第一篇:我國燃煤電廠脫硫技術應用中存在的問題和對策
我國燃煤電廠脫硫技術應用中存在的問題和對策
[摘要]在我國燃煤電廠脫硫技術應用中存在著很多問題,影響到脫硫設施的運行。本文分析了在脫硫技術應用中存在的問題并提出了相應的對策。
[關鍵詞]燃煤電廠 脫硫 問題及對策前言
我國電力行業(yè)環(huán)境保護問題較為突出,一次能源以煤炭為主的狀況對環(huán)境產生的污染和生態(tài)的影響已經嚴重制約了電力工業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,目前我國煤炭產量約有50%用于電力生產,電力80%是由煤炭燃燒生產的。這種以煤電為主的格局在今后相當長的一段時期內將繼續(xù)保持下去。為了控制污染、保護環(huán)境,我國政府及相關部門出臺了一系列環(huán)境保護法律、法規(guī)。國家電力行業(yè)管理部門也制定了多項有關電力環(huán)保的管理規(guī)定。這些要求,形成了對火電廠脫硫強大的法規(guī)上的壓力。
然而,在我國燃煤電廠脫硫技術應用和脫硫設備的運行中存在著很多問題,嚴重影響了這些技術和設施的脫硫效果,本文將介紹燃煤電廠脫硫技術應用中存在的問題,最后提出相應的對策。存在的問題及原因分析
在我國已經安裝或進行了脫硫改造的燃煤電廠有相當部分的脫硫設施難以高效穩(wěn)定運行。據(jù)業(yè)內人士反映,目前已建成投產的煙氣脫硫設施實際投運率不足60%,減排二氧化硫的作用沒有完全發(fā)揮。分析產生這種現(xiàn)象的原因,主要有以下幾個方面。
(1)有些脫硫公司對國外技術和設備依賴度較高,沒有完全掌握工藝技術,系統(tǒng)設計先天不足,個別設備出現(xiàn)故障后難以及時修復;
(2)由于脫硫設備的運行費用很高,將使發(fā)電成本大幅上升,部分電廠為降低成本,提高經濟效益,常常停運脫硫設施。在部分老電廠中這一現(xiàn)象更為嚴重。
(3)近幾年,由于脫硫市場急劇擴大,一批從事脫硫的環(huán)保公司如雨后春筍般誕生。但行業(yè)準入缺乏監(jiān)管,對脫硫公司資質、人才、業(yè)績、融資能力等方面無明確規(guī)定,脫硫公司良莠不齊,一些脫硫公司承建的煙氣脫硫工程質量不過關。另外,對煙氣脫硫工程招投標的監(jiān)管不到位或監(jiān)管不力,部分工程招投標存在走過場現(xiàn)象。
(4)安裝脫硫設施后,對發(fā)電設備的運行產生很多不良影響,影響到發(fā)電設備的高效運行。這主要是由于在發(fā)電設備的設計制造過程中并沒有考慮到安裝脫硫設備所帶來的各種設備負荷和安全方面的需求,致使設備不能達到設計的運行指標。
(5)國家對電廠脫硫的電價政策不夠完善,存在一定的問題,影響了電廠脫硫的積極性。雖然現(xiàn)在有一定的電價政策,但對于脫硫費用高的電廠來說,仍很難彌補脫硫設備投入和運行的高額費用。對策
(1)加大脫硫技術自主創(chuàng)新力度。國家加大資金投入,支持煙氣脫硫的自主創(chuàng)新。對于引進的脫硫技術,創(chuàng)新的重點是降低工程造價和降低系統(tǒng)能源消耗。對于原始創(chuàng)新的,特別是已完成5萬千瓦及以上機組試驗工程的脫硫技術,創(chuàng)新的重點是適用于更大裝機容量的脫硫技術。對于已有工程業(yè)績的脫硫技術,創(chuàng)新的重點是副產品的有效利用和完全處置。對于關鍵設備,創(chuàng)新的重點是提高設備可靠性和使用壽命。
(2)脫硫設備國產化。我國20世紀90年代后建成的工業(yè)脫硫裝置和大型工業(yè)示范性工程,其技術和設備絕大多數(shù)是引進的。今后我國環(huán)保企業(yè)的主要任務應是消化吸收國外的先
進技術,大幅度提高設備的國產化率。只有這樣才能顯著降低脫硫成本。我國應借鑒發(fā)達國家的經驗,對征收排污費標準逐年大比例提高,這樣可督促企業(yè)加快s0 治理的步伐。(3)加強脫硫產業(yè)化管理。嚴格市場準入,實行脫硫公司資質管理制度,通過市場競爭實現(xiàn)優(yōu)勝劣汰;細化相關規(guī)定,加強對招投標活動的管理和監(jiān)督;加強脫硫工程后評估,并將后評估結果作為脫硫公司資質審核的重要內容。建立健全煙氣脫硫工藝設計、制造、安裝、調試、運行、檢修、后評估等技術標準和規(guī)范,提高煙氣脫硫整體技術水平。
