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技术 | 火力发电厂脱硝技术研究

北极星电力网新闻中心  来源:《电力设备》  作者:田佩玉  2019/8/23 11:52:24  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 脱硝 火电环保 火电技术

北极星火力发电网讯:摘要:目前我国的大气污染现象是我国急需解决的环境污染问题之一,而我国的火力发电厂是降低污染物的关键所在,光化学烟雾会对人们的身体健康产生一定危害,为了确保人民的生命安全,因此必须做好火力发电厂脱硝,对此技术给予有效应用。基于此,本文结合火力发电厂脱硝技术的发展现状,分析了烟气处理法与SCR脱硝工艺,以望为发电厂脱硝技术的合理应用提供一定参考。

1引言

一直以来,中国是世界上最大的煤炭生产和消费国,也是当今世界上以煤为主的能源消耗大国,而发电煤耗高、能源利用率低,加剧了煤炭燃烧造成的环境污染,因此,清洁煤发电技术在我国的推广具有重大的现实意义。

2烟气脱硝技术概述分析

一般而言,电厂燃煤锅炉常用的脱硝技术可分为:炉内脱硝和烟气脱硝。炉内脱硝是指燃烧过程中抑制NOX生成,即低NOX燃烧技术,属燃烧中控制技术;烟气脱硝是指对燃烧生成后的NOX进行脱除,属燃烧后控制技术。电厂脱硝前期的脱硝技术以低NOX燃烧技术开发为主,因为中国燃用煤种多、范围广,致使这些技术在应用中遇到了一些困难,但此技术投资小,能够降低NOX排放值的30%-50%,因此要进一步降低NOX的排放,必须采用烟气脱硝技术。

在我国火力发电厂的规模逐渐扩大,并获得广泛应用的状况下,其生成的氢氧化物严重的威胁到人类的日常生活,因此必须要对此给予遏制。火力发电厂要设法降低污染。现阶段在火力发电厂中应用比较广泛的一项技术即为烟气脱硝技术,此项技术能对其中产生的氮氧化物给予较好的处理,具有重要的现实作用。

3火电厂锅炉烟气脱硝技术分析

火电厂如果采用SCR或者SNCR脱硝装置,会对锅炉产生一定影响,此外会对环境造成影响。SNCR脱硝技术常用的还原剂为尿素。根据国外经验,烟气中喷入尿素或者氨,不会造成受热面的腐蚀,这是因为尿素或氨只有和烟气中的某些成分相结合,产生酸性物质并沉积在这些受热面上时,才能造成受热面腐蚀。还原剂喷射区受热面的温度和烟气的温度均很高,无法形成有害物质。

3.1 SCR脱硝催化剂选型分析

假设某锅炉烟尘浓度为45g/Nm3。为保证现阶段煤种情况下脱硝装置正常运行,在催化剂选型时推荐用蜂窝式催化剂,反应器设计尺寸为10m×12m。接合反应器的尺寸及催化剂模块尺寸催化剂模块尺寸为1906×966。根据烟尘浓度及灰份情况以及炉后框架尺寸催化剂选型方案建议考虑为蜂窝式或板式。

3.2 SCR脱硝催化剂检验分析

依据《催化剂单元外观检验作业指导书》加以验证是否合格。

3.3 注意事项

在操作过程中要防止催化剂老化。因为催化剂化学寿命到达极限时需重新加装或更换新的催化剂层。当采用单层催化剂布置时由于单层催化剂所需用量较大在重新加装或更换催化剂时其一次性更换量较大不利于经济运行。具体办法是预计催化剂活性会按指数规律随时间的减弱这表示开始运行时减活速度快随着催化剂的老化减活速度变慢。即便采取上述措施也会因外界因素存在一些问题。

4烟气处理法分析

4.1脉冲电晕等离子体法以及电子束照射法

此方法必须要借助高能电子,并且生成自由基,NO就会发生氧化反应生成NO2,之后发生H2O、NO2以及NH3作用,从而生成NH4NO3,其可以作为化肥,同时要进行回收利用。

