黃偉

(清水川能源股份有限公司 陜西榆林市府谷縣 719400)

摘要: 隨著環(huán)境質(zhì)量的不斷惡化，環(huán)保問題已經(jīng)是一項不容忽視的事情，因此，對燃煤電廠實行超低排放已經(jīng)是發(fā)展的必然趨勢，尤其是高硫高灰煤電廠。本文就主要介紹了目前主流超低排放的一些技術(shù)，其中有脫硝技術(shù)、除塵改造技術(shù)以及脫硫技術(shù)，文章還結(jié)合這些技術(shù)對具體的操作過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞: 超低排放;二氧化硫;氮氧化物;煙塵;高硫高灰煤

引言

近年來，霧霾在全國各地十分嚴(yán)重，火力發(fā)電、工業(yè)排放以及汽車尾氣和二次揚(yáng)塵等就是這些城市細(xì)顆粒物的重要來源。為了有效改善這一狀況，相關(guān)部門均發(fā)布了燃煤電廠超低排放的改造方案，目的在于希望利用超低排放使環(huán)境質(zhì)量能夠得到改善，氮氧化物、一氧化硫以及煙塵是超低排放所關(guān)聯(lián)到的三種主要污染物，其均來自煤的燃燒過程中，本文就對一些主流的超低排放技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

一、主流超低排放技術(shù)路線

(一)脫硝技術(shù)

煙氣中的氮氧化物主要有三種生成方式，分別是:燃料型氮氧化物、快速型氮氧化物和熱力型氮氧化物。如果按照控制的階段來進(jìn)行區(qū)分，可分為:燃燒之前、燃燒中以及燃燒之后。燃燒之前進(jìn)行脫硝雖然在技術(shù)上可以實現(xiàn)，但極大地降低了經(jīng)濟(jì)效益。從目前階段來看，燃燒中脫硝和煙氣脫硝是最為常用的技術(shù)。

1燃燒中脫硝

在使用燃燒中脫硝技術(shù)時，主要目的是進(jìn)行低氮燃燒改造，主流技術(shù)主要有以下幾種:低氮燃燒器、空氣分級燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)以及燃料分級燃燒技術(shù)。其中應(yīng)用范圍最廣的是空氣分級燃燒技術(shù)，這一技術(shù)的基本原理是分兩個階段將燃燒所用的空氣送入，在主要的燃燒區(qū)域，富燃料貧氧會抑制氮氧化物的生成，在燃燼的區(qū)域，貧燃料富氧會降低飛灰中未能燃燼的碳。從實際發(fā)揮的作用來看，通過將低氮燃燒器和空氣分級燃燒技術(shù)進(jìn)行結(jié)合可使得氮氧化物的排放量大為降低，但這種結(jié)合也會帶來一定的弊端，它會使得飛灰可燃物的含量增加，使其無法被再次利用，并且還會造成水冷壁被腐蝕的現(xiàn)象。

2燃燒后脫硝

燃燒后脫硝常用的兩種技術(shù)是選擇性催化還原和選擇性非催化還原，其中，選擇性催化還原技術(shù)因為脫除效率十分之高而成為了主流技術(shù)。這一技術(shù)的布置方式有三種，分別是低含塵煙氣段、高含塵煙氣段和尾部煙氣段，通常采用最多的是高含塵煙氣段，這主要是從經(jīng)濟(jì)性角度來考慮的，布置的時間一般在空預(yù)器之前。氨氣是脫硝過程中所采用的脫硝劑，其產(chǎn)生方式主要有三種，分別是液氨、氨水以及尿素，其中液氨的使用最為普遍，是因為其較為安全且運(yùn)行成本低。在脫硝的過程中，必須對氨的用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，因為其雖然對氮氧化物的轉(zhuǎn)化有利，但也容易跟煙氣中的三氧化硫進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成的硫酸銨會將空預(yù)器堵塞。進(jìn)行脫硝所使用的催化劑是釩鈦鎢型，催化劑的選擇要根據(jù)灰的主要成分來決定。

(二)除塵改造技術(shù)

低低溫靜電除塵、電袋復(fù)合除塵以及濕式電除塵是目前階段使用最多的三種除塵技術(shù)，它們能夠?qū)焿m進(jìn)行超凈排放。

1低溫靜電除塵

在低溫電除塵之前加裝換熱系統(tǒng)就是低低溫靜電除塵技術(shù)，以低溫省煤器來說，使煙氣的溫度能夠降到酸露點之下的八十五到就是攝氏度之間，煙氣中所含的三氧化硫就會進(jìn)行凝結(jié)，使煙塵的比電阻得到減弱，從而達(dá)到提升除塵效率的目的利用這一技術(shù)所產(chǎn)生的熱能有兩種利用方法:第一種是可用其來加熱汽輪機(jī)用水，所產(chǎn)生的節(jié)能效果是十分明顯的，第二種是可用其將尾部的煙氣加熱，使煙氣能夠更好的進(jìn)行擴(kuò)散。除此之外，在利用這一技術(shù)時，需要將灰硫比和二次揚(yáng)塵這兩個因素考慮進(jìn)去，如果灰硫比處于比較低的狀態(tài)，就要將設(shè)備的防腐能力進(jìn)行提高，而離線振打等抑塵措施是二次揚(yáng)塵的解決方法。