(4)電廠脫硫技術應用是一個系統(tǒng)工程,不能僅僅是建立在對現(xiàn)有發(fā)電設備的改造上,而應該從電廠的建設和發(fā)電設備的設計開始,到發(fā)電設備和脫硫設備等各種環(huán)保設施的運行,形成一個高效運行的系統(tǒng)。從我國燃煤電廠在今后很長時間內占有主要地位的情況來說,這一點是非常有意義的。
(5)脫硫資金。脫硫設備的建設和運行均需要較大投資,這筆費用僅靠企業(yè)自身是難以解決的。從我國國情考慮,國家在短期內也不可能為此拿出巨額資金。而環(huán)境保護關系到我們每個人和子孫后代的切身利益。所以,目前唯一可行的辦法是通過提高電費籌措資金。無論采用哪種煙氣脫硫方法,每度電的脫硫運行費用大約為2分錢左右,加上設備折舊、還銀行貸款等因素大致費用是4分錢左右。按此標準調整電價,相當于提高電價10%左右,這對于我國居民應該是可以接受的。
(6)充分發(fā)揮政府、行業(yè)組織、企業(yè)在二氧化硫控制中的作用。火電廠二氧化硫控制涉及政府、行業(yè)組織、企業(yè)等各個方面,必須充分發(fā)揮各方面的作用。政府部門要堅持依法行政,同時確保引導性政策如電價政策到位。加強對煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的建設和管理,對煙氣脫硫設施運行進行有效監(jiān)督,加大對二氧化硫超標排放企業(yè)的處罰力度。企業(yè)是實施煙氣脫硫工程的主體,必須按照法律、法規(guī)和標準的要求,確保二氧化硫穩(wěn)定達標排放。進一步發(fā)揮行業(yè)協(xié)會等中介組織的作用,建立有效的行業(yè)自律體系。結束語
本文首先對燃煤電廠脫硫技術進行了綜述,對我國燃煤電廠脫硫技術和脫硫設施的應用狀況和存在的問題進行了分析,并提出了相應的對策。對于提高脫硫技術的應用,規(guī)范脫硫產業(yè)的發(fā)展,國家制定相應的政策法規(guī)以及電廠采用脫硫技術和設施有一定的參考價值。
第二篇:我國燃煤電廠脫硫技術應用中存在的問題和對策
我國燃煤電廠脫硫技術應用中存在的問題和對策前言
我國電力行業(yè)環(huán)境保護問題較為突出,一次能源以煤炭為主的狀況對環(huán)境產生的污染和生態(tài)的影響已經嚴重制約了電力工業(yè)的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計,目前我國煤炭產量約有50%用于電力生產,電力80%是由煤炭燃燒生產的。這種以煤電為主的格局在今后相當長的一段時期內將繼續(xù)保持下去。為了控制污染、保護環(huán)境,我國政府及相關部門出臺了一系列環(huán)境保護法律、法規(guī)。國家電力行業(yè)管理部門也制定了多項有關電力環(huán)保的管理規(guī)定。這些要求,形成了對火電廠脫硫強大的法規(guī)上的壓力。然而,在我國燃煤電廠脫硫技術應用和脫硫設備的運行中存在著很多問題,嚴重影響了這些技術和設施的脫硫效果,本文將介紹燃煤電廠脫硫技術應用中存在的問題,最后提出相應的對策。存在的問題及原因分析
在我國已經安裝或進行了脫硫改造的燃煤電廠有相當部分的脫硫設施難以高效穩(wěn)定運行。據(jù)業(yè)內人士反映,目前已建成投產的煙氣脫硫設施實際投運率不足60%,減排二氧化硫的作用沒有完全發(fā)揮。分析產生這種現(xiàn)象的原因,主要有以下幾個方面。
(1)有些脫硫公司對國外技術和設備依賴度較高,沒有完全掌握工藝技術,系統(tǒng)設計先天不足,個別設備出現(xiàn)故障后難以及時修復;
(2)由于脫硫設備的運行費用很高,將使發(fā)電成本大幅上升,部分電廠為降低成本,提高經濟效益,常常停運脫硫設施。在部分老電廠中這一現(xiàn)象更為嚴重。
