火电厂脱硫技术与环保措施

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  摘要:在实际情况下,火电厂的实施建设虽说给人们带来了较大的便利,然而在火电厂脱硫、除尘及废水处理等多项环保设施的运行过程中,尚且还存在着不同程度的缺陷,进而影响了周边的生态环境,给人们的生产生活带来一定影响。鉴于此,本文将针对于目前的这种现状加以分析研究,并给予一些可行性的解决措施。笔者首先对我国现阶段火电厂脱硫等环保设施的一些现状进行阐述,并对于火电厂在目前的建设、运行及监管等多方面的问题点加以分析,对此现状与问题点给予相应的可行性解决对策,希冀能为提高我国火电厂环保设施运行的可靠性提供一些参考,从而确保能够稳定高效的运行。
  关键词:火电厂;脱硫技术;环保措施
  1火电厂烟气脱硫脱硝现状
  为了更全面了解火电厂烟气脱硫脱硝的现状,笔者结合多年以来工作经验以及从各方面积极的收集了一睦相关数据。据相关数据显示,火电厂在运行过程中会借助煤炭资源释放的能量进行发电,但是煤炭在燃烧过程中会释放出硝酸、硫酸等有害物质,导致火电厂烟气,这样一来对人体及环境就产生了较大的危害,进而对人们健康产生一定威胁。虽说目前我国已经在不断加大对环保的控制,也积极推广了各种环保措施,但是传统火电厂在运行过程中所采用的脱硫脱硝技术是一种逐步分硫分硝的方式,在某些层面上,这种方式有助于火电厂治理烟气,但是由于火电厂在使用该种方式脱硫脱硝时,常常会投入较高的运营成本,其涉及程序相对复杂、涉及面积较大,因而會增加火电厂管理难度、工作人员任务量与整体运营成本,且该种方式脱硫脱硝效果并不十分理想,由此可见,目前我国火电厂在进行烟气脱硫脱硝的过程当中尚且还存在一些不足之处。
  2火电厂脱硫等环保设施存在的问题
  2.1火电厂脱硫设施的建设问题
  现阶段我国的火电厂脱硫建设中还存在着一些问题点。首先,就起步而言,我国的火电厂脱硫设施方面起步算较晚的,所以说在脱硫技术方面不能和一些发达国家相比,可见技术不够成熟是其中的一个主要问题,另外我国对引进脱硫项目的理解还不够全面,进而也导致在具体的实现过程中存在诸多不利因素,也就不能够更好的达到更理想的效果。其次,我国国内脱硫技术水平参差不齐,导致部分火电厂所投用的脱硫设备还不能达到国家标准的需求,使得脱硫建设存在很多缺陷,并不能达到保护环境,干净脱硫的目的。另外,脱硫设施在投标的过程中普遍采取低价中标的原则,在具体施工过程中导致部分公司会不断压缩成本,成本的压缩直接导致工程设备质量不够格,最后就会导致脱硫效果没有达到理想状态。
  2.2火电厂脱硫设施的运行问题
  现阶段在火电厂脱硫设施运行的过程当中,主要存在着以下问题:首先,脱硫设施在运行过程中的燃煤硫分、灰分和热值偏离设计值。该问题会直接导致设施入口粉尘浓度、二氧化硫浓度长期超过设施容限值,长时间后便会导致脱硫设备无法稳定运行;其次,烟气连续检测系统安装位置不理想、运行维护不及时等问题会使得测量数据不够准备,从而影响到脱硫设备的系统控制,并且还存在掩盖设备存在的缺陷的可能,导致相关技术人员不能及时发现设备存在的问题,导致脱硫效果不理想;最后便是最根本的原因,脱硫工艺原理限制,会导致在脱硫过程中产生其他物质腐蚀设备,设备的损坏也是导致脱硫效果不理想的重要原因。
  2.3火电厂脱硫设施的监管问题
  火电厂脱硫设施的监管问题也是目前我国现存的主要问题之一,主要表现在以下几点。①火电厂存在监测布点不规范的问题,监测布点不规范便会使得无法对火电厂环保设备进行实施监控,不能够及时调整脱硫设施的工作状态,有可能导致脱硫效率低下,无法完全脱硫,造成环境污染。②我国在火电厂脱硫方面起步较晚,没有先进的监督和管理技术,导致我国脱硫实施监督管理水平较低。
  3新时期火电厂脱离技术分析
  3.1燃烧前的脱硫技术
