火電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝協(xié)同控制技術(shù)研究

李子建

摘 要：以往火電廠在脫硫脫硝技術(shù)的使用上，主要是以控制煙氣中的污染物含量為目標(biāo)，盡管在一定程度上已經(jīng)獲得了良好的成效，但是傳統(tǒng)工藝操作比較復(fù)雜，造價(jià)成本也比較高，增加了綜合調(diào)控排放更低的難度。為了改善這些問題，煙氣脫硫脫硝協(xié)同控制技術(shù)得到應(yīng)用，下面便圍繞該技術(shù)在火電廠鍋爐中生產(chǎn)中的運(yùn)用展開分析。

關(guān)鍵詞：火電廠;鍋爐;煙氣脫硫脫硝;協(xié)同控制

引言

在人們對(duì)電力行業(yè)環(huán)保要求不斷上升的情況下，有許多企業(yè)還是沒能科學(xué)合理地通過(guò)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行煙氣脫離脫硝除塵的工作，在當(dāng)前社會(huì)快速發(fā)展的潮流下電廠所排除的廢氣是以往的數(shù)十倍，嚴(yán)重影響了人們的生命健康以及對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。為此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)選擇適合的方式開展對(duì)燃煤脫硝技術(shù)的研發(fā)工作，為我國(guó)社會(huì)的健康發(fā)展做貢獻(xiàn)。

1概述

煤炭是一種易燃的礦物成分，是中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和正常開采的重要燃料油。在劇烈燃燒的過(guò)程中，它將產(chǎn)生更多的氮氧化物。形成三種主要方法：一是快速的氮氧化反應(yīng)。煤中的烴正離子基團(tuán)在高溫環(huán)境中與周圍空氣中的氣態(tài)氮反應(yīng)形成氮氧化過(guò)程。二是熱氮氧化過(guò)程，它將在煤炭燃燒期間產(chǎn)生大量熱量。促進(jìn)氮?dú)夂脱鯕庠谇鍧嵖諝庵挟a(chǎn)生氮氧化物的不同反應(yīng);三是制造燃料氮氧化物。在劇烈燃燒的過(guò)程中，煤在高溫下分解為正離子化合物，然后，在潔凈空氣中與二氧化碳反應(yīng)，逐漸形成氮氧化物過(guò)程物質(zhì)。實(shí)質(zhì)上是指燃燒高溫?zé)煔獾母鞣N售后技術(shù)。當(dāng)上述三種不同形式的氮氧化反應(yīng)物相互分離時(shí)，通過(guò)將有害氣體直接轉(zhuǎn)化為液態(tài)物質(zhì)和液態(tài)元素，可以大大減少有害氣體物質(zhì)的逐漸形成。這些技術(shù)的應(yīng)用可以大大減少煤炭中的污染物，從而達(dá)到保護(hù)自身環(huán)境的最終目的。

2煙氣脫硫脫硝協(xié)同控制技術(shù)原理

煙氣脫硫脫硝協(xié)同控制技術(shù)在火電廠煙氣脫硫脫硝中應(yīng)用，需要運(yùn)用到高灰型選擇性催化還原煙氣脫硝（SCR）工藝，催化劑層數(shù)按2+1模式布置，初裝2層預(yù)留1層，在設(shè)計(jì)工況、處理100%煙氣量、布置2層催化劑條件下每套脫硝裝置脫硝效率均不小于75%，加裝預(yù)留層催化劑，設(shè)計(jì)脫硝效率不小于87.5%。脫硝系統(tǒng)還原劑采用液氨，分別設(shè)置氨的稀釋及噴射系統(tǒng)、煙道及反應(yīng)器系統(tǒng)、催化劑蒸汽吹灰系統(tǒng)、催化劑聲波吹灰系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)國(guó)家環(huán)保要求，排放標(biāo)準(zhǔn)脫硝NOx排放濃度降低到30mg/Nm3以下。

3火電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝協(xié)同控制技術(shù)應(yīng)用

3.1高能輻射化學(xué)法

1）電子束照射法（EBA）

基于陰極發(fā)射并且經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速，會(huì)直接形成500-800keV的高能電子束，在輻照煙氣時(shí)就會(huì)有輻射化學(xué)反應(yīng)的出現(xiàn)，從而生成HO2、O、OH等自由基，然后與NOx及S0x相互反應(yīng)，生成硝酸和硫酸，在通入氨氣的情況下會(huì)有NH4NO3和（NH4）2SO4等副產(chǎn)品的產(chǎn)生。

這一種方法屬于干法處理，其優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)有廢水廢渣的產(chǎn)生，并且能同時(shí)脫硫脫硝，達(dá)到90%脫硫以及80%脫硝。其系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單方便，過(guò)程也非常容易控制，對(duì)于含硫量的實(shí)際變化也擁有較好的負(fù)荷跟蹤性和適應(yīng)性，脫硫技術(shù)消耗的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常規(guī)的方法，但是耗電量偏高。

2）脈沖電暈等離子體法（PPCP）

PPCP屬于電暈放電產(chǎn)生的高能電子，其主要是利用電暈和高壓電源反應(yīng)器組合，在電暈和電暈反應(yīng)器電極氣隙之間出現(xiàn)的電暈等離子體，可以利用氧化鋁去除SO2和NOx。對(duì)于PPCP方式的利用，其優(yōu)勢(shì)在于滿足除塵的要求。通過(guò)大量的研究表明，煙氣之中的粉塵可以提升PPCP的脫硫脫硝效率，并且其成本也明顯低于EBA，最終成為具有較強(qiáng)吸引力的煙氣治理方法。

