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摘要:随着环境污染的日益严重,国家在环境污染治理方面的力度越来越大,而火电厂作为环境污染的主要来源,在烟气排放中含有大量的粉尘、SO2及氮氧化物,因此如何治理火电厂锅炉烟气显得尤为重要。本文主要对电厂锅炉烟气除尘脱硫的综合治理技术进行了分析。
关键词:电厂锅炉;烟气;除尘脱硫;治理技术
中图分类号:TK223文献标识码: A
引言
环境保护是我国重要的一项基本国策,随着各行业技术进步的加快以及我国环境保护法律、法规的不断完善,人民越来越来注重环境保护。我国GDP的增长和重化工业的不断发展,致使我国面临的环境压力与日俱增,如果环境治理不能达到有效实施,我国将像西方发达国家一样走先污染后治理的工化业道路。火电厂作为我国主要的发电厂,应在环境保护方面起到模范带头作用,已响应国家对在环境保护的政策。
1粉尘的危害及治理对策
1.1电厂根据装机容量大小,配备相应锅炉。根据燃烧方式的区别,分为粉煤炉、层燃炉、循环流化床炉三类。不论何种方式,都存在粉尘随烟气排放到空气中,严重威胁环境质量。
1.2治理粉尘要根据锅炉的规模大小确定不同的治理设备:如果是大中型锅炉可以用电除尘器,其排放浓度好的100 mg/Nm3左右,差的几百mg/Nm3;在起动阶段,因顾及烟气中含较高CO和未燃尽煤粉发生燃烧而离线停用;中小型锅炉则普遍采用文丘里、斜棒栅除尘器等。该类除尘器尽管结构简单,投资省,但是排放普遍达不到标准,还存在污泥污水等二次污染。
1.3为了控制烟气排放,保护环境,国家制定颁发《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)和《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001),按上述标准,其粉尘排放均要求≤30mg/Nm3。
1.4 FDYL型窑炉脉喷袋式除尘器
该除尘器的单机处理风量150-200万m3/h,可以满足5000-10000水泥窑窑尾废气和电厂300MV机组锅炉烟气的除尘处理目标。该类除尘器被广泛的应用在新建水泥窑窑尾的除尘与;老厂原电收尘的改造,同样适用电厂锅炉烟气的除尘改造。
2烟气脱硫脱销
2.1 SO2及酸雨对生态环境与人身健康都有一定危害性,可能损毁森林、可能腐蚀建筑物,对土地及植物也存在着一定的危害性。当前我国的二氧化硫的排放量已经超过环境容量,政府应给予高度重视。
2.2我国的产煤量与煤消耗量在世界排行居前,占燃料消耗总量的70%,在2010年我国消耗24.5亿吨,超过环境可以消耗的数值。燃煤是SO2的主要来源,70%的NOx也来自燃煤。火电行业是最大源头,必须要从根本加以控制。
2.3为了降低二氧化硫与氮氧化合物的污染,国家提出了减硫目标,随着经济的快速发展與煤炭消耗量的增加,二氧化硫的排放量有了明显的下降,并提出颁发一系列严格政策法规与环境质量标准,所有的火电厂只要脱硫项目不合格,都不能批准,已经建完的火电厂,必须要加建脱硫项目,无法达到排放标准的要加收SO2排污费200-500元/KW,对各类工业锅炉的烟气排放,亦制定了相应的标准:
火电机组(2012年后):SO2≤100mg/Nm3 NOx≤100mg/Nm3
一般锅炉:SO2≤900mg/Nm3
2.4燃煤分为有机硫与无机硫两类,在燃烧过程中,一部分与煤灰相溶形成无机盐,多数被氧化成二氧化硫随烟气排出。在高温状态下生成氮氧化物。如燃煤含S量0.8%,烟气中生成SOx1550mg/Nm3,NOx约850 mg/Nm3,又如一台20t/h锅炉,燃煤SY1.56%,烟气中SO22500mg/Nm3,如果燃煤含S量2%,转化率80%,则烟气中SO2浓度几近4000mg/Nm3,我国产煤的硫含量大多数在1%以上,可见脱硫脱氮任务艰巨。
