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● 火力发电行业为什么要进行锅炉烟气综合治理 |
随着经济和社会的发展,环境污染问题日益严重,火力发电行业是环境污染的主要源头。关键在锅炉烟气危害较大,烟气中包括粉尘、二氧化硫及氮氧化合物等,对环境以及对人体健康都会造成危害。 煤炭燃料在锅炉内燃烧过程中除放出大量热量外,还会产生大量烟尘。烟尘由气体和固体两部分组成。气体部分主要有二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、氮气、氧气、氧化氮、二氧化硫和硫化氢,固体部分主要是飞灰和炭黑。 炭黑是煤中挥发物质在高温缺氧的条件下热分解的产物。炭黑颗粒粒径细微,能在空气中漂浮很长时间,形成黑烟。由于炭黑是燃烧不的产物,烟气中还混有未燃尽的碳粒,随着烟气排人大气中。由于尘粒粒径不同,在重力作用下其沉降特性也不同。粒径小的尘粒可以长期漂浮在空中,称为飘尘。粒径大的颗粒能较快的沉降,称为降尘。工业锅炉排出的烟尘中的尘粒吸附能力很强,很多有害气体和液体能吸附在这些微粒上而被吸人人体内,粘附于支气管壁和肺泡壁上,危害人们的身体健康。烟尘能够使植物的光合作用减弱,造成植物叶片枯萎,使农作物产量降低。 烟气中的二氧化硫是一种无色有臭味的气体。当大气中的二氧化硫浓度达到3.5mg/m3时,会使人的呼吸系统、心血管系统疾病的发病率和死亡率增加,它还会腐蚀工业设备和构筑物,更严重的会形成酸雨、破坏植被、森林平衡。烟气中的一氧化氮和一氧化碳等有害气体,被吸人人体后,会使人缺氧而麻痹。 总之,燃料在锅炉内燃烧后产生大量的烟尘、硫和氮的氧化物等有害气体,这些有害物质排放到大气中,对人们的生产、生活、健康以及环境都会造成极大危害。对此,要要引起高度重视,加强对电厂锅炉烟气的处理对于改变我国的空气环境具有着重要的意义,天洁公司主要对电厂锅炉烟气净化综合治理技术进行深入的研究和对项目的治 理实施。 |
● 干法烟气脱硫产品简介 |
天洁产品:节能省耗 绿色环保 天洁产品研发体系,凭借天洁人的设计研发能力、国际标准的制造工艺、ISO的质控管理体系,已经发展到新的高度,可根据每个用户的具体需求或项目的特色,进行个性化研发设计,为其量身定制大气净化产品,节约成本,实现节能省耗,减少污染,绿色环保的可持续发展。 干法烟气脱硫:喷入炉膛的CaCO3高温煅烧分解成CaO,与烟气中的SO2发生反应,生成硫酸钙;采用电子束照射或活性炭吸附使SO2转化生成硫酸氨或硫酸,统称为干法烟气脱硫技术。它的优点是工艺过程简单,无污水、污酸处理问题,能耗低,特别是净化后烟气温度较高,有利于烟囱排气扩散,不会产生“白烟”现象,净化后的烟气不需要二次加热,腐蚀性小;其缺点是脱硫效率较低,设备庞大、投资大、占地面积大,操作技术要求高。典型的干法脱硫系统是将脱硫剂(如石灰石、白云石或消石灰)直接喷入炉内。以石灰石为例,在高温下煅烧时,脱硫剂煅烧后形成多孔的氧化钙颗粒,它和烟气中的SO2反应生成硫酸钙,达到脱硫的目的。 NID(Novel Integrated Desulphurization)干法烟气脱硫技术是在半干法脱硫装置的基础上创造性开发的新一代的烟气干法脱硫技术,它借鉴了半干法技术的脱硫原理,又克服了此种技术使用制浆系统而产生的弊端。因此具有投资低、设备紧凑的特点,适用于300MW及以下机组。 技术特点 1)NID技术采用生石灰(CaO)的消化及灰循环增湿的设计,保证新鲜消化的高质量消石灰(Ca(OH)2)立刻投入循环脱硫反应; 2)利用循环灰携带水分,在粉尘颗粒的表面形成水膜。粉尘颗粒表面的薄层水膜在一瞬间蒸发在烟气流中,在极短的时间内形成温度和湿度适合的理想反应环境。同时也克服了传统半干法脱硫反应器中可能出现的粘壁问题; 3)由于建立理想反应环境的时间减少,使得总反应时间大大降低成为可能,可降低脱硫反应器高度; 4)烟气在反应器中高速流动,整个装置结构紧凑、体积小、运行可靠。装置的负荷适应性好; 5)脱硫副产物为干态,系统无水产生。终产物流动性好,适宜用气力输送。脱硫后烟气不必再加热可直接排放; 6)对吸收剂要求不高,可广泛取得。 7)通过减小吸收塔的尺寸和降低占地面积以及避免采用复杂昂贵的消化制备系统,大大降低了初投资和运行费用; 8)脱硫效率高,脱硫效率可达90%以上。 一、吸收剂的制备:吸收剂的制备主要在混合、加湿器中完成。在吸收剂混合增湿装置中把电除尘器或布袋除尘器捕集下来的具有一定碱性的循环飞灰、新补充的脱硫剂、水分按照一定比例混合,使之含有适量水分,又能自由流动。吸收剂吸收酸性成分的效率与吸收剂的湿度及温度密切相关。为保证增湿的吸收剂能均匀地分布到烟气流中,增湿混合后的吸收剂应呈自由流动状态,具有极大的表面积,利于固、液、气三相反应,避免造成对黏着物或浆状物的处理。