(3)近幾年,由于脫硫市場急劇擴大,一批從事脫硫的環(huán)保公司如雨后春筍般誕生。但行業(yè)準入缺乏監(jiān)管,對脫硫公司資質、人才、業(yè)績、融資能力等方面無明確規(guī)定,脫硫公司良莠不齊,一些脫硫公司承建的煙氣脫硫工程質量不過關。另外,對煙氣脫硫工程招投標的監(jiān)管不到位或監(jiān)管不力,部分工程招投標存在走過場現(xiàn)象。
(4)安裝脫硫設施后,對發(fā)電設備的運行產生很多不良影響,影響到發(fā)電設備的高效運行。這主要是由于在發(fā)電設備的設計制造過程中并沒有考慮到安裝脫硫設備所帶來的各種設備負荷和安全方面的需求,致使設備不能達到設計的運行指標。
(5)國家對電廠脫硫的電價政策不夠完善,存在一定的問題,影響了電廠脫硫的積極性。雖然現(xiàn)在有一定的電價政策,但對于脫硫費用高的電廠來說,仍很難彌補脫硫設備投入和運行的高額費用。對策
(1)加大脫硫技術自主創(chuàng)新力度。國家加大資金投入,支持煙氣脫硫的自主創(chuàng)新。對于引進的脫硫技術,創(chuàng)新的重點是降低工程造價和降低系統(tǒng)能源消耗。對于原始創(chuàng)新的,特別是已完成5萬千瓦及以上機組試驗工程的脫硫技術,創(chuàng)新的重點是適用于更大裝機容量的脫硫技術。對于已有工程業(yè)績的脫硫技術,創(chuàng)新的重點是副產品的有效利用和完全處置。對于關鍵設備,創(chuàng)新的重點是提高設備可靠性和使用壽命。
(2)脫硫設備國產化。我國20世紀90年代后建成的工業(yè)脫硫裝置和大型工業(yè)示范性工程,其技術和設備絕大多數(shù)是引進的。今后我國環(huán)保企業(yè)的主要任務應是消化吸收國外的先進技術,大幅度提高設備的國產化率。只有這樣才能顯著降低脫硫成本。我國應借鑒發(fā)達國家的經驗,對征收排污費標準逐年大比例提高,這樣可督促企業(yè)加快s0 治理的步伐。
(3)加強脫硫產業(yè)化管理。嚴格市場準入,實行脫硫公司資質管理制度,通過市場競爭實現(xiàn)優(yōu)勝劣汰;細化相關規(guī)定,加強對招投標活動的管理和監(jiān)督;加強脫硫工程后評估,并將后評估結果作為脫硫公司資質審核的重要內容。建立健全煙氣脫硫工藝設計、制造、安裝、調試、運行、檢修、后評估等技術標準和規(guī)范,提高煙氣脫硫整體技術水平。
(4)電廠脫硫技術應用是一個系統(tǒng)工程,不能僅僅是建立在對現(xiàn)有發(fā)電設備的改造上,而應該從電廠的建設和發(fā)電設備的設計開始,到發(fā)電設備和脫硫設備等各種環(huán)保設施的運行,形成一個高效運行的系統(tǒng)。從我國燃煤電廠在今后很長時間內占有主要地位的情況來說,這一點是非常有意義的。
(5)脫硫資金。脫硫設備的建設和運行均需要較大投資,這筆費用僅靠企業(yè)自身是難以解決的。從我國國情考慮,國家在短期內也不可能為此拿出巨額資金。而環(huán)境保護關系到我們每個人和子孫后代的切身利益。所以,目前唯一可行的辦法是通過提高電費籌措資金。無論采用哪種煙氣脫硫方法,每度電的脫硫運行費用大約為2分錢左右,加上設備折舊、還銀行貸款等因素大致費用是4分錢左右。按此標準調整電價,相當于提高電價10%左右,這對于我國居民應該是可以接受的。
(6)充分發(fā)揮政府、行業(yè)組織、企業(yè)在二氧化硫控制中的作用。火電廠二氧化硫控制涉及政府、行業(yè)組織、企業(yè)等各個方面,必須充分發(fā)揮各方面的作用。政府部門要堅持依法行政,同時確保引導性政策如電價政策到位。加強對煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的建設和管理,對煙氣脫硫設施運行進行有效監(jiān)督,加大對二氧化硫超標排放企業(yè)的處罰力度。企業(yè)是實施煙氣脫硫工程的主體,必須按照法律、法規(guī)和標準的要求,確保二氧化硫穩(wěn)定達標排放。進一步發(fā)揮行業(yè)協(xié)會等中介組織的作用,建立有效的行業(yè)自律體系。結束語
