火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术研究

火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术研究

邹洪瑀、梁大伟

青海大美煤业股份有限公司 青海省 西宁市 810000

摘要：在社会发展下，我国的各个行业领域快速进步。围绕火电厂锅炉烟气脱硫脱硝工艺展开分析，为了实现脱硫脱硝协同控制，首先明确氮氧化物污染控制的必要性，阐述脱硫脱硝协同控制技术的原理，最后从烟气海水脱硫技术、金属氧化物脱硫脱硝技术、高能电子活化氧化技术、吸收剂喷射技术四个方面，介绍脱硫脱硝协同控制技术的运用，以期能够为今后火电厂锅炉生产运行提供先进技术支持。

关键词：火电厂；锅炉；烟气脱硫脱硝；协同控制

引言

在人们对电力行业环保要求不断上升的情况下，有许多企业还是没能科学合理地通过相关技术进行烟气脱离脱硝除尘的工作，在当前社会快速发展的潮流下电厂所排除的废气是以往的数十倍，严重影响了人们的生命健康以及对环境造成了严重的污染。

1火电厂氮氧化物污染控制必要性

氮氧化物属于大气污染物，危害到生态环境与人们的身体健康，并且由引发臭氧、酸雨等二次污染的可能。现如今，我国的酸雨污染现象已经转变为硫酸与硝酸复合型，其中硝酸根离子含量增加。在京津冀雾霾的环保压力持续增加这一环境下，氮氧化物防控工作被正式提上日程。火电厂锅炉生产排放的氮氧化物含量比较高，在全国氮氧化物排放量中占比高达40%，是比较重要的氮氧化物排放源。

2火电厂锅炉烟气脱硫脱硝协同控制技术应用

2.1金属氧化物脱硫脱硝技术

金属氧化物脱硫脱硝技术的应用原理，主要是通过载体中的金属氧化物、烟气内部S02、O2反应形成硫酸盐，硫酸盐可以当作NH3选择性催化剂，用于氮氧化物与氮气的还原，达到脱硫脱硝的目的。金属硫酸盐、甲烷在还原反应下，会形成单质金属、金属硫化物，火电厂锅炉运行产生的烟气当中，利用氧化作用生成金属氧化物，实现脱硫脱硝协同控制。

2.2洗涤塔碱液泵注入量不足问题及优化措施

石化催化裂解装置进料组分较设定值硫含量较高，造成催化烟气中硫含量较设定值高。脱硫塔设计注碱量为190L/h，为了维持洗涤塔内pH值，需注入279L/h碱液。脱硫脱硝装置碱液注剂泵为一开一备，单台碱液注剂泵设计值单台流量为199L/h，启动一台注碱泵无法达到279L/h,需要投用两台碱液泵提高碱液注入量。在双泵运行期间机泵流量波动较大，无法投用自动控制。出现运行泵故障检修情况，洗涤塔内pH值无法维持，造成外排烟气SOx浓度不合格。

2.3布袋除尘器

袋式集尘器是一种高效除尘装置，它使用过滤器组件（滤袋）将灰尘中的有害物质中的固体，细小液体颗粒或气体分离和捕集。

过滤袋是其主要组成部分，由过滤材料制成袋状。金属骨架固定在集尘器的内部结构中，纤维材料是过滤材料和材料的基础。就新型袋式集尘器而言，过滤器的次要功能是长纤维层，而长纤维层实际上具有较大的孔径，并且集尘器和效率不高。随着过滤过程的增加，一些大的灰尘颗粒被阻塞在过滤材料的体表上，形成一个小的颗粒层（在灰氧气流开始时），并且过滤袋表面的孔径变小了，它可以阻挡更多的小颗粒。

此时，主过滤器是灰尘喷射室，因此，多孔结构的直径增大，因此，静电除尘器和一次集尘器的效率降低。因为，袋式旋风除尘器的高除尘和效率的主要原因是通过在过滤材料的外表面上形成灰尘层。过滤材料仅在促进系统形成一层灰尘颗粒和支撑大量灰尘的框架方面起作用。

因此，即使设计合理，灰尘层也可以，但对于较大和较小的颗粒，滤网较大的滤布也可以具有较高的除尘效率，袋式除尘器也有缺点，例如，运行中的阻力大，粉尘和酸露点的整体温度等对过滤材料的寿命有很大影响；袋子需要清洗，但是，清洗必须使袋子振动，在过滤过程中，大大小小的煤尘颗粒会严重磨损袋子，从而降低袋子的实际使用寿命。袋式除尘器的平均寿命少于2年，这限制了袋式除尘器在发电厂的应用，另外，袋式过滤器的耐高温性和性能也受到限制。