2.5国内采用的主要脱硫技术
第一,采用最广的当属工艺比例湿法,85%(其中石灰石石膏法36.7%,其它湿法48.3%)喷雾干湿法0.4%、吸收剂再生脱硫占3.4%。炉内塔钙1.9%。该法尽管应用范围较广,但是投资大且占地面积较广,运行电耗高,耗水量较大,而且会产生更多副产品,影响正常使用。
第二,新氨法脱硫,甚至包括SO3、HCL、HF和NOX和粉尘的吸收、洗涤产生副产品农肥硫铵,脱硫成本仅250元/t-SO2。
第三,循环吸收脱硫法,使用特殊的吸收液可再生循环利用,高纯度的二氧化硫是其附属产品,是硫酸、硫磺的主要原料。
第四,半干半湿法烟气脱硫。生石灰是其脱硫剂,设脱硫塔、喷水系统、排气返回等部分,烟气进烟道,从顶部进吸收塔,下面出来进袋收尘器。不必压缩空气,生石灰和收尘器回灰用高温蒸汽经文氏管引流输送入烟道,使其与烟气混合充分,在烟道与塔顶喷入适量的工艺水,用来控制温度,遇到蒸汽氧化钙会加快消解,脱硫效率是靠回灰量与脱硫剂供给量保证的,返风是保证烟道与塔内的流速,使其符合不同锅炉的负荷率,脱硫效率90%,排放浓度SO2100mg/Nm3,粉尘30mg/Nm3。
3半干法锅炉烟气除尘脱硫一体化系统
3.1依托高效袋收尘器,用生石灰或者石灰浆作介质,烟气从塔底弯管进入与脱硫介质解除,在吸收塔内进行SO2和Ca(OH)2的传质吸收反应,生成CaSO3和部分CaSO4固体微粒随咽气和粉煤灰一起入袋收尘器捕集,收下的粉尘一起入溢流回料仓,使大部分物料返回吸收塔,少量作为回集灰外排。
3.2该循环过程可以迅速提高吸收塔内介质的浓度加上料气,保证时间充足,使效率在90%以上,SO2排放浓度250-300mg/Nm3,粉尘排放浓度≤30mg/Nm3。
3.3除尘脱硫一体化装置紧缩在同一构架范围内,结构紧凑,占地面积小,投资小。
3.4锅炉负荷40-110%内变动,对系统的运行与脱硫效率没有影响。
3.5脱硫介质是用水消解的一种生石灰浆,废气可用时可以将其用作生石灰的消解输送介质。从而可取消石灰浆搅拌池及喷枪,使系统更加简化。
3.6收集的灰渣主要为粉煤灰和亚硫酸钙(白色粉末)还有部分CaSO4、2H2O难溶于水,在空气中缓慢氧化为硫酸钙。宜用于筑路或填埋,或水泥厂辅材。
4超高温“零排放”除尘过滤器
从上文分析中可以看到,袋式除尘器存在工作温度低、寿命短、排放浓度高等缺陷,不适宜大面积推广。因此,必须要不断地创新除尘脱硫技术,要实现超高温、零排放的目标。最好可以在600-800℃高温中长期工作,可免除为烟气冷却(喷雾增湿)等一系列麻烦和烧袋的顾虑;同时还要具备较高的过滤风速,这就实现了占地面积小,设备钢耗低的目标;同时排放的浓度也较低,可以更好地抵御腐蚀;延长其使用寿命,降低维护的费用,提高设备的随机运转效率。其可以更大范围的内用于垃圾焚烧烟气处理,高炉煤气干式过滤、重金属、冶炼烟气处理、贵金属回收处理。
结束语
对于除尘脱硫综合技术还有相当长的一段路要走。因此,电厂技术人员应不断探索,不断创新,在实践中不断总结经验和教训,从而完善除尘脱硫综合治理技术,防止火电厂烟气中的粉尘和污染性气体排入大气,改善人们的生活环境,以造福于子孙后代。
参考文献
[1]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播,2012(02).
[2]魏志奇.论我国火电厂烟气脱硫建设转折与发展[J].科技传播,2012(11).