本文首先對燃煤電廠脫硫技術進行了綜述,對我國燃煤電廠脫硫技術和脫硫設施的應用狀況和存在的問題進行了分析,并提出了相應的對策。對于提高脫硫技術的應用,規(guī)范脫硫產業(yè)的發(fā)展,國家制定相應的政策法規(guī)以及電廠采用脫硫技術和設施有一定的參考價值。
第三篇:燃煤電廠的環(huán)境污染問題及對策
燃煤電廠的環(huán)境污染問題及對策
摘要:目前,我國電力工業(yè)的能源結構主要是以燃煤為主,電力工業(yè)中燃煤是我國污染物排放的主要大戶。電力工業(yè)的高速發(fā)展將對我國的資源和環(huán)境帶來巨大的影響。我們防治污染,落實節(jié)能減排,堅持可持續(xù)發(fā)展,加大環(huán)境保護工作。
正文:我國火電裝機容量占總裝機容量的78%,其中95%以上是燃煤電廠,根據(jù)有關國際機構和專家分析,我國二氧化碳年排放量已超越美國,居世界第一位。從長遠看,我國一次能源構中以煤為主狀況將長期存在,電源結構也將在未來幾十年以煤電為主,2000年以后新建的燃煤電廠占絕對數(shù)量,服役時間還很長,進一步提高效率的空間越來越小,未來電力二氧化碳的減排壓力將越來越大。
火電廠生產電能的全過程中,各種排放物對環(huán)境的影響超過一定限度而造成環(huán)境質量的劣化。這些排放物包括燃料燃燒過程排出的塵粒、灰渣、煙氣;電廠各類設備運行中排出的廢水、廢液,以及電廠運行時發(fā)出的噪聲。
火電廠污染物分為固體的、液體的和氣體的幾類以及噪聲,主要有以下6種。
①塵粒:包括降塵和飄塵。主要是燃煤電廠排放的塵粒。中國火電廠年排放塵粒約 600萬噸。塵粒不僅本身污染環(huán)境,還會與二氧化硫、氧化氮等有害氣體結合,加劇對環(huán)境的損害。其中尤以10微米以下飄塵對人體更為有害。一般燃煤電廠的飛灰塵粒中,小于10微米的占20~40%。
②二氧化硫(SO2):煤中的可燃性硫經在鍋爐中高溫燃燒,大部分氧化為二氧化硫,其中只有0.5~5%再氧化為三氧化硫。在大氣中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常緩慢,但在相對濕度較大、有顆粒物存在時,可發(fā)生催化氧化反應。此外,在太陽光紫外線照射并有氧化氮存在時,可發(fā)生光化學反應而生成三氧化硫和硫酸酸霧,這些氣體對人體和動、植物均非常有害。大氣中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。據(jù)1988年估計,中國每年向大氣中排放的二氧化硫(包括火電廠的排放)為1700萬噸左右。全國 189個環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測結果表明,中國遭受酸雨污染的農田已達4000萬畝,每年造成的農業(yè)經濟損失在15億元以上。減少火電廠排放的二氧化硫至關重要。
③氧化氮(NOx):火電廠排放的氧化氮中主要是一氧化氮,占氧化氮總濃度的90%以上。一氧化氮生成速度隨燃燒溫度升高而增大。它的含量百分比還取決于燃料種類和氮化物的含量。煤粉爐氧化氮排量為440~530ppm;液態(tài)排渣爐則為800~1000ppm。二氧化氮刺激呼吸器官,能深入肺泡,對肺有明顯損害。一氧化氮則會引起高鐵血紅蛋白癥,并損害中樞神經。
④廢水:火電廠的廢水主要有沖灰水、除塵水、工業(yè)污水、生活污水、酸堿廢液、熱排水等。除塵水、工業(yè)污水一般均排入灰水系統(tǒng)。80年代中國灰水年排放量有6億多噸,其中一部分PH超標,灰水呈堿性。個別電廠灰水中還有氟、砷超過標準,還有部分灰水懸浮物超標。灰中的氧化鈣過高還會引起灰管結垢。
酸堿廢液主要來自鍋爐給水系統(tǒng)。不同的鍋爐給水處理系統(tǒng)排出的酸堿廢液量不同。陰、陽離子處理系統(tǒng)要排出40%左右的酸堿,移動床排出20%。另外,酸洗鍋爐的廢酸液一般都排入中和池,中和以后再排出。
熱排水主要是經過凝汽器以后排出的循環(huán)水,一般排水溫度要比進水溫度高 8℃。如熱水排入水域后超過水生生物承受的限度,則會造成熱污染,對水生生物的繁殖、生長均會產生影響。