  火电厂原煤燃烧前的脱硫技术主要有三种。一是物理脱硫。该技术利用原煤中不同物质的密度、磁性等物理性质存在的明显差异,去除煤中的有机硫。此项技术是原煤燃烧前广泛使用的脱硫技术,对设备无过高要求,并且脱硫操作程序简单,只涉及重介质分选、浮选、电选等操作工艺。二是化学法脱硫技术。该技术通过使用强酸、强碱、强氧化剂等化学制剂,使其与原煤中的物质产生化学反应,以达到脱硫的目的。此项脱硫技术比物理法脱硫技术的效率高。三是生物法脱硫技术。该技术利用菌种对硫化合物发生的生物化学反应实现脱硫。常用的生物菌种包括假单胞菌属、硫杆菌属等,在使用菌种的过程中,一般采用表面处理法和生物浸出法,对脱硫条件进行严格控制,可在减小煤质破坏、降低环境污染的前提下,达到脱硫目的。这种脱硫技术的成本偏低,是一种较为环保的脱硫工艺。
  3.2燃烧中的脱硫技术
  燃煤在锅炉内燃烧的过程中会产生一定的二氧化硫,对这部分二氧化硫进行脱除是火电厂生产的重要环节。燃烧中的脱硫技术又被称为炉内脱硫技术,具体是指利用脱硫剂对燃煤燃烧时生成的二氧化硫进行脱除。相关研究结果表明,脱硫剂能够与煤炭中的硫组分产生化学反应,进而生成硫酸盐,由于硫酸盐本身的比重较大,所以不会随烟气排出炉外,而是会沉积到炉渣中。在生产中,火电厂使用比较普遍的脱硫剂有石灰石、熟石灰以白云石等,为了最大限度地发挥脱硫剂的作用,炉内燃烧时的脱硫温度应当控制在800℃~1200℃。在锅炉燃烧中,常用的脱硫技术有循环流化床和喷钙脱硫等。
  3.2.1循环流化床
  现阶段国内各大火电厂在燃烧中普遍采用的一种脱硫技术,其基本技术原理为:在循环蒸腾的流化床上加入适量的脱硫剂,如石灰石等,使脱硫剂与煤粉一起悬浮燃烧,在这一过程中,煤粉燃烧时产生的二氧化硫会被石灰石等硫化剂直接吸收,这样便可达到燃烧中脱硫的目的。研究表明,循环流化床的脱硫效率主要受以下因素的影响:钙硫比、流化床的温度、脱硫剂粒径等。在循环流化床锅炉中,脱硫剂的加入可以使燃煤燃烧时产生的二氧化硫被充分吸收,达到高效脱硫的目的。同时,与锅炉相比,循环流化床属于低温燃烧,其燃烧时的温度一般在900℃~950℃,使得燃烧时产生的灰渣具有良好的抗腐蚀性,人们对此可进行综合利用。   3.2.2喷钙脱硫
  所谓的喷钙脱硫,实质上就是石灰石粉末以喷射的方式注入正在燃烧的锅炉中,为达到最佳的脱硫效果,应确保石灰石粉末射入区域的燃烧温度在850℃~1250℃,因为这个温度可以让石灰石粉末快速分解,并生成氧化钙,而氧化钙可以对煤炭燃烧时产生的二氧化硫进行有效吸收。从经济性角度讲,这种技术的成本非常低,适用性较强,不仅可以在新建的锅炉中应用,还能在现役的锅炉中使用。唯一的不足之处是,氧化钙会对锅炉的受热面产生腐蚀,如果这一问题得到解决,该技术将会成为燃烧中脱硫的主要措施。
  3.3燃烧后的脱硫技术
  燃煤在锅炉中燃烧之后,会残留部分二氧化硫,若是随着烟气排出,则会对大气造成污染。因此,燃烧后的脱硫同样重要。国内各大火电厂在生产过程中,采用的燃烧后脱硫技术为炉气脱硫排放。一些发达国家在该方面研究出大量新技术,其不仅脱硫率高、设备运行安全可靠,还易于实现工业化。近年来,随着技术的不断发展和完善,脱硫装置出现,其不但占地面积小,而且可以降低成本,在火电厂中得到了广泛应用。较具代表性的有以下几项技术。
  3.3.1氨法脱硫
  该方法具体是指借助氨气和氨水与锅炉内燃烧时产生的二氧化硫和氮氧化物进行反应,这样不仅可以脱除二氧化硫,还能达到脫硝的目的。
  3.3.2电子束脱硫
  这是一种比较先进的脱硫技术,具体是指利用电子加速器产生的电子束对烟气进行辐照,在氨存在的条件下,烟气中的二氧化硫和氧化氮会转化为硝酸盐和氨。实践表明,该技术的二氧化硫去除率能够达到90%,不仅如此,它的工艺流程十分简单,设备运行稳定可靠,便于操作,不会出现腐蚀及泄漏等问题。最重要的是,整个脱硫过程不会对环境造成二次污染,其属于清洁环保技术。
