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(xiàng)不容忽視的事情，因此，對(duì)燃煤電廠實(shí)行超低排放已經(jīng)是發(fā)展的必然趨勢(shì)，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(duì)具體的操作過(guò)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(lái)，霧霾在全國(guó)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(lái)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(lái)自煤的燃燒過(guò)程中，本文就對(duì)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(lái)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(shí)現(xiàn)，但極大地降低了經(jīng)濟(jì)效益。從目前階段來(lái)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(shí)，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(jí)燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)以及燃料分級(jí)燃燒技術(shù)。其中應(yīng)用范圍最廣的是空氣分級(jí)燃燒技術(shù)，這一技術(shù)的基本原理是分兩個(gè)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(huì)抑制氮氧化物的生成，在燃燼的區(qū)域，貧燃料富氧會(huì)降低飛灰中未能燃燼的碳。從實(shí)際發(fā)揮的作用來(lái)看，通過(guò)將低氮燃燒器和空氣分級(jí)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(huì)帶來(lái)一定的弊端，它會(huì)使得飛灰可燃物的含量增加，使其無(wú)法被再次利用，并且還會(huì)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?yàn)槊摮适种叨蔀榱酥髁骷夹g(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(lái)考慮的，布置的時(shí)間一般在空預(yù)器之前。氨氣是脫硝過(guò)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?yàn)槠漭^為安全且運(yùn)行成本低。在脫硝的過(guò)程中，必須對(duì)氨的用量進(jìn)行嚴(yán)格控制，因?yàn)槠潆m然對(duì)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(huì)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(lái)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(lái)說(shuō)，使煙氣的溫度能夠降到酸露點(diǎn)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(huì)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(lái)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(shí)，需要將灰硫比和二次揚(yáng)塵這兩個(gè)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(guò)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(chǎng)、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(huì)互相影響，具體來(lái)說(shuō)就是電除塵的流場(chǎng)分布會(huì)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(huì)對(duì)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(huì)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(huì)對(duì)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(huì)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(shì)，臥立式的主要是在進(jìn)行布置的時(shí)候所占空間小，而臥式的則是成本投資低，并且在布置的時(shí)候不會(huì)受到任何的限制但從目前的具體使用情況來(lái)看，立式被較為普遍的采用，這主要是因?yàn)槠溆盟亢苄。⑶遗懦龅膹U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(duì)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(guò)程可分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是兩者通過(guò)反應(yīng)生成硫酸氫鈣和硫酸鈣，第二個(gè)階段是兩個(gè)生成物與氧氣進(jìn)一步反應(yīng)生成硫酸鈣水化合物。兩個(gè)階段反應(yīng)的目的是不相同的，但從效率來(lái)說(shuō)，第二個(gè)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(jiǎn)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(shí)際的應(yīng)用中來(lái)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(chǎng)地大等等，并且在對(duì)原吸收塔進(jìn)行改造的時(shí)候不會(huì)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(shí)施的初期，成本投入過(guò)大。

3.爐內(nèi)脫硫

在燃燒高硫高灰煤時(shí)，常用到CFB鍋爐，就是循環(huán)流化床鍋爐，這主要是因?yàn)槠淙紵适种卟⑶夷軌蜻m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(guò)程中，受爐內(nèi)高溫環(huán)境的影響，導(dǎo)致對(duì)鈣的利用率很低，如果過(guò)量加入石灰石粉，還會(huì)對(duì)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(yǔ)

通過(guò)以上的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在高硫高灰煤電廠實(shí)現(xiàn)超低排放是完全可行的，文章就對(duì)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(shí)際應(yīng)用過(guò)程中效果最為顯著的三種技術(shù)其主要優(yōu)點(diǎn)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(guò)這樣一系列的操作，就可實(shí)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。

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