论现阶段火电厂脱硫技术与环保措施

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火电厂是我国燃煤发电生产中的重要组成部分,为推动我国经济发展做出了重要贡献。火力发电是我国重要的发电形式,占所有发电量的80%以上,新时期火电厂生产期间采用环保措施,成为企业关注的重点。为了大幅度减少火电厂二氧化硫的排放,脱硫技术在多数火电厂中得到了广泛的应用。本文首先指出火电厂烟气特点和脱硫技术要点,然后介绍了脱硫技术的应用,最后总结了生产过程中的环保措施,以供参考。

SO2、NOx是大气污染物的重要组成,也是形成酸雨和雾霾的主要原因。火电厂在生产过程中,排放的烟气中就含有大量的SO2、NOx,会对工作人员和周边居民造成不利影响。新形势下,国家提出节能环保的发展理念,火电厂必须进行脱硫处理,改善空气环境质量。以下结合实践,探讨了火电厂的脱硫技术与环保措施。

1火电厂烟气特点和脱硫技术要点

1.1烟气特点

火电厂排放的烟气,具有以下特点:①排放量大,污染物的种类多、浓度低;②成分复杂,主要包括粉尘、CO、CO2、SO2、NOx等;③温度高、压力低,容易造成空气污染、水体污染、土壤污染,破坏生态环境。

1.2脱硫技术要点

烟气脱硫技术的种类多,选择脱硫技术时,要考虑以下几点:①脱硫后,SO2的排放量、排放浓度,均要满足国家和当地的规范要求;②不同脱硫工艺的适用性有限制,应结合煤种条件、燃煤含硫量指标进行选择;③要求脱硫技术成熟,不仅效率高,而且能可靠运行,具有丰富的应用经验;④合理布置场地,尽量减小占地面积,节省企业的投资成本;⑤脱硫过程中,能减少水、能源、吸收剂的消耗量,降低运行费用,且吸收剂的来源稳定;⑥脱硫产生的废水、副产物,可以再次利用或科学处理,避免带来二次污染。

2新时期火电厂脱硫技术的应用

2.1海水脱硫技术

海水脱硫技术不仅应用广泛,而且脱硫效果好。分析其原理,是利用海水中的碱性成分,去除烟气中的SO2,满足达标排放标准。具体应用时,海水脱硫技术由海水供应系统、烟气系统、SO2恢复系统、水质恢复系统组成,技术优势包括:①使用海水作为吸收剂,能节约淡水资源;②脱硫效率高,达到90%以上;③不会产生废弃物、副产品,不会带来二次污染;④不会造成管道结垢、堵塞,后期维护量小。火电厂选择海水脱硫技术时,选址建厂应该靠近周围的海水资源,降低运营成本。

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图1海水脱硫工艺流程

2.2活性焦炭技术

采用活性焦炭技术进行脱硫,是一种新型的技术工艺,原理是利用活性焦炭的吸附性,将烟气中的SO2吸出来,实现烟硫分离的目标。具体应用时,会加入合适的催化剂,可促使硫、硝等物质,转化为硫酸和硝酸,继而附着在活性焦炭上,最后通过分离设备即可完成脱硫过程。为了进一步降低SO2带来的危害,对于分离出来的硫酸、硝酸等物质,需要进一步加工处理,其中硫酸处理结果是:转化为氮气,危害性降低;或在高温条件下二次处理,提高烟气的净化效果。该技术的应用优点是:①水资源消耗量小,只需一个系统即可完成脱硫,清除率达到98%以上;②还能除去烟气中的金属、碳氮化合物等有害物质;③对设备、管道的腐蚀性小,基本没有废水和废物产生;④脱硫作业安全清洁,运行维护方便,满足清洁生产、循环经济的要求。

2.3高能辐射技术

高能辐射技术,主要分为电子照射法、脉冲电晕等离子法两种。第一,电子照射法,是利用电子加速器产生的等离子体,对SO2进行氧化,在极短时间内氧化为硫酸;然后和氨进行反应,生成微细粉粒,回收后可以作为农肥使用。该技术的优点是:操作简单,过程可以控制,可跟踪烟气成分、烟气量的变化;脱硫效率在80%-94%之间,不会产生废水和废渣。第二,脉冲电晕等离子法,是烟气中的高压脉冲电晕放电后,产生高能活性粒子,和烟气中的SO2反应,即可生成硫氧化物;进一步和水蒸气、氨反应,即可得到硫铵。该技术的优点是:投资成本低,运行费用低;不会产生二次污染。

