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基于电厂烟气除尘脱硫脱硝中同步应用的相关探究

冯迎路
  
安防科技
2024年12期
通辽霍林河坑口发电有限责任公司 内蒙古 通辽市 028011

摘要:当前,发电厂锅炉烟气是环境污染问题的重点治理对象,所以,必须要重视烟气脱硫脱硝工作。在发电厂生产经营过程中,锅炉烟气脱硫脱硝是重要一环,且具有较高的集成性,要想实现烟气的彻底脱硫脱硝较为困难,需对现有工艺不断优化完善。

关键词:电厂烟气;除尘脱硫脱硝;同步应用;相关探究

中图分类号:X784 文献标识码:A

引言

随着环境保护要求的提高,电厂烟气的除尘、脱硫、脱硝处理成为减少大气污染的重要环节。本研究围绕电厂中烟气除尘脱硫脱硝的同步应用进行深入分析,旨在探讨并优化这些过程的集成应用。研究内容涵盖高效除尘技术、脱硫和脱硝技术的集成应用,以及吸收剂喷射、气固催化和电子脱硫脱硝技术的具体应用。通过综合分析这些技术的原理和应用要点,期望研究结果能够为降低电厂排放物、提高整体处理效率贡献力量。

1烟气处理难点

1.1烟气温度分布情况

在发电过程中,首先将煤通过皮带输送至原煤仓,经过称重给煤机送至中速磨煤机进行粉碎成煤粉,由热一次风将煤粉通过煤粉管道输送至炉内,由二次负助燃,一同燃烧,产生的烟气经烟气脱硝系统脱硝后,进行空气预热器,利用烟气余热加热一、二次风,再经过电袋复合式除尘器进行除尘处理,最后经湿法脱硫系统脱硫后经烟囱排入大气。

1.2烟气成分复杂,设备不稳定

电厂锅炉烟气的生产和排放是一个复杂的过程,其中存在着多种含尘气体与混合物质。由于烟气中的成分复杂多样,包括氮氧化物、SO2等,处理工艺必须考虑各种不同的污染物,并寻找适合的方法来处理它们。因此需要设计一个高效的系统,能够同时处理多种污染物。然而,这种复杂性提高处理工艺的难度,需要精确控制各个环节,以确保处理的有效性和稳定性。此外,在烟气的处理过程中,当温度处于180~250℃之间时,硫化物容易与氨气反应生成硫酸铵,这会引起系统中设备的腐蚀和堵塞问题,需要采取相应的措施来解决这一问题。由于烟气中存在各种不同的污染物,这些污染物的特性和反应条件各不相同,使得无法单独处理它们。

2基于电厂烟气除尘脱硫脱硝中同步应用要点

2.1高效除尘技术的应用

在现代工业烟气处理中,高效除尘技术的应用是确保环保标准得以满足的关键环节。除尘技术主要包括电除尘器和布袋除尘器的应用,此类技术在提高除尘效率、调整操作参数以及进行维护与监控方面具有独特的要求和挑战,具体应用要点如下:①提升除尘效率的关键在于电除尘器或布袋除尘器的设计优化,对于电除尘器而言,电场强度一般需要保持在30~70kV,以确保粉尘颗粒有效带电并被集尘极板捕集。而对于布袋除尘器,聚酯、玻璃纤维等布袋材料(如)和顶入式、底入式等布置方式直接影响其过滤效率。有效的除尘技术应能实现至少99%的颗粒物去除率,从而符合严格环境排放标准;②调整操作参数是确保除尘效率的重要方面,烟气流速、温度和湿度的调整必须考虑烟气的特性。电除尘器在处理含湿烟气时,维持内部温度在150~200℃是防止粉尘黏结和确保电场稳定运行的关键。此外,过高的流速可能导致粉尘颗粒快速通过电场或滤袋,因而烟气流速可以控制在1~2m/s,从而提升除尘效率;③除尘设备的维护与监控是保证长期运行效率的重要环节,定期清理维护除尘设备、更换电极及滤袋,能够有效保持除尘效率。同时,实时监控系统在跟踪除尘效率和关键操作参数方面发挥着重要作用。通过监控烟气流速、颗粒物浓度以及设备的运行状态,可以及时调整操作参数或进行必要的维护工作,从而确保除尘系统的高效及稳定运行。