⑤粉煤灰渣:是煤燃燒后排出的固體廢棄物。其主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂及部分微量元素。粉煤灰既是“廢”也是“資源”。如不很好處置而排入江河湖海,則會造成水體污染;亂堆放則會造成對大氣環(huán)境的污染。
⑥噪聲:火電廠的噪聲主要有鍋爐排汽的高頻噪聲、設備運轉時的空氣動力噪聲、機械振動噪聲以及電工設備的低頻電磁噪聲等。其中以鍋爐排汽噪聲對環(huán)境影響最大。排汽噪聲最大可達130分貝(A)。
防治污染的措施
基本原則是以環(huán)境質量標準和污染物排放標準為依據(jù),對各類污染源和污染物采取綜合的防治技術措施。
防治大氣污染主要有以下一些措施。①采用高效率除塵器。如電除塵器的效率高達99%,最高可達99.9%。在靜電除塵器的直流電壓上疊加25千伏左右的脈沖電壓,還可進一步提高除塵效率。②采用高煙囪。將剩余的塵粒排入高空加以擴散,以降低塵粒濃度。美國采用了世界最高的煙囪(368米)。但是,過分加高煙囪并非有效的防治方法。因為高煙囪雖可降低污染物的近地面濃度,但卻把污染物擴散到更大的區(qū)域。③采用除硫技術。如利用吸收劑(石灰等)、吸附劑(活性炭)或催化劑(氧化釩)除去煙氣中的二氧化硫。按工藝流程,除硫系統(tǒng)可分干式和濕式兩種。將煙氣除硫系統(tǒng)與回收硫的綜合利用相結合,還可回收硫黃、硫酸或硫酸銨等副產品。④防治氧化氮污染的主要措施是從鍋爐的設計和運行方面設法減少氧化氮的形成。例如,減少過剩空氣量,利用煙氣再循環(huán)來降低火焰溫度,以及采用逐步向爐內供給空氣的分段燃燒法等。
防治水污染要綜合考慮各種污水的產生、水量和水質的控制,污水輸送集中的方式,污水處理裝置的設置和處理方法,以及污水經人工處理后的排放和回收利用,水體、土壤等自凈能力諸因素,進行全面規(guī)劃,采取綜合防治措施。水污染的綜合防治包括人工處理與自然凈化(土地處理、水體自凈等)相結合,無害化處理與綜合利用(如利用火電廠排放的熱水流入水庫以發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),但同時避免熱污染)相結合,以及在可能條件下推行閉路循環(huán)用水系統(tǒng),發(fā)展無廢水或少廢水生產工藝等??傊?,要綜合考慮水資源規(guī)劃、水體用途、經濟投資和自凈能力,運用系統(tǒng)工程方法,采用優(yōu)化方案解決水污染的問題。利用火電廠的粉煤灰(它本來也是一種污染物)凈化污水是一個明顯的綜合利用實例。粉煤灰經過酸處理并加以活化后,和石灰及少量聚合電解質一起使用,可清除大部分工業(yè)廢水和城市廢水中的污染物。
粉煤灰渣的處理和利用自20世紀20年代開始為世界各國所研究,取得許多成果。美國已將粉煤灰列為12種重要的固體原料之一。日本、丹麥等國的煤渣已全部得到利用。中國自進入60年代以來,對粉煤灰的研究和利用也取得較大的進展。粉煤灰用于農業(yè),可改善土壤的物理結構,提高地溫和保水能力。粉煤灰含有磷、鉀、鎂、硼、鉬、錳、鈣、鐵、硅等植物所需的化學元素,適量施用粉煤灰能促進植物的生長,增加產量,還能提高作物的抗病能力。在工業(yè)方面,粉煤灰和煤渣可用來制造砌筑砂漿和墻體材料等。從煤渣中還可回收能源,例如利用爐渣(其中含碳)燒制粘土磚,可節(jié)省燃料。此外,中國近年在利用火電廠的液態(tài)渣方面也取得進展。采用增鈣技術可使煤渣成為水泥和墻體材料的優(yōu)質原料;鈣增加后可吸收煤中的硫,生成硫化鈣,成為渣中的活性組分,并可減少排入大氣中的二氧化硫。增鈣液態(tài)渣工藝與煤粉爐排灰工藝相比,渣的利用價值高,節(jié)約用水,減少二氧化硫排放量,有利于環(huán)境保護。但這種工藝需改用立式旋風爐,并要求使用優(yōu)質煤,因而難以廣泛應用。火電廠的粉煤炭數(shù)量很大,出于技術經濟條件的限制,還不能全部利用,需要堆存一部分。因此,火電廠在選擇廠址時,即應預先考慮設置可堆存10~20年的貯灰場??筛鶕?jù)電廠所處的地理位置,選擇附近的小溝、洼地、廢河灣、煤礦塌陷區(qū)修建貯灰場。它的底部要有防水防滲設施。貯灰場要妥善管理,在已堆滿的灰場上覆土造田,植樹種草,或進行表面藥物處理,防止粉煤灰飛揚。