2.4烟气海水脱硫技术

烟气海水脱硫是用海水作为脱硫剂达到脱除烟气中SO2目的的一种工艺。海水之所以能作为脱硫剂，是由海水的性质决定的。海水含有过量的可溶性的碳酸钙和碳酸钠，通常呈碱性，海水中的这种成分使得海水具有大量吸收和中和SO2的能力。

机组海水采用一次直流的方式吸收烟气中的SO2，烟气中的SO2首先在吸收塔中被海水吸收生成亚硫酸根离子SO32-和氢离子H+。吸收塔排出的酸性海水依靠重力流入海水处理厂的曝气池中，在曝气池中鼓入大量的空气，还加速了二氧化碳CO2的生成释放，有利于中和反应，使海水中溶解氧达到接近饱和水平。海水吸收SO2最终生成的硫酸盐，是一种无害物质。硫酸盐是海水中盐分的主要成分，硫酸盐对海洋生物来说是不可缺少的。

脱硫系统主要包括：烟气系统、海水供应系统、海水水质恢复系统、工艺水系统、脱硫装置辅助系统、电气、仪表及控制系统。HDS系统是一种以水为中间换热媒介的“热量转移”系统，用来取代传统的回转式GGH，循环水先在HDS冷却器中吸收热量降低脱硫塔入口烟温，然后通过循环泵打到HDS再热器中将热量传递给脱硫塔出来的净烟气提高烟囱入口的烟温，HDS系统包括HDS换热器本体、循环水系统、化学取样加药系统、HDS清洗系统、控制系统、供电系统。

2.5脱硫脱硝技术在火电厂烟气排放中的应用

工业的发展离不开能源的消耗，其中，电能占据了工业生产中能源的绝大部分，就我国而言，虽然核电、水电、风电等其他形式的产能方式也在快速发展，，但目前主要的发电方式还依赖于传统的热媒发电方式，因此电厂对煤的消耗是巨大的，与此同时产生的烟气污染也是巨大的，为了达到环境保护的目的，对电厂锅炉排放的污染物必须进行处理。近年来，随着技术的不断发展，越来越多的电厂开始应用烟气除尘和硫硝的脱除技术，通过借鉴国外的优秀经验和技术，结合自身的特点，开发出了符合自身特点的相关技术。

目前针对电厂运行中电厂锅炉的运转方式，主要开发出的烟气处理技术有干式、湿式、以及半干式烟气脱硝脱硫技术，所谓干式，就是在干燥状态下，通过投加粉末或颗粒状的药剂，达到去除硫元素和氮的化合物，且最后不会出现二次污染，且无水蒸气产生，不会对设备产生腐蚀。主要形式有荷电干式喷射法和等离子体法。湿式是在可在潮湿条件下通过吸收剂完成对烟气的处理，也是目前应用最广的方式，其使用碱性物质作为吸收剂来处理烟气。一般分为吸收剂法和石灰石-石膏法两种，这种技术脱硫脱硝效果好，可以避免环境二次污染。应用较为广泛。半干式脱硝除硫技术也是常用技术之一，其工作介质是在气固液体中，通过一定反应完成对硫和氮化合物的转化，达到去除的目的，其和干式法较为相似，一种是通过加湿活化和投加钙的形式，利于射流加湿器和活化反应器来去除硫和氮化物，第二种是利用吸收剂的作用完成对烟气的处理，主要有旋转喷雾干燥的形式。这三种方式针对不同的使用条件各有优劣，因此在技术应用过程中针对性的做出合理选择相当重要。

结语

综上所述，火电厂锅炉生产过程中形成烟气，为了达到更低的避免烟气中有害物质导致环境污染，需要采用脱硫脱硝协同控制技术，通过脱硫脱硝处理提高锅炉的运行效率，减少火电厂有害物质的形成，推进环境保护工作的深入进行，同时也能够实现火电厂技术创新与改革。

参考文献

[1]赵丹.电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术浅析[J].电子乐园,2019(5):0180-0180.

[2]卢方平,董正.电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘技术浅析[J].科技经济导刊,2019,27(11):122.