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大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫技术分析

2020-06-30母章霞

科学技术创新 2020年17期
关键词:吸收塔湿法燃煤

母章霞

(鹤壁煤电股份有限公司热电厂,河南 鹤壁458008)

随着当今社会经济的发展,人们的用电需求也开始不断增加。这样的情况对于大型燃煤发电厂的发展起到了良好的推动作用。但是在大型燃煤发电厂的运行之中,锅炉烟气脱硫处理始终是一项备受关注的问题。所以,脱硫技术的合理应用也越来越受到当今社会的关注与重视。

1 大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫技术的分类

在当今的大型燃煤发电厂之中,烟气脱硫技术有很多种,我们可以根据脱硫的工艺特征对其进行分类。首先,根据脱硫工艺应用之中脱硫效率高低来进行分类,可以将其分为高脱硫率技术、中脱硫率技术以及低脱硫率技术。其次,根据脱硫之后产生的副产品能否综合利用来进行分类,可以将其分为抛弃法以及回收利用法。再次,根据脱硫工艺之中所应用到的吸收剂种类进行分类,可以将其分为钙基工艺、氨基工艺以及钠基工艺[1]。在当今,对于烟气脱硫技术最常用到的分类方法就是根据其吸收剂以及脱硫之后产物的状态来进行划分,通常情况下,可以将该技术划分成三大类,其一是湿法工艺,其二是半干法工艺,其三是干法工艺。

1.1 湿法工艺

在湿法工艺的应用过程中,主要是通过浆液状态的吸收剂来洗涤吸收塔,在通过该工艺流程进行脱硫之后,产生的都是湿态的副产品。因此我们将这种脱硫工艺称为湿法工艺。

1.2 半干法工艺

在半干法工艺的应用过程中,主要是通过浆液状态的吸收剂来洗涤吸收塔,在通过该工艺流程进行脱硫之后,产生的都是半干状态的副产品。因此我们将这种脱硫工艺称为半干法工艺。

1.3 干法工艺

在干法工艺的应用过程中,主要是通过浆液状态的吸收剂来洗涤吸收塔,在通过该工艺流程进行脱硫之后,产生的都是干态的副产品。因此我们将这种脱硫工艺称为干法工艺。

2 大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫的工艺原则

2.1 烟气中的二氧化硫与我国相关标准相符

在通过烟气脱硫技术进行烟气脱硫处理之后,排放出的烟气之中,二氧化硫含量应该与我国相关的排放标准相符,并满足建设机组环境评价方面的相关要求。

2.2 脱硫设施应具备良好的经济性

大型燃煤发电厂之中烟气脱硫设施的建设在当今已经成了一种必然的发展趋势,但是在脱硫设施的建设与应用过程中,初期投资以及运行费用都可能会导致电价上涨。但是根据我国的相关规定,各类的发电厂都将通过竞争上网的形式进行市场竞争,因此,为保障大型燃煤发电厂的市场竞争优势,发电厂就应该合理进行固定成本的控制,进而让电价得到合理控制。这就要求大型燃煤发电厂在脱硫工艺的选择以及脱硫设施的建设之中做好初期成本以及运行费用的控制,通过对各种工艺初期的投资以及后期的运行费用对比分析,最终实现最优选择,在保障脱硫工艺烟气脱硫效果的基础上,实现脱硫设施初期建设成本和后期运行费用的最大限度节约。通过这样的方式,才可以有效降低大型燃煤发电厂的运行成本,使其电价得到合理控制,这对于大型燃煤发电厂市场竞争能力的提升及其在当今经济市场之中的良好发展都十分有利。

2.3 保障脱硫设施运行的稳定性

虽然脱硫设施的运行情况并不会对整个机组的工作效率造成影响,但是如果脱硫设施的稳定性不佳,就会导致锅炉排放烟气之中二氧化硫的含量增加,进而对环境造成严重破坏。因此,在大型燃煤发电厂的烟气脱硫设施应用过程中,相关人员一定要对其运行参数进行合理调整,保障烟气在脱硫之后的二氧化硫含量符合国家相关标准。因为烟气脱硫设施的整个系统结构十分复杂,在这个大的系统之中涵盖着很多小的子系统,因此,检修维护人员应该对各个子系统的运行参数和实际运行状况加以重视,让每一个子系统都可以正常运行,以此来降低系统维修的工作量,并保障整个系统的良好稳定运行[2]。