[3]何世德,李锐,张占梅,周于.某电厂烟气脱硫废水处理工艺设计[J].环境科学与管理,2010(11).
关键词:电厂锅炉;烟气;除尘脱硫;治理技术
中图分类号:TK223文献标识码: A
引言
环境保护是我国重要的一项基本国策,随着各行业技术进步的加快以及我国环境保护法律、法规的不断完善,人民越来越来注重环境保护。我国GDP的增长和重化工业的不断发展,致使我国面临的环境压力与日俱增,如果环境治理不能达到有效实施,我国将像西方发达国家一样走先污染后治理的工化业道路。火电厂作为我国主要的发电厂,应在环境保护方面起到模范带头作用,已响应国家对在环境保护的政策。
1粉尘的危害及治理对策
1.1电厂根据装机容量大小,配备相应锅炉。根据燃烧方式的区别,分为粉煤炉、层燃炉、循环流化床炉三类。不论何种方式,都存在粉尘随烟气排放到空气中,严重威胁环境质量。
1.2治理粉尘要根据锅炉的规模大小确定不同的治理设备:如果是大中型锅炉可以用电除尘器,其排放浓度好的100 mg/Nm3左右,差的几百mg/Nm3;在起动阶段,因顾及烟气中含较高CO和未燃尽煤粉发生燃烧而离线停用;中小型锅炉则普遍采用文丘里、斜棒栅除尘器等。该类除尘器尽管结构简单,投资省,但是排放普遍达不到标准,还存在污泥污水等二次污染。
1.3为了控制烟气排放,保护环境,国家制定颁发《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)和《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001),按上述标准,其粉尘排放均要求≤30mg/Nm3。
1.4 FDYL型窑炉脉喷袋式除尘器
该除尘器的单机处理风量150-200万m3/h,可以满足5000-10000水泥窑窑尾废气和电厂300MV机组锅炉烟气的除尘处理目标。该类除尘器被广泛的应用在新建水泥窑窑尾的除尘与;老厂原电收尘的改造,同样适用电厂锅炉烟气的除尘改造。
2烟气脱硫脱销
2.1 SO2及酸雨对生态环境与人身健康都有一定危害性,可能损毁森林、可能腐蚀建筑物,对土地及植物也存在着一定的危害性。当前我国的二氧化硫的排放量已经超过环境容量,政府应给予高度重视。
2.2我国的产煤量与煤消耗量在世界排行居前,占燃料消耗总量的70%,在2010年我国消耗24.5亿吨,超过环境可以消耗的数值。燃煤是SO2的主要来源,70%的NOx也来自燃煤。火电行业是最大源头,必须要从根本加以控制。
2.3为了降低二氧化硫与氮氧化合物的污染,国家提出了减硫目标,随着经济的快速发展與煤炭消耗量的增加,二氧化硫的排放量有了明显的下降,并提出颁发一系列严格政策法规与环境质量标准,所有的火电厂只要脱硫项目不合格,都不能批准,已经建完的火电厂,必须要加建脱硫项目,无法达到排放标准的要加收SO2排污费200-500元/KW,对各类工业锅炉的烟气排放,亦制定了相应的标准:
火电机组(2012年后):SO2≤100mg/Nm3 NOx≤100mg/Nm3
一般锅炉:SO2≤900mg/Nm3
2.4燃煤分为有机硫与无机硫两类,在燃烧过程中,一部分与煤灰相溶形成无机盐,多数被氧化成二氧化硫随烟气排出。在高温状态下生成氮氧化物。如燃煤含S量0.8%,烟气中生成SOx1550mg/Nm3,NOx约850 mg/Nm3,又如一台20t/h锅炉,燃煤SY1.56%,烟气中SO22500mg/Nm3,如果燃煤含S量2%,转化率80%,则烟气中SO2浓度几近4000mg/Nm3,我国产煤的硫含量大多数在1%以上,可见脱硫脱氮任务艰巨。