2.4石灰石-石膏脱硫技术

石灰石-石膏脱硫是一项主流技术,将脱硫系统安装在烟道末端,使用石灰石作为洗涤剂,从而去除烟气中的SO2。该脱硫技术是由石灰石制备系统、吸收系统、烟气再热系统、石膏脱水系统、废水处理系统组成,优点包括:①操作简单,成本低廉;②工艺技术成熟,具有较高的稳定性;③脱硫效率高,达到95%以上;④设备的布置紧凑,可以节约占地面积。具体应用时,该技术的要点如下:第一,脱硫过程中,烟气和石灰石浆液发生化学反应,促使SO2吸收;第二,在石灰石浆液中加入空气,可促使亚硫酸钙氧化,继而生成石膏,对烟气进行净化;第三,脱硫后会产生废气和废渣,必须进行处理,否则会造成二次污染。

3火电厂生产过程中的环保措施

3.1锅炉节能环保

第一,降低燃煤消耗量。在火电厂内成立热力试验小组,定期监测煤粉的细度,通过燃烧试验,调整风煤配比,得到最佳过剩空气系数。针对锅炉漏粉、漏风问题,及时采取有效处理方案。在空预器的出口,设置低温省煤器,可利用烟气余热对凝结水进行加热。一方面能提高给水温度,减少燃煤消耗;另一方面能降低烟气的热量损失,减少系统的耗水量。

第二,降低燃油消耗量。燃油消耗量过大,原因主要是机组的燃油效率低。控制燃油的消耗,可以采用以下方法:①对燃油适度加热;②改善机组硬件的受热强度,促使炉内管壁受热均匀,可提高锅炉运行的安全性;③根据油耗节约标准,制定合理的奖励措施,提高工作人员的节能意识。第三,降低锅炉电耗量。锅炉运行时,对电能的损耗量大,在锅炉运行前,应该检测机组的运行状态,处于稳定状态后再开启,防止锅炉超负荷运行。如果锅炉已经超负荷运行,工作人员应该记录运行数据,及时停机,避免造成严重故障。此外,还可以减小漏风量,能降低引风机的功率,促使锅炉节能运行。

3.2汽机节能环保

第一,提高工作效率。汽机在运行时,应采用集中供热机组,在冬季利用汽轮机的背压排汽,为居民供暖。对供热蒸汽加强监督管理,避免供热时出现排挤问题。在技术手段上,提高缸组间的密度,可防止排气时过度分散;对汽机加强检修,避免汽机带病运行。

第二,减少水电消耗。在节电方面,使用汽动给水泵,取代电动给水泵,提高水泵机组的负荷率;设备的再循环门,保证开关正常,具有良好的密封性;循环水泵采用变频运行模式,根据机组的真空度,改变循环水泵的频率。在节水方面,对除氧器的排氧管道进行改造,引到轴封加热器,可以回收除氧器的汽热损失。合理调节加热器风机的排气量,在循环水浓缩倍率范围内,控制冷却水塔的循环水量。

3.3电气节能环保

变压器从空载运行,转变为冷备用方案,可降低备用变压器的空载损耗。当机组停止运行,辅机设备也应该及时停止。火电厂内的照明系统统一管理,按时开关照明灯具。针对临时用电、非生产用电,加强管理力度;同时监测电量表,提高电力计量的准确性。

3.4控制噪音污染

火电厂在生产过程中,会产生较大的噪音,不仅影响工作人员的健康,也会对周边居民造成干扰。对此,可以使用隔声罩、消声器,在设备上安装降震器,从而减少噪音形成,阻断噪音的传播途径,将噪音分贝控制在标准范围内。

3.5废水废气处理

第一,在废水的处理上,可以和石膏粉混合在一起,凝固成石膏再次使用;或者使用电除尘设备,对空气加热后,促使废水蒸发并进入脱硫系统。

第二,在废气的处理上,火电厂可以引进低氨燃烧技术,一方面能去除烟气中的毒害物质,另一方面成本低廉,适合推广应用。此外,火电厂可以改进燃烧器,调节空燃比,降低温度和氧气浓度等,减少废气的排放量。

第三,在烟尘的处理上,主要包括铅、铬、硫化物等,进入大气后接触人体皮肤,或进入呼吸系统,就可能引起疾病。对此,应结合火电厂的生产特点,加装旋风除尘器、过滤除尘器等,提高除尘效果,提高空气质量。

4结语

综上所述,火电厂在生产期间,烟气中含有多种毒害物质,必须进行清洁处理。文中以脱硫为核心,介绍了海水脱硫技术、活性焦炭技术、高能辐射技术、石灰石-石膏脱硫技术的应用,并总结了几点环保措施。希望为火电厂提供经验借鉴,以提高经济效益和环保效益。