因此吸收剂的含湿量控制非常关键,含湿量过高,混合灰的流动性能降低,不利于它们的均匀分布;含湿量过小,虽然流动性好了,但CaO消化不,不能有效地转化为Ca(OH)2,当进入烟道反应器中时,在热的烟气氛围中,粉尘表面水分马上蒸发降临到临界水分以下.不利于酸性物质的吸收。此外吸收酸性成分的反应条件还与温度有关。大量的工程及实验研究表明,反应器出口处的温度保持在80℃-140℃。 二、HC1、SO2及其它酸性气体的烟气吸收:将吸收剂注入除尘器入口烟道(立式反应器)中,特殊设计的气体分配器可确保进入烟气中的吸收剂能够均匀分布,利用石灰石(CaO)或熟石灰Ca(OH)2吸收SO2的原理,在热态烟气的氛围中吸收剂表面水分被蒸发,烟气湿度增加温度降低,烟气中的SO2、HC1等酸性组份被吸收,生成的CaSO3?1/2H20和CaCl2?4H2O。 三、二垩英、重金属物质的收集:来自储仓中的活性炭粉末被喷射器喷入吸收剂制备装置,进入烟气中以其巨大的活性表面吸收Hg等重金属及二垩英等污染物。 四、细微颗粒的收集:在立式反应器中反应后的烟气进入布袋除尘器(或电除尘器)颗粒状粉尘被除尘器所收集,被收集的颗粒的主要部分经加湿器加湿后被再循环至NID反应装置,设于料斗中的料位控制系统可自动控制进入产物储仓的产物量。 该净化工艺反应温度低,比表面积大,反应力强;流程运行温度低,脱硫率高;属干法净化,无水滴,无腐蚀;对烟气粉尘负荷变化不敏感:反应剂廉价而易制备。反应器设计结构紧凑,占地面积小;与环境友好,无新增污染;设备可标准化,安装检修容易;反应器的循环流化床结构简单。该工艺投资较低;无灰浆装置,节约能源;直接使用CaO,运行成本较低;反应剂利用率高;终产物为“干法”固态;设备少,维护费用低;无腐蚀因而维护费用低(无水喷淋,SO399%去除);无喷嘴无雾化器,因而易维护。 干法烟气脱硫技术在钢铁行业中已经有应用于于大型转炉和高炉的例子,对于中小型高炉该方法则不太适用。干法脱硫技术的优点是工艺过程简单,无污水、污酸处理问题,能耗低,特别是净化后烟气温度较高,有利于烟囱排气扩散,不会产生“白烟”现象,净化后的烟气不需要二次加热,腐蚀性小;其缺点是脱硫效率较低,设备庞大、投资大、占地面积大,操作技术要求高。 优点:干法烟气脱硫技术为气同反应,相对于湿法脱硫系统来说,设备简单,占地面积小、投资和运行费用较低、操作方便、能耗低、生成物便于处置、无污水处理系统等。 缺点:但反应速度慢,脱硫率低,的可达60-80%。但目前此种方法脱硫效率较低,吸收剂利用率低,磨损、结垢现象比较严重,在设备维护方面难度较大,设备运行的稳定性、可靠性不高,且寿命较短,限制了此种方法的应用。 分类:常用的干法烟气脱硫技术有活性碳吸附法、电子束辐射法、荷电干式吸收剂喷射法、金属氧化物脱硫法等。 A 活性碳吸附法: 原理:SO2被活性碳吸附并被催化氧化为三氧化硫(SO3),再与水反应生成H2SO4,饱和后的活性碳可通过水洗或加热再生,同时生成稀H2SO4或高浓度SO2。可获得副产品H2SO4,液态SO2和单质硫,即可以有效地控制SO2的排放,又可以回收硫资源。该技术经西安交通大学对活性炭进行了改进,开发出成本低、选择吸附性能强的ZL30,ZIA0,进一步完善了活性炭的工艺,使烟气中SO2吸附率达到95.8%,达到国家排放标准。 B 电子束辐射法: 原理:用高能电子束照射烟气,生成大量的活性物质,将烟气中的SO2和氮氧化物氧化为SO3和二氧化氮(NO2),进一步生成H2SO4和硝酸(NaNO3),并被氨(NH3)或石灰石(CaCO3)吸收剂吸收。 C 荷电干式吸收剂喷射脱硫法(CD.SI): 原理:吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电电晕充电区,使吸收剂带有静电荷,当吸收剂被喷射到烟气流中,吸收剂因带同种电荷而互相排斥,表面充分暴露,使脱硫效率大幅度提高。 此方法为干法处理,无设备污染及结垢现象,不产生废水废渣,副产品还可以作为肥料使用,无二次污染物产生,脱硫率大于90%,而且设备简单,适应性比较广泛。但是此方法脱硫靠电子束加速器产生高能电子;对于一般的大型企业来说,需大功率的电子枪,对人体有害,故还需要防辐射屏蔽,所以运行和维护要求高。四川成都热电厂建成一套电子脱硫装置,烟气中SO2的脱硫达到国家排放标准。 D 金属氧化物脱硫法: 原理:根据SO2是一种比较活泼的气体的特性,氧化锰(MnO)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe3O4)、氧化铜(CuO)等氧化物对SO2具有较强的吸附性,在常温或低温下,金属氧化物对SO2起吸附作用,高温情况下,金属氧化物与SO2发生化学反应,生成金属盐。然后对吸附物和金属盐通过热分解法、洗涤法等使氧化物再生。 这是一种干法脱硫方法,虽然没有污水、废酸,不造成污染,但是此方法也没有取得推广,主要是因为脱硫效率比较低,设备庞大,投资比较大,操作要求较高,成本高。该技术的关键是开发新的吸附剂。 以上几种SO2烟气治理技术目前应用比较广泛的,虽然脱硫率比较高,但是工艺复杂,运行费用高,防污不,造成二次污染等不足,与我国实现经济和环境和谐发展的大方针不相适应,故有必要对新的脱硫技术进行探索和研究。 |