2電袋復(fù)合除塵

先進(jìn)行電除塵，再進(jìn)行布袋除塵是電袋復(fù)合除塵技術(shù)的使用流程，在使用這一技術(shù)操作的過程中，還需要將靜電和袋式除塵這兩種工藝的細(xì)節(jié)考慮進(jìn)去，主要有出入口的流場、顆粒直徑的大小以及煙塵的濃度。除此之外，這兩種工藝還會互相影響，具體來說就是電除塵的流場分布會受到布袋除塵結(jié)構(gòu)的影響，從而使除塵效率大為降低，同樣的，電除塵的結(jié)構(gòu)也會對布袋除塵造成影響，主要表現(xiàn)在布袋除塵的顆粒的直徑和濃度會發(fā)生變化進(jìn)而影響到布袋除塵的效率。

3濕式電除塵

濕式電除塵的除塵原理和干式電除塵是大致相同的，但其中也有一些區(qū)別，濕式電除塵技術(shù)能夠利用水膜清灰而不是干式的振打，并且電阻以及二次揚(yáng)塵也不會對其除塵效率造成影響。除此之外，利用這一技術(shù)可使煙氣中的濕度增大，使得一些酸性的氣體和有毒的重金屬能夠更好的被脫除。濕式電除塵會受到布置形式的影響而分為臥式濕式電除塵和立式濕式電除塵兩種，其各自都具備一些優(yōu)勢，臥立式的主要是在進(jìn)行布置的時候所占空間小，而臥式的則是成本投資低，并且在布置的時候不會受到任何的限制但從目前的具體使用情況來看，立式被較為普遍的采用，這主要是因為其用水量很小，并且排出的廢水可以直接進(jìn)入到脫硫塔中。

(三)脫硫改造技術(shù)

石灰石一石膏法技術(shù)是目前應(yīng)用最普遍的進(jìn)行超凈排放改造的設(shè)備，下面對其常用的幾種方案進(jìn)行介紹。

1.單塔雙循環(huán)

石灰石漿液與二氧化硫的反應(yīng)過程可分為兩個階段，第一個階段是兩者通過反應(yīng)生成硫酸氫鈣和硫酸鈣，第二個階段是兩個生成物與氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成硫酸鈣水化合物。兩個階段反應(yīng)的目的是不相同的，但從效率來說，第二個階段所需的PH值較低，單塔雙循環(huán)技術(shù)只需要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單的改造就可使效率大為提高，因而得到了普遍應(yīng)用。

2.雙塔串聯(lián)

雙塔串聯(lián)技術(shù)的工作原理和上面所描述的單塔雙循環(huán)技術(shù)是相同的，從實際的應(yīng)用中來看，這一方案使脫除效率大為提高，能夠使原吸收塔的許多問題得到改良，如排放標(biāo)準(zhǔn)低和預(yù)留場地大等等，并且在對原吸收塔進(jìn)行改造的時候不會影響到其正常的工作。但這一方案也不可避免的存在一些弊端，主要是在方案實施的初期，成本投入過大。

3.爐內(nèi)脫硫

在燃燒高硫高灰煤時，常用到CFB鍋爐，就是循環(huán)流化床鍋爐，這主要是因為其燃燒率十分之高并且能夠適應(yīng)多種媒種，除此之外，產(chǎn)生的有害氣體濃度也十分之低。爐的固硫劑一般用的是石灰石粉，但在脫硫的過程中，受爐內(nèi)高溫環(huán)境的影響，導(dǎo)致對鈣的利用率很低，如果過量加入石灰石粉，還會對鍋爐的正常運(yùn)行造成影響，為了解決這一問題，常將爐內(nèi)脫硫和爐外脫硫技術(shù)聯(lián)合使用。

二、結(jié)語

通過以上的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在高硫高灰煤電廠實現(xiàn)超低排放是完全可行的，文章就對具體的工藝路線進(jìn)行了介紹，首先是脫銷技術(shù)的使用，主要是燃燒中脫硝和燃燒后脫硝;其次是進(jìn)行除塵改造，低低溫靜電除塵技術(shù)、電袋復(fù)合除塵技術(shù)以及濕式電除塵技術(shù)是在實際應(yīng)用過程中效果最為顯著的三種技術(shù)其主要優(yōu)點在文中都有具體的描述;最后是進(jìn)行脫硫改造，所使用的技術(shù)主要有三種，分別是單塔雙循環(huán)技術(shù)、雙塔串聯(lián)技術(shù)以及爐內(nèi)脫硫技術(shù)，通過這樣一系列的操作，就可實現(xiàn)高硫高灰煤電廠的超低排放，使環(huán)境污染的問題能夠真正得到有效地控制，從而使得我們生活的環(huán)境能夠更加的清潔，也為人們的身體健康提供保障。

參考文獻(xiàn):

[1]孫賢斌，石正海，金森旺.循環(huán)流化床鍋爐超低排放技術(shù)研究[M].中國電力，2014，(1):142-145.

[2]潘棟，王春昌，丹慧杰.鍋爐低碳燃燒改造策略分析[J].熱力發(fā)電，2013，(12):137-140.

[3]蔣燁，高翔，吳衛(wèi)紅.選擇性催化還原脫銷催化劑失活研究綜述[M].中國電機(jī)工程學(xué)報，2013，(14):18-31.

[4]馬妙云燃煤電廠濕法煙氣脫硫系統(tǒng)優(yōu)化控制的仿真運(yùn)行研究[J].環(huán)境工程，2015，(23):62-64.

[5]郝慶哲，史洋，杜超.新排放標(biāo)準(zhǔn)下電廠脫銷改造技術(shù)分析[J].河北電力技術(shù)，2015，(3):53-55.