2.4 脱离设施选择之中的其他原则

在进行脱硫设施的选择过程中,应该对国产的设施进行优先选择,因为国产脱硫设施与我国大型燃煤发电站的实际运行情况及其脱硫需求更加相符,且相比较国外的设施而言,国产设施的价格通常都会更低廉一些,这样就可以降低初期的投资成本。另外,国产设施在技术指导方面也会更加便利,通过及时、合理的技术指导,可以有效保障脱硫设施的运行效率,进而实现运行成本的合理控制。

3 石灰石- 石膏湿法烟气脱硫工艺

就目前我国的大型燃煤发电厂而言,主要的烟气脱硫工艺就是石灰石- 石膏湿法烟气脱硫工艺。因此,本文主要对该工艺的特征及其在大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫之中的应用原理进行分析。

3.1 工艺特征

第一,该工艺有着很高的脱硫率,其脱硫率可以超过95%。

第二,这种工艺技术在我国已经十分成熟,所以该工艺技术的应用可以有效保障脱硫设施运行的稳定性。

第三,这种工艺技术对于不同煤种都有着很强的适应性。

第四,在该技术的应用过程中,吸收剂资源十分丰富,且性价比很高。

第五,在应用该工艺技术进行大型燃煤发电厂的锅炉烟气脱硫处理之后,产生的副产物更加便于综合利用。

第六,相比较其他的工艺技术而言,该工艺技术有着比较大的占地面积,所以在项目的建设过程中,需要的初期投资也就会更高一些,但是该工艺技术在后期的运行成本却比较低廉,所以综合各个方面的因素考虑,该技术在我国的大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫设施的建设之中比较适用。

3.2 工艺原理分析

将这一技术应用到大型燃煤发电厂的锅炉烟气脱硫处理之中,其主要的工艺原理是让锅炉烟气之中所含有的二氧化硫和石灰石- 石膏浆液之中所含有的碳酸钙之间发生反应,进而实现亚钙的生成,其反应式如下:

在锅炉烟气之中所含有的氧和亚硝酸根之间发生的中间过度反应,可以让其中的一部分亚硝酸钙转化为石膏,在化学上,我们将这种物质称为二水硫酸钙。在吸收塔内的石灰石- 石膏浆液之中,剩余的一部分亚硝酸钙会与氧化风机之中鼓入的空气进行反应,经过氧化反应之后,会有硫酸钙生成[3]。在这个反应之中,直接的氧化反应属于一种次要反应,主要反应则是氧气和亚硝酸根之间发生的反应,其反应式如下:

在吸收塔之中,有着比较复杂的反应过程,同时也包含着一些其他的反应,比如SO3、HCl 以及HF 与CaCO3之间发生反应,在反应之后生成的物质有石膏、氯化钙 以及氟化钙的化合物。这三种反应的反应式如下:

3.2.1 SO3和CaCO3发生反应:

3.2.2 HCI 和CaCO3发生反应:

3.2.3 HF 和CaCO4发生反应:

结束语

综上所述,在当今的大型燃煤发电厂之中,锅炉烟气的脱硫处理质量直接关系到环境质量。因此,为降低锅炉烟气之中的二氧化硫含量,进而实现对环境的良好保护,大型燃煤发电厂应该对烟气脱硫设施以及脱硫工艺加以合理应用。通过脱硫工艺的分类以及脱硫原则的分析,并根据我国大型燃煤发电厂的实际运行情况,建议将石灰石- 石膏湿法脱硫工艺应用到大型燃煤发电厂的烟气脱硫工艺之中。通过该脱硫工艺的应用,不仅可以实现后期运行成本的合理节约,同时也可以实现脱硫工艺流程的简化,并达到很高的脱硫效果。这样才可以促进大型燃煤发电厂环保质量的提升,实现电力能源与环境的可持续发展。

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