  3.3.3海水脱硫
  对于一些建设在海边的火电厂而言,可以利用海水进行烟气脱硫。这种方法的基本原理如下:以海水作为吸收剂,由于碱度较高,海水可以吸收更多的二氧化硫。该技术的特点是脱硫效率高、便于操作、成本低。但是,该技术需要以海水作为吸收剂,因此只适用于建设在海边的火电厂。
  3.3.4湿法脱硫
  随着科技的不断进步发展,目前我们国内的一些火电厂在烟气脱硫环节,都已经是采用湿法脱硫,这种方法除了吸收剂利用率高、二氧化硫脱除率高之外,设备运行稳定性和可靠性也比较高。该方法的技术优势有:一是氧化控制,通过抑制亚硫酸盐氧化和加强氧化的方法,对速度进行有效控制,这样可以减少堵塞及腐蚀等问题的发生;二是能够大幅度提升烟气的流动速度,与原本相比,气体的流动速度可以提高到5.5~6.0m/s,该速度是常规叠加速度的一倍,随着速度的增加,烟气脱硫过程的传质速率也增加,有助于降低能耗;三是吸收塔的规模更小,占地面积更少。
  4针对目前火电厂脱硫等环保设施相关问题的解决对策
  4.1强化科学管理,推进技术革新
  强化科学管理是解决火电厂脱硫等环保设施相关问题的第一步,火电厂要想提高脱硫等环保设施的实际应用效果,在最大程度上减少发电过程对环境的破坏,就要加强对脱硫效率、能源消耗、副产品利用等情况的科学管理。同时,推进环保部门、电力部门和物价部门的有效合作,建立真实有效的火电厂环保监管体系,全面提高环保部门的执法水平,实现从源头上减缓环境污染问题的发生。另外,先进的科学技术对于保障火电厂脱硫等环保设施的正常运行和取得期望的脱硫效果具有重要的作用,火电厂要在脱硫方面不断实现对自身的技术革新,不断研究先进的脱硫技术,并能在实际的脱硫项目中根据不同的要求,因地制宜地选择脱硫方式,实现我国火电厂脱硫技术的多元化与资源化发展。
  4.2落实科学布点,严格执行监管措施
  落实科学布点,严格执行监管措施,能够实施掌控脱硫等环保设施的工作状况,提高环保设施的应用效果。例如:在脱硫设施出口处设置检测孔时,需要充分考虑预留因素对检测布点的影响。同时,监管人员也需要提高自身能力,加强对水平采样技术的应用,以便有效提高检测结果的准确性。
  5实现火电厂烟气脱硫脱硝技术节能环保的策略
  基于现阶段我国能源开发情况,虽然太阳能、潮汐能、风能等可再生能源得到了深入研究,且已经应用于人们日常生活中,但是由于新能源开发还存在着一定困难,因而在工业化进程不断推进的背景下,仍然主要借助火电厂进行发电,通过前文对火电厂烟气脱硫脱硝现状的详细分析,我们了解到火电厂在发电过程中所产生的烟气中仍会产生大量的有害物质,给我们赖以生存的环境造成较大危害,因此为了提高火电厂烟气脱硫脱硝效果,相关人员就需要基于火电厂运行情况、火电厂规模等相关资料,合理引入脱硫脱硝一体化技术。一方面在使用烟气脱硫脱硝一体化技术时,为了提高其节能环保效果,火电厂管理人员需要加强对该技术二次污染的控制,使其既可以保证自身排出的烟气不含有硫化物以及氮化物,同时也能够保证不含有其他有害物质。另一方面,在使用脱硫脱硝一体化技术过程中,也需要积极应用与研究相关副产品,使我国火电厂可以在合理利用资源的条件下,达到我国所提出的节能环保标准。
  结语:
  综上所述,在对火电厂烟气进行脱硫脱硝后处理时,通过脱硫脱硝一体化技术的应用能够有效的提升脱硫脱硝的效果,为环境保护工作提供良好的帮助。同时,通过脱硫脱硝处理后副产品的合理利用能够极大的提升资源的利用效率,有效的节省了成本的投入以及能源的消耗,不仅切实的提升了经济效益,还降低了二次污染发生的几率。烟气脱硫脱硝一体化技术具备较强的推广价值。
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