合作客户 | 项目合作内容 | 项目所在地 |
荷兰帝斯曼公司(DSM) | 锅炉烟气净化工程 | 吉林长春 |
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济宁市东郊热电厂 | 锅炉烟气净化工程 | 山东济宁 |
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济阳城建热电有限责任公司 | 锅炉烟气净化工程 | 山东济阳 |
淄博欧木特种纸业有限公司 | 锅炉烟气净化工程 | 山东淄博 |
济南圣泉集团股份有限公司 | 锅炉烟气净化工程 | 山东章丘 |
河南濮阳蔚林化工有限公司 | 锅炉烟气净化工程 | 河南濮阳 |
潍坊春江食品有限公司 | 锅炉烟气净化工程 | 山东安丘 |
● 锅炉烟气除尘 |
锅炉在使用的过程中不可避免地产生粉尘和烟气,锅炉烟气除尘就是把锅炉中的粉尘从烟气中分离出来,从而减少粉尘污染并且有利于进一步对烟气进行脱硫、脱硝等处理。随着社会的发展,环保越来越受到人们的重视,锅炉除尘也已经应用到火力发电等各个领域。锅炉除尘采用的除尘设备包括机械除尘器、袋式除尘器、电除尘器和湿除尘器等。但每种除尘净化系统总有其技术上的优点和缺点,应根据实际情况选择合适的除尘设施与工艺。 |
● 锅炉烟气脱硫 |
锅炉烟气脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究,目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。其中燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。 |
● 锅炉烟气脱硝 |
锅炉烟气脱硝是燃烧烟气中去除氮氧化物的过程,防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境,应对煤进行脱硝处理。分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。世界上比较主流的工艺分为:SCR和SNCR。这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外,其他并无太大区别,但如果从建设成本和运行成本两个角度来看,SCR的投入至少是SNCR投入的数倍,甚至10倍不止。 |
● 锅炉烟气超低排放 |
2014年9月,国家、环保部、国家联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》,要求新建机组应同步建设脱硫、脱硝和除尘设施,东部地区新建机组基本达到燃机排放限值,中部地区原则上接近或达到燃机排放限值,鼓励西部地区接近或达到燃机排放限值。同时,稳步推进东部地区现役燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃机排放限值的环保改造。 锅炉烟气超低排放,是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中,采用多种污染物协同脱除集成系统技术,使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值,即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不超过10 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³,比《火电厂大气污染物排放标准》中规定的燃煤锅炉地区特别排放限值分别下降50%、30%和50%,是燃煤发电机组清洁生产水平的新。要研发“多污染物协同控制技术”,对燃煤电厂原有的脱硝设备、脱硫设备和除尘设备进行提效改造,并引入新的环保技术对汞和三氧化硫进行进一步脱除,使电厂排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞和三氧化硫达到超低排放的要求。 |
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