您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析
工業(yè)的不斷發(fā)展雖然促進了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，但是也造成了較為嚴重的環(huán)境問題。這些環(huán)境問題的出現(xiàn)，給人類社會的環(huán)境造成了巨大的危害，嚴重影響了人類社會的可持續(xù)發(fā)展，對人們的身體健康造成了嚴重的威脅。造成這些環(huán)境問題的主要原因是由于硫化物和氮化物的大量排放，火力發(fā)電廠在進行生產(chǎn)的過程中，排放的煙氣中都存在大量的硫化物和氮化物，因此，在火力發(fā)電廠中進行煙氣脫硫脫硝技術的研究是至關重要的。
1 火電廠煙氣脫硝技術分析
火電廠煙氣脫硝技術主要是控制燃燒后煙氣的成分，將NOx轉化為無毒、無害的N2。目前，SCR是火電廠煙氣脫硝中的主要技術，利用催化還原的原理，應用在火電廠爐后位置，屬于一類清潔的脫硝技術。
1.1 選擇性催化還原
火電廠內(nèi)煙氣排放中的氮氧化物達到一定的標準后才能排放到空氣中，傳統(tǒng)低氮技術存在一定的局限性，無法達到煙氣凈化的標準，為降低NOx的含量，推行煙氣脫硝技術。煙氣脫硝技術中的選型性催化還原，即SCR，需要在催化劑的條件下完成脫硝，常用的催化劑有：CO、NH3，主動還原火電廠煙氣排放中的NOx，促使其轉化成水和N2，保持300℃～450℃的高溫環(huán)境，確保SCR脫硝的效率。例如：NH3-SCR，是以NH3為還原劑的煙氣脫硝技術，其在脫硝還原中的原理依據(jù)是：4NH3+4NO+3O2→4N2+6H2O，整個氧化還原的系統(tǒng)內(nèi)，需要遵循氧化還原的反應依據(jù)，所以該技術需要穩(wěn)定的反應條件。
1.2 低溫SCR
低溫SCR也是煙氣脫硝技術的一種，此類脫硝工藝需要按照SCR的反應原理，促使化學反應中的催化劑能夠適應在低溫環(huán)境中，溫度范圍是120℃～300℃。低溫SCR技術對火電廠煙氣中的NOx，具有選擇性還原的優(yōu)勢，與普通SCR相比，表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。低溫SCR技術主要受三方面的影響：（1）低溫環(huán)境下催化劑的活性表現(xiàn)，催化劑反饋出的狀態(tài)；（2）低溫SCR技術在火電廠煙氣排放中的應用，是否受到外界環(huán)境的影響，特別是脫硝環(huán)境中的NH4NO3、（NH4）2SO4等物質(zhì)，以免降低煙氣脫硝的效果；（3）低溫狀態(tài)下，煙氣脫硝、環(huán)境中潛在的水蒸氣是否影響低溫SCR的反應。
2 火電廠煙氣脫硫技術分類
2015年《中國環(huán)境狀況公報》顯示SO2年排放量達1859.1萬噸，其中火電廠燃煤SO2占據(jù)了相當比重，火電廠脫硫成為降低SO2排放量的重要途徑。
2.1 干法脫硫
干法脫硫產(chǎn)生干粉狀產(chǎn)物，無需考慮設備腐蝕、結垢、結露等問題，同時也不會產(chǎn)生廢水。干法煙氣脫硫的設備簡單，不論是投資費用還是運行費用，成本都較低，但其脫硫效率較低，副產(chǎn)物附加值低。常用干法煙氣脫硫方法有：電子射線輻射法、填充電暈法、煙氣循環(huán)流化床技術、爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床技術等。
期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館
2.2 半干法脫硫
半干法應用較為局限，在國內(nèi)外僅有少數(shù)成功應用實例。這種方法投資運行費用低但脫硫效率也低。常用方法有噴霧干燥法、粉末-顆粒噴動床技術、煙道噴射脫硫技術等。
2.3 濕法脫硫