2.2脱硫技术的集成

脱硫技术是烟气处理技术中的关键应用,旨在减少烟气中二氧化硫(SO2)的排放。为有效实现这一目标,脱硫技术的集成需要综合考虑吸收剂的选择、反应器设计以及副产品的处理和回收,具体要点如下:①吸收剂的选择和优化对于提高脱硫效率至关重要,通常情况下,高纯度石灰石(含钙量通常需要超过95%)是湿法脱硫中最常用的吸收剂,其在与SO2反应时能有效生成硫酸钙(石膏)。在现代脱硫技术理想情况中,湿法脱硫效率能够达到99%以上。为此,吸收剂的粒径、浓度和流动特性需要得到精确控制。其中,石灰石浆液的典型浓度应控制在10%~15%,以确保高效的SO2吸收;②反应器设计的优化是提高脱硫效率的关键,脱硫塔(吸收塔)的设计必须确保充分的烟气与吸收剂的接触,其具体涉及塔高、塔径以及喷嘴的布局和设计。针对大型机组而言,脱硫塔的高度通常设计为30m甚至更高,此高度可以保证烟气在塔内的停留时间足够长,从而提高SO2的吸收率。在某些情况下,根据烟气流量和化学反应速率的具体要求,脱硫塔的高度甚至可能需要超过40m。喷嘴的布局应确保烟气与吸收剂的充分混合,同时避免喷嘴堵塞和磨损。此外,流体动力学的优化、液气比的调整也对提高脱硫效率至关重要;③副产品处理和回收是脱硫技术集成的另一重要方面,石膏作为脱硫的主要副产品,不仅需要有效分离和干燥,还可以作为建筑材料和工业原料进行回收利用。产生的石膏在理想状态下应达到90%~95%的纯度,适用于建筑行业的使用标准。

2.3脱硝技术的应用

在控制烟气中氮氧化物(NOx)排放方面,脱硝技术尤为关键。选择性催化还原(SCR)是目前最常用且最有效的脱硝技术,该技术的关键要点包括催化剂选择及配置、还原剂喷射及控制以及温度及反应时间管理,要点内容分述如下:①高效的SCR催化剂通常基于钛或钒,此类催化剂在特定条件下能实现高达90%以上的NOx减排效率。在配置催化剂时,技术人员需要确保催化剂层具有足够的表面积及适宜的孔隙结构,以促进气体与催化剂的充分接触。通常情况下,催化剂层的厚度应在几毫米到几厘米之间,以平衡反应速率及压力损失;②还原剂通常使用氨(NH3)或尿素,通过喷射系统注入烟道。在应用过程中,氨的喷射量应根据NOx的初始浓度进行调整(表2),通常的氨到NOx的摩尔比为1:1至1.2:1。喷射系统的设计应确保还原剂均匀分布于烟气中,以最大化NOx的还原效率,同时避免氨逃逸或未反应的氨对环境及设备的潜在影响;③温度及反应时间的管理对于SCR反应的效率及选择性至关重要,脱硝反应区的温度通常应维持在300~400℃。在此温度范围内,NOx的还原反应速率较高,同时可以最大限度地减少副反应。反应时间则取决于烟气在催化剂层中的停留时间,通常在0.1~0.5s。过长的反应时间可能导致催化剂活性的降低,而过短则可能导致反应不充分。

2.4气固催化技术应用

在催化反应的操作过程中,控制反应温度及烟气流速是确保催化效率的关键。技术人员需将烟气温度维持在300~400℃,这一温度范围能够优化催化反应的效率,同时避免过高的温度导致催化剂的热损伤。同时,技术人员可将烟气流速控制在1.5~2.5m/s范围内,此档流速可以保证烟气与催化剂有足够的接触时间,从而提高脱硫脱硝反应效率。

结束语

综上所述,电厂中烟气除尘脱硫脱硝的同步应用是复杂而多元的过程,具体涉及高效除尘技术、脱硫及脱硝技术的集成,以及多种先进技术的应用。本研究通过对这些技术的原理及应用进行全面分析,阐述高效、经济的烟气除尘脱硫脱硝技术应用路径。未来,随着技术的不断进步及环境保护要求的提高,电厂烟气处理技术将继续向着更高效、更环保的方向发展。

参考文献

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[2]刘德来.火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术要点探讨[J].电力设备管理,2023(14):228-230.

[3]康忠会.某公司热电厂烟气除尘脱硫脱硝项目可行性研究[J].有色矿冶,2022,38(6):47-49.

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