噪聲污染是局部性的和無后效的。當噪聲源的聲輸出停止后,污染立即消失,不留下任何殘余物質。因此,噪聲的防治主要是控制聲源和聲的傳播途徑,以及對接收者進行保護。例如,對爐膛、風道共振引起的噪聲,采用隔聲板可取得降噪10~20分貝(dB)的效果;對進氣、排氣噪聲,安裝微孔消聲器可降低10~30分貝;對機械轉動部件動態(tài)不平衡引起的噪聲,進行平衡調整可降低10~20分貝;安裝隔聲罩可使電機噪聲降低10~20分貝。
電力發(fā)展水平仍然較低,發(fā)展仍然是首要任務。盡管我國的電力工業(yè)取得了長足的發(fā)展,但從人均來講仍然處于較低水平。2006 年,我國的人均電力裝機容量僅為0.47 千瓦,人均用電量約2149 千瓦時,人均生活用電量僅為246 千瓦時。從人均電力裝機水平來看,大致相當于美國的1/7,日本的1/4,韓國的1/3。我國正處在工業(yè)化過程,電力工業(yè)的持續(xù)較快速發(fā)展是經濟和社會全面協(xié)調和諧發(fā)展的必然要求,發(fā)展仍然是我國電力工業(yè)的首要任務。不斷增長的電力需求與環(huán)境、資源矛盾在較長時期內仍然突出。我國以煤炭為主的能源格局在短時期內不會改變,以煤電為主的電力工業(yè)結構格局也在未來二三十年內不會改變。一方面,電力發(fā)展受著煤炭資源分布、開采、運輸和水資源的制約,同時,燃煤產生的大氣污染物的控制任務仍然十分艱巨。在煙塵、二氧化硫、氮氧化物逐步得到控制之后,煙氣中的重金屬等污染物的控制將會提到議事日程,而對電力工業(yè)影響最大的二氧化碳的排放將是制約電力工業(yè)發(fā)展的最大障礙。資源和環(huán)境的壓力,不僅直接影響到電力工業(yè)的發(fā)展,也必然對國民經濟的總體平衡產生重要影響。節(jié)能減排是電力工業(yè)發(fā)展的永恒主題。電力工業(yè)的資源消耗水平和環(huán)境保護水平不論與自身的潛力比還是與國際先進水平比都有一定差距。雖然電力工業(yè)的結構調整不斷取得進步、技術裝備水平不斷提高、污染控制的能力不斷增強,但是與世界先進水平比,仍然有較大差距。煤電比重過高、核電及可再生能源等比例過低、機組平均容量偏小、熱電(冷)聯(lián)產比例小、污染治理設施的穩(wěn)定運行效果差等問題仍然是困擾電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要問題。電力行業(yè)的節(jié)能減排管理能力不足。雖然近幾年電力體制改
革取得了舉世矚目的成績,但實事求是講,電力節(jié)能減排的管理能力有所下降,已經難以適應國家節(jié)能減排的要求。雖然電力行業(yè)節(jié)能減排和環(huán)境保護管理職能由政府宏觀調控部門管理,中國電力企業(yè)聯(lián)合會也成立了專門的環(huán)境和資源管理部門配合環(huán)境保護部門做了大量工作,但從實際效果看,節(jié)能減排的基礎工作薄弱,研究工作大為滯后,節(jié)能環(huán)保管理及監(jiān)管職能實際上處于缺位狀態(tài)。通過市場手段促進節(jié)能減排的力度不夠。
措施建議 提高認識,堅定不移地貫徹中央關于節(jié)能減排的決策和部署。首先,電力行業(yè)是能源轉換行業(yè),但在能源轉換過程中,轉換效率的高低和污染控制的好壞,對資源和環(huán)境都產生重要影響。我國的電力行業(yè)不論從能源的轉換效率看還是從污染物的控制情況看,與國家法規(guī)要求比、與人民群眾日益對環(huán)境質量改善的需求比、與我們的潛力比、與世界先進水平比,都有較大差距。因此,國家把電力行業(yè)列為節(jié)能減排的重點行業(yè)之一是完全正確的。其次,由于電力工業(yè)的基礎性和公用性,做好電力節(jié)能減排工作,不僅是電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求,也是促進全社會貫徹落實科學發(fā)展觀、構建社會主義和諧社會的必然要求。