3.2金屬氧化物脫硫脫硝技術(shù)

金屬氧化物脫硫脫硝技術(shù)的應(yīng)用原理，主要是通過(guò)載體中的金屬氧化物、煙氣內(nèi)部S02、O2反應(yīng)形成硫酸鹽，硫酸鹽可以當(dāng)作NH3選擇性催化劑，用于氮氧化物與氮?dú)獾倪€原，達(dá)到脫硫脫硝的目的。金屬硫酸鹽、甲烷在還原反應(yīng)下，會(huì)形成單質(zhì)金屬、金屬硫化物，火電廠鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的煙氣當(dāng)中，利用氧化作用生成金屬氧化物，實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝協(xié)同控制。金屬氧化物脫硫脫硝技術(shù)包含諸多工藝，其中CuO工藝的應(yīng)用最為普遍，該工藝常見的載體有SiO2、Al2O3與活性焦，S02脫除率超過(guò)90%，NOx脫除率可達(dá)75%～90%。

3.3固體吸附/再生法

（1）碳質(zhì)物料。根據(jù)吸附材料的不同，可以分為采用活性炭吸附法，活性炭吸附的吸附過(guò)程有兩方面：吸附塔和可再生塔。附著細(xì)胞活性炭的唯一方法是黏附塔。吸附塔分為用于脫硝的上層和用于脫硫的下層。此外，活性炭來(lái)回移動(dòng)，煙霧在中間快速流動(dòng)，并且方向垂直。高（在低溫環(huán)境下為80%）;從深蹲初期排出的煙霧不需要內(nèi)部加熱;沒有二次污染的影響;attached附有很多材料，可能會(huì)引起輕微中毒;可以從廢氣中除去HF、HCl、砷和汞，鈶可以進(jìn)行除塵的工作，planning規(guī)劃建設(shè)成本不高、流動(dòng)資金使用不多、占地面積過(guò)大。日本的Mochida明確提出使用活性炭吸附長(zhǎng)纖維通過(guò)脫硫器除去氮，通過(guò)該方法制得的吸附劑已得到改進(jìn)，煙氣脫硫反硝化的效率和質(zhì)量為90%。

（2）NO×SO。在美國(guó)，使用該技術(shù)的裝置在1980年開始通過(guò)吸收和滅活氟化鋁來(lái)探索鍋爐煙道氣和反硝化的過(guò)程。黏合劑使用r-鎳鐵作為重要的載體，并且重要的載體使用堿或。噴涂并涂抹堿性成分和鹽的混合物，然后繼續(xù)加熱浸泡的黏合劑并過(guò)度干燥以去除多余的水，吸附劑達(dá)到飽和后即可再生。該過(guò)程是用飽和度的黏合劑將加熱元件以約600升的溫度重新加熱到加熱元件的內(nèi)部，以釋放NOx，然后，將NOx連續(xù)發(fā)送到蒸汽鍋爐的燃燒室。NOx的濃度比在燃燒器中產(chǎn)生穩(wěn)定的物理平衡，因此只能生成過(guò)程N(yùn)2，并且可以將用于減少實(shí)際情況的氣體添加到再生器中，會(huì)產(chǎn)生較高質(zhì)量濃度的SO2和H2S混合物。

3.4布袋除塵器

袋式集塵器是一種高效除塵裝置，它使用過(guò)濾器組件（濾袋）將灰塵中的有害物質(zhì)中的固體，細(xì)小液體顆粒或氣體分離和捕集。

過(guò)濾袋是其主要組成部分，由過(guò)濾材料制成袋狀。金屬骨架固定在集塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，纖維材料是過(guò)濾材料和材料的基礎(chǔ)。就新型袋式集塵器而言，過(guò)濾器的次要功能是長(zhǎng)纖維層，而長(zhǎng)纖維層實(shí)際上具有較大的孔徑，并且集塵器和效率不高。隨著過(guò)濾過(guò)程的增加，一些大的灰塵顆粒被阻塞在過(guò)濾材料的體表上，形成一個(gè)小的顆粒層（在灰氧氣流開始時(shí)），并且過(guò)濾袋表面的孔徑變小了，它可以阻擋更多的小顆粒。

此時(shí)，主過(guò)濾器是灰塵噴射室，因此，多孔結(jié)構(gòu)的直徑增大，因此，靜電除塵器和一次集塵器的效率降低。因?yàn)椋叫L(fēng)除塵器的高除塵和效率的主要原因是通過(guò)在過(guò)濾材料的外表面上形成灰塵層。過(guò)濾材料僅在促進(jìn)系統(tǒng)形成一層灰塵顆粒和支撐大量灰塵的框架方面起作用。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，火電廠鍋爐生產(chǎn)過(guò)程中形成煙氣，為了達(dá)到更低的避免煙氣中有害物質(zhì)導(dǎo)致環(huán)境污染，需要采用脫硫脫硝協(xié)同控制技術(shù)，通過(guò)脫硫脫硝處理提高鍋爐的運(yùn)行效率，減少火電廠有害物質(zhì)的形成，推進(jìn)環(huán)境保護(hù)工作的深入進(jìn)行，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)火電廠技術(shù)創(chuàng)新與改革。

參考文獻(xiàn)

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