濕法脫硫效率高，歷史悠久、工藝成熟，鈣硫比低，副產(chǎn)物的附加值高，適用性較強，尤其適用于大容量機組。但設備占地面積大，投資維護費用高，尤其腐蝕問題嚴重，副產(chǎn)物若不能很好處理可能產(chǎn)生二次污染。常用的濕法脫硫工藝有石灰石-石膏法、氨法、氧化鎂法等。
3 火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析
3.1 監(jiān)測系統(tǒng)的基本構成與分類
火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)又被稱為CEMS，通常情況下由顆粒物檢測系統(tǒng)、氣態(tài)物污染系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)測量子系統(tǒng)組成，可以對煙氣顆粒物濃度、氣態(tài)物濃度污染物及煙氣溫度、煙氣流量、煙氣壓力、煙氣寒濕量等進行測量。而依照測量取樣方式，煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)又可以采用直接抽取采樣和稀釋抽取采樣兩種方式，在我國由于相關環(huán)保標準規(guī)定了煙氣污染物質(zhì)的排放濃度為標準狀態(tài)下的干煙氣數(shù)值，也就是進行干基測量，因此在火電廠進行脫硫脫硝監(jiān)測時，主要是采用直接抽取采樣方式。為此在火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)常見的一種系統(tǒng)類型就是干冷法直接采取系統(tǒng)，在干冷法直接采取系統(tǒng)中主要由探頭、樣氣處理系統(tǒng)及在線分析表構成，系統(tǒng)使用過程中，使用探頭進行取樣，通過電加熱管線將煙氣送至到煙氣處理系統(tǒng)之中，并通過冷凝泵、過濾裝置、濕度報警儀、流量計等，從而將冷卻至常溫的煙氣送到分析儀，并應用脈沖反吹的方式，對探頭的堵塞情況做出預防，從而為系統(tǒng)正常運行做出保障。
3.2 火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析
脫硫技術所使用的煙氣排放檢測系統(tǒng)也主要是對煙氣排放的SO2以及氧、煙塵和氮氧化物等進行檢測。監(jiān)測煙氣脫硫裝置及FGD對進口和出口的二氧化硫含量，進行檢測，以此為基礎可以計算出脫硫的效率。經(jīng)過FGD脫硫的凈煙氣二氧化硫濃度已經(jīng)達到了50～200mg/Nm3，二氧化硫的濃度比較低，但是含水量卻比較高，監(jiān)測的難度比較大，對于含水煙氣比較高的可以采用多級除濕技術，比如選擇兩級的壓縮機制冷或者是電子制冷除濕。采用濕法的煙氣脫硫裝置脫硫率甚至可以達到99%，一般情況在為90%－95%。
而脫硝技術運用的是SCR監(jiān)測系統(tǒng)進行監(jiān)測的，SCR反應器是處于鍋爐尾部，這個位置本身就是屬于高塵和高危階段，當前SCR脫硝系統(tǒng)的有效率一般都達到了70%以上，而且在反應器出口的位置，氮氧化合物的濃度需要控制100mg/Nm3。在對煙氣進行脫硝過程中的氮氧化合物進行檢測時，一般會選擇直接抽取CEMS，這種檢測方法大的問題就是需要應對高溫和高濕度腐蝕等，會對取樣的探頭產(chǎn)生不利的影響，使探頭出現(xiàn)腐蝕的。針對這個問題，主要方法是使用多級除濕或者是氣溶膠來進行有效的過濾和除霧。另外檢測中遇到的問題就是在反應器的出口位置，NOX表現(xiàn)的不均勻，這就導致所檢測出來的結果并不準確，造成這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有：煙氣流暢呈現(xiàn)出不均勻的特點或者是系統(tǒng)的入口處氨不均勻等。解決方法如下：在SCR系統(tǒng)的入口處要增加導流板，這樣會是流場變得更加均勻，還可以對均勻性進行專門的測試實驗，也可以進行多點的采樣，然后把這些采集到的樣本放進混合器混合均勻之后再進行分析。