再次,由于電力工業(yè)是全國溫室氣體排放的主要部門,因此,電力行業(yè)應對全球氣候變化的任務更為艱巨和迫切。電力行業(yè)應進一步提高對節(jié)能減排工作重要性的認識,把思想和行動統(tǒng)一到中央關于節(jié)能減排的決策和部署上來,在認識到減排煙塵、二氧化硫、氮氧化物的重要性并且逐步做到有效控制的同時,還應充分認識到二氧化碳排放對電力工業(yè)發(fā)展產生的重大影響與制約,充分認識到控制燃煤產生大氣污染物的重要性和緊迫性。加強規(guī)劃,積極推進電力結構調整。根據(jù)電力工業(yè)的特點,節(jié)能減排尤其是減排二氧化碳,最大、最有效的措施是調整電力結構,因此,規(guī)劃的節(jié)約是最大的節(jié)約。長期以來,我國能源結構以煤為主,發(fā)電裝機中75% 以上是煤電,核電和可再生能源發(fā)電比重過低。在煤電機組中,能耗高、污染重的小火電機組比重過高。因此,要調整電源結構。首先,要在保護生態(tài)環(huán)境的前提下有序開發(fā)水電、風電、太陽能。進一步完善節(jié)能減排機制。按照國務院電力體制改革方案確定的方向和目標,堅定不移地加快推進市場化機制的發(fā)展,充分發(fā)揮以市場為基礎的節(jié)能新機制,積極探索綜合運用價格、財稅、信貸等的經濟手段,推進低成本節(jié)能減排措施。例如改進發(fā)電調度方式,加快電力市場建設,推進排污權交易和發(fā)電權交易等。通過改革,促進貫徹落實能源發(fā)展戰(zhàn)略,使電力發(fā)展在節(jié)約的前提下,基本滿足國民經濟和社會發(fā)展需要,電力結構調整取得明顯進展,效率接近上世紀末國際先進水平,形成有國際競爭力的電力設計、制造、建設和運營管理體系。強化依法監(jiān)督和管理。根據(jù)科學發(fā)展觀的要求和市場經濟發(fā)展的要求,不斷完善有關電力環(huán)保與資源節(jié)約方面的法律、法規(guī),將節(jié)能減排的理念、指標、制度以及行業(yè)監(jiān)管職責等通過法制化的形式予以確定。要切實落實電力行業(yè)節(jié)能減排的政府管理職能和各方職責,完善執(zhí)法體系、監(jiān)督體系,加強依法監(jiān)督和管理,促進企業(yè)依法治理污染,完成節(jié)能減排目標和任務。
可持續(xù)發(fā)展思想首先是建立在提高對環(huán)境與發(fā)展之間關系的認識水平之上的。可持續(xù)發(fā)展就是“滿足當代人的需求,又不損害子孫后代滿足其需求能力的發(fā)展”。我國全面小康建設的一個指導思想就是實施國民經濟的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,加強環(huán)境保護,提高全社會環(huán)境水平是國民經濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。因此電力工業(yè)的發(fā)展,再也不能并且也不可能以犧牲環(huán)境為代價了。同時應看到,在我國出臺一系列的相關法律、法規(guī)和政策,對包括火電廠在內的工業(yè)污染源提出了更嚴格的要求的新形勢下,電力企業(yè)加大環(huán)境保護工作的投入,如增建脫硫裝置、加大灰渣綜合利用率等,除能帶動相關環(huán)保產業(yè)的增長從而有利于環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展外,還有可能變被動為主動,實現(xiàn)有利于自身的發(fā)展。
第四篇:電廠燃煤鍋爐同時脫硫脫氮技術與分析
電廠燃煤鍋爐同時脫硫脫氮技術與分析
1、前言
隨著經濟的快速發(fā)展,我國因燃煤排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)急劇增加,二氧化硫、氮氧化物是大氣污染的主要物質。據(jù)統(tǒng)計我國每年NOx、SO2排放量分別約為770萬t和2400萬t,然而NOx、SO2是形成“酸雨”和“酸霧”的主要原因之一,氮氧化物與碳氫化合物結合形成光化學煙霧,所以NOx、SO2污染帶來的后果嚴重危及人體健康,對自然環(huán)境造成嚴重損害。