4.2吸附法

现在我国常用的吸附剂包括泥煤、活性炭以及硅胶等。诸多吸附剂能够将NO催化氧化为NO2,之后对水或可用水进行吸收,此方法需要用到较大的设备,还需使用大量的吸附剂,具有非常大的投资成本。

4.3微生物法以及液膜法

微生物法即为在具有外加碳源的前提下,选用合适的脱氮菌,借助的氮源即为NOX,NO2溶于水生成NO3,然后二氧化氮会被生物还原成氮气,但是一氧化氮会被吸附在微生物表面,然后又被微生物逐渐还原成氮气;国外也在广泛的使用液膜法,并对其开展了大量研究。目前,此2种方法都还处在发展阶段。

作为一种比较成熟的方法,SCR技术还应该不断的改进与完善。其借助于催化剂的作用,当达到280℃至420℃的烟气温度时,将氮喷入,最终会把NOX逐渐还原为H2O以及N2。

5 SCR脱硝工艺分析

5.1 SCR灰斗、SCR旁路以及反应器的设置

在高尘区安装反应器时,要注意其位置上飞灰含量的高度,从而防止飞灰会堵塞催化剂,以及对其的防磨损程度;在将反应器安装在低尘区的时候,应该借助换热器等装置激发催化剂的反应活性。为了方便检修SCR故障,为了防止机组出现损耗,应该设置SCR旁路。在SCR反应器中会产生积灰,为了防止SCR中含有的催化剂自身的催化功能遭到破坏,应该设置SCR灰斗,从而有效降低进入空气预热器里的灰分数量。

5.2 SCR法烟气脱硝特点与工艺流程

此方法的工艺流程中包括了控制系统、贮氨、喷氨、混氨以及反应塔系统等。汽车会将液氮输送至液氨储罐内进行贮藏,储罐温度决定着无水液氨的实际储存压力。在蒸发器里的热水以及蒸汽的作用下,液氮会被减压蒸发然后送到氨蒸发罐,借助于鼓风机的作用,将和氮量形成相应比例的空气鼓入空气与氮气混合器内,再借助于喷嘴的作用被注入至烟道隔栅内,于是和原烟气发生混合。烟气在和一些旁路高温烟气发生混合调温以后,会逐渐进入反应塔内,然后借助于催化剂的催化作用,烟气内含有的NOX以及NH3会发生化学反应。

6火电厂锅炉烟气脱硝建议

在配套措施方面,为促进火电厂锅炉烟气脱硝工作顺利的推进,还应出台相关配套措施。对于普遍存在的脱硝工程改造、建设及运行资金缺口大等问题,除通过价格政策逐步解决外,还可通过环保专项补助资金等方式予以解决。还需加强火电脱硝监管,可借鉴脱硫电价经验,将脱硝设施在线监测系统同步接入环保部门和电力监管机构。加大对脱硝关键技术研发的支持力度,鼓励技术创新和自主化。

除此之外,在脱硝电价方面,为了有效的发挥出价格政策的引导作用之外,将会在最大的限度上促进火电脱硝设施建设以及改造,确保脱硝设施可以全面进行投运,不断鼓励企业提高其运营的能力以及减排效率,站在短期的角度来看的话,脱硝电价补贴应该适当提高。而站在中长期的角度来看的话,应该不断完善脱硝电价补贴的政策。可以依据实际的项目慢慢到位实现加价;还可以依据煤种和项目类型,确定不同的电价补贴。

7结束语

总而言之,近年来我国的火力发电厂中应用的烟气脱硝技术已经获得一定的发展。在全球环境不断发生改变的新时期,火力发电厂中应用的烟气脱硝技术也在持续的发展及改进,为了降低对环境造成的污染,为了促进我国经济的不断发展,火力发电厂要积极的探索,通过不停的努力进而解决在实践之中存在的种种问题,不断加快立足于我国物质及技术基础的相关研究应用的试点工作,不断的完善烟气脱硝技术,从而减少环境污染,促进我国经济的可持续发展。

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