2.5国内采用的主要脱硫技术
第一,采用最广的当属工艺比例湿法,85%(其中石灰石石膏法36.7%,其它湿法48.3%)喷雾干湿法0.4%、吸收剂再生脱硫占3.4%。炉内塔钙1.9%。该法尽管应用范围较广,但是投资大且占地面积较广,运行电耗高,耗水量较大,而且会产生更多副产品,影响正常使用。
第二,新氨法脱硫,甚至包括SO3、HCL、HF和NOX和粉尘的吸收、洗涤产生副产品农肥硫铵,脱硫成本仅250元/t-SO2。
第三,循环吸收脱硫法,使用特殊的吸收液可再生循环利用,高纯度的二氧化硫是其附属产品,是硫酸、硫磺的主要原料。
第四,半干半湿法烟气脱硫。生石灰是其脱硫剂,设脱硫塔、喷水系统、排气返回等部分,烟气进烟道,从顶部进吸收塔,下面出来进袋收尘器。不必压缩空气,生石灰和收尘器回灰用高温蒸汽经文氏管引流输送入烟道,使其与烟气混合充分,在烟道与塔顶喷入适量的工艺水,用来控制温度,遇到蒸汽氧化钙会加快消解,脱硫效率是靠回灰量与脱硫剂供给量保证的,返风是保证烟道与塔内的流速,使其符合不同锅炉的负荷率,脱硫效率90%,排放浓度SO2100mg/Nm3,粉尘30mg/Nm3。
3半干法锅炉烟气除尘脱硫一体化系统
3.1依托高效袋收尘器,用生石灰或者石灰浆作介质,烟气从塔底弯管进入与脱硫介质解除,在吸收塔内进行SO2和Ca(OH)2的传质吸收反应,生成CaSO3和部分CaSO4固体微粒随咽气和粉煤灰一起入袋收尘器捕集,收下的粉尘一起入溢流回料仓,使大部分物料返回吸收塔,少量作为回集灰外排。
3.2该循环过程可以迅速提高吸收塔内介质的浓度加上料气,保证时间充足,使效率在90%以上,SO2排放浓度250-300mg/Nm3,粉尘排放浓度≤30mg/Nm3。
3.3除尘脱硫一体化装置紧缩在同一构架范围内,结构紧凑,占地面积小,投资小。
3.4锅炉负荷40-110%内变动,对系统的运行与脱硫效率没有影响。
3.5脱硫介质是用水消解的一种生石灰浆,废气可用时可以将其用作生石灰的消解输送介质。从而可取消石灰浆搅拌池及喷枪,使系统更加简化。
3.6收集的灰渣主要为粉煤灰和亚硫酸钙(白色粉末)还有部分CaSO4、2H2O难溶于水,在空气中缓慢氧化为硫酸钙。宜用于筑路或填埋,或水泥厂辅材。
4超高温“零排放”除尘过滤器
从上文分析中可以看到,袋式除尘器存在工作温度低、寿命短、排放浓度高等缺陷,不适宜大面积推广。因此,必须要不断地创新除尘脱硫技术,要实现超高温、零排放的目标。最好可以在600-800℃高温中长期工作,可免除为烟气冷却(喷雾增湿)等一系列麻烦和烧袋的顾虑;同时还要具备较高的过滤风速,这就实现了占地面积小,设备钢耗低的目标;同时排放的浓度也较低,可以更好地抵御腐蚀;延长其使用寿命,降低维护的费用,提高设备的随机运转效率。其可以更大范围的内用于垃圾焚烧烟气处理,高炉煤气干式过滤、重金属、冶炼烟气处理、贵金属回收处理。
结束语
对于除尘脱硫综合技术还有相当长的一段路要走。因此,电厂技术人员应不断探索,不断创新,在实践中不断总结经验和教训,从而完善除尘脱硫综合治理技术,防止火电厂烟气中的粉尘和污染性气体排入大气,改善人们的生活环境,以造福于子孙后代。
参考文献
[1]李雅平.火电厂烟气脱硫技术综述[J].科技传播,2012(02).
[2]魏志奇.论我国火电厂烟气脱硫建设转折与发展[J].科技传播,2012(11).
[3]何世德,李锐,张占梅,周于.某电厂烟气脱硫废水处理工艺设计[J].环境科学与管理,2010(11).