的烟气走进脱硫系统中再进行处理,使烟尘符合工厂排放烟尘标准。整个系统的流程每一个环节都是非常重要的。水处理系统把水进行工艺处理,引进外来水通过净水器进行简单的沉淀排污,把水中的大量杂质进行处理,对水加入絮凝剂 PAC 聚合氯化铝聚集水中杂质进行沉淀排污,再把净水器处理完成的水引入蓄水池,通过高压泵引入多介质过滤器、活性炭过滤器罐体中进行再处理,使多介质过滤器中石英砂与无烟煤对水中悬浮物进行处理,再通过活性炭过滤器中的活性炭和无烟煤对水的杂质进行处理。将处理完成的水打入蓄水罐,通过中间水泵引入除氧器对水中氧气进行处理,最后,进入反渗透保密过滤器中进行处理使得水中 pH 值得到控制从而最大限度净化水资源,使得处理完成的水进入阴阳离子混床中,对水中pH 值进行再控制,最后所得到的水,浊度为 0、硬度为 0、pH 值处于 6.5 ~ 7.5。进入锅炉的软水对其水管道没有腐蚀作用,在水循环中通过锅炉加药,对水中碱度、硬度、磷酸根、pH 值排污控制。
3锅炉设备
现今的热力系统中主要的锅炉设备以低压锅炉与中压锅炉为主,热水锅炉作为低压锅炉的主要使用锅炉,为供暖提供服务。而中压锅炉热水锅炉与蒸汽锅炉共同存在,其中蒸汽锅炉在供暖和供电系统中都有极大的作用。燃煤锅炉就是以燃烧煤炭为主的锅炉,分为卧式锅炉与立式锅炉。如今常见的城市供暖锅炉以蒸汽锅炉为主,其中煤粉蒸汽锅炉较为常见,整个组成部分是由燃料系统、水系统、锅炉系统、除尘脱硫系统组成。锅炉对燃料煤炭进行燃烧加热锅炉中水冷壁中的软水,使其产生水蒸气,水蒸气通过各个管道循环从而为城市供暖,在锅炉燃烧完成的煤炭排出锅炉,所产生的烟尘,通过风机引导进入除尘系统,去除烟体中的杂尘,使烟体得到净化。而燃料系统也大不相同,小型锅炉以直接进购煤粉为主,而大型锅炉拥有自己的煤炭研磨设备。在低压热水煤粉锅炉中,整个的煤粉燃烧流程为,煤仓煤粉通过叶轮给料机,进入燃料管道,罗茨风机鼓风调节把煤粉吹入炉膛,在炉膛中通过引风机、二次风机、三次风机来进行锅炉煤粉燃烧控制,燃烧完成的煤粉通过引风机引入除尘器进行处理,除尘器抖落的煤粉通过高压风机吹入粉仓,所产生的烟气通过管道进入脱硫装置,从而使过滤烟气用水净化烟尘最终排放出烟筒。
4除尘脱硫系统
除尘脱硫主要作用是净化烟尘杂质减少烟尘对大自然造成的危害,煤粉锅炉除尘器中布袋式除尘器效果最为显著,燃烧完成的煤粉通过除尘器入口进入除尘器从而附着于滤袋上,除尘器脉冲阀与喷吹管,通过高频率地抖动吹压使其滤袋上的煤粉掉落对其烟体经过滤袋的净化,从净气出口排出进入脱硫系统。除硫中含尘高温的烟体冲入碱性水从而形成水雾进行混合,与烟体中的一氧化碳和二氧化硫等对人体构成危害的气体和碱性水发生化学反应,生成碳酸与亚硫酸从而溶解于水中与烟体脱离,最终达到去除烟体中有害气体的效果,实现脱硫净化烟气的作用。
5 锅炉烟气脱硫除尘技术应用分析
5.1钠法脱硫法与氨法脱硫技术
该种技术应用过程中,主要是以氢氧化钠以及亚硝酸钠和碳酸钠水溶液为吸收剂,用于吸收锅炉烟道内排出的烟气,尤其是二氧化硫气体。对于钠法脱硫法而言,其应用效果非常的显著,不仅吸收速度非常快,而且也不容易堵塞管道以及相关设备。钠法用于二氧化硫处理以后,吸收液通过无害化处理,可以达到直接排放的标准。对于氨法脱硫技术而言,其主要是利用氨水为吸收剂,对锅炉烟气内的二氧化硫进行处理,统计数据显示,该种方法脱硫时二氧化硫的吸收率可达 90%。在利用氨法脱硫工艺时,会形成亚硫酸氨、硫酸铵等,多用于锅炉烟道气综合治理。
5.2干法脱硫除尘
采用干法脱硫除尘技术,主要是对锅炉排放烟气中二氧化硫进行处理,选用固体吸附剂。现阶段常用的干法脱硫工艺主要有活性炭法脱硫以及催化氧化法脱硫等技术方法。
5.3活性炭法
该种方法主要是利用活性炭的活性,将二氧化硫吸附在活性炭的表面,使其与氧气、水蒸气等反应,形成硫酸被吸附。活性炭脱硫法应用过程中,根据活性炭状态差异,可将其分成移动床、流动床以及固定床三种类型的活性炭脱硫方法。对于固定床活性炭法而言,用于每月失活、失活相对较慢的催化剂,或者温度控制限制反应器尺寸的固定场所。基于固定床活性炭法的应用进行脱硫除尘时,因气体可以直接经床层不需要反混,其转化率可达 99%。对于流化床活性炭法而言,其脱硫时主要适用于那些颗粒相对较小,而且不容易碎裂、失活较快的催化剂,在一些大设备中可以大规模应用。
5.4催化氧化法
对于催化氧化法而言,其主要以氧化铝为载体,采用氧化铀以及硫酸钾或者五氧化二钒等催化剂。该种方法应用时需在高温条件下完成脱硫工序,所以后期处理时投入的费用可能相对较大。然而,该技术工艺具有较强的稳定性,应用已经比较成熟,尤其在处理高浓度烟气时效果非常显著,比如,日本推出的一种催化氧化法锅炉烟气脱硫技术方法,可以将锅炉烟气内的二氧化硫明显减少,可达 90%。对于新的催化氧化
6结束语
综上所述,对燃煤锅炉烟气脱硫除尘的设备和技术进行合理的分析,不仅能够会降低环保压力,而且提高人们生活质量,帮助企业提升设备的使用寿命和效果,促进良好的社会效益和经济效益的提升。
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