我國每年因NOx、SO2及形成酸雨造成損失達1100億元,其損失約占國民經濟生產總值的7%~8%。
在我國,SO2主要來自燃煤燃燒排放的煙氣約占90%,其中火電廠燃煤排放占SO2總量的1/4左右;NOx90%來自燃料燃燒,因此脫硫脫氮及除塵是中國治理燃煤污染改善大氣環(huán)境的最主要目標。
2、幾種典型的脫硫脫氮技術
對于電廠燃煤鍋爐排放的SO2和NOx,近年來各國相繼開發(fā)了許多同時脫硫脫氮的方法,下面就幾種方法進行技術、經濟比較。
2.1 排煙循環(huán)流化床
排煙循環(huán)流化床(FGD-CFB)是80年代初由德國Lurgi公司開發(fā)的,該公司也是世界上第一臺燃燒煤的循環(huán)流化床鍋爐的開發(fā)者,后來又把循環(huán)流化床技術引入脫硫領域,取得了良好的效果。該技術在德國有三家公司進行開發(fā)研究,丹麥的FLS正在做。該法脫硫脫氮屬于燃燒中處理,脫硫采用循環(huán)流化床,脫氮采用低氮燃燒。2001年我國在四川白馬電廠300MW機組建示范工程。
排煙循環(huán)流化床優(yōu)點:
①投資費用較低。
②脫硫裝置不需要太大空間。
③固硫劑產物以固態(tài)排放。
排煙循環(huán)流化床問題:
①燃燒中采用低氮燒燃,脫氮效果不能保證。
②由于鍋爐內噴射CaO吸收劑進行脫硫,產生CaCO3和煤灰一起排出,易造成二次污染。
③控制排煙溫度70℃,需要有排煙加熱裝置〔1〕。
2.2 組合法(FGC)
這種方法是用石灰石石膏法濕式脫SO2:(FGD)和選擇性催化還原法(SCR)脫NOx組合的技術〔2〕。據(jù)資料介紹,德國、日本、美國等國家多數(shù)采用這種方法。該組合技術中濕法脫硫效率高(90%~98%),吸收塔自身緊湊,但該法的問題是耗水量大,而且必須進行排水的深度處理,生成的大量副產品石膏應用也有限,煙氣在進入煙囪前需要加熱提高溫度。該組合技術中氨選擇性催化劑還原法的缺點是,脫氮的催化劑壽命維護比較麻煩,工藝中生成的胺化合物有堵塞系統(tǒng)的弊病等〔3〕,因此使該組合法的推廣應用受到影響。
2.3 電子束法(EBA)
為了克服以上方法的缺點,國際上開發(fā)了許多同時脫硫脫氮的技術,電子束法既是屬于同時脫硫脫氮的典型方法之一。電子束法是利用電子加速器產生的高能粒子照射煙氣,使其SO2和NOx氧化生成硫酸和硝酸,再與添加的氨反應生成硫酸氨和硝酸氨。該技術首先是日本茬原制作所1970年著手研究,又經過與原子能研究所合作研究,1974年進行了1000/Nm3h-
1、1萬/Nm3h-1規(guī)模不同的氣體試驗,從而肯定了這種干法技術。受美國能源部委托,在椹薩斯洲又進行了1.4萬/Nm3h-1的改進試驗,在西德進行了2.0萬//Nm3h-1規(guī)模的試驗,都取得了很好的結果。其它有些國家也在研究。我國2000年由中國工程物理研究院在四川綿羊投資2000萬元建造一套電子束輻射煙氣脫硫脫氮工業(yè)試驗裝置,煙氣處理量3000~12000//Nm3h-1,脫硫率90%,脫氮率70%電子束法處理煙氣的優(yōu)點:
①用一個過程能同時脫硫脫氮,且去除效率高。
②能夠生成硫酸氨和硝酸氨副產品作化肥用,沒有廢棄物。
③是干法過程,沒有廢水及其處理設施。
④因為不用催化劑,所以不存在催化劑中毒,影響使用壽命的問題。
⑤設備結構簡單,對煙氣條件變化適應性強,容易控制〔
4、5〕。
電子束處理法存在問題:
①該法耗電量大,由此占的運行費用很高。
②煙氣輻射裝置還不適合用于大規(guī)模應用系統(tǒng)。
③處理后的煙氣仍然存在排放氮、硫酸和一氧化二氮的可能性〔6〕。
2.4 活性焦吸附法
該法是用活性焦進行煙氣的同時脫硫和脫氮。SO2是通過活性焦的微孔催化吸附作用,生成硫酸儲存于焦碳微孔內,通過熱再生,生成總量雖少,但含SO2濃度很高氣體,根據(jù)需要再去轉換成各種有價值的副產品,如高純硫磺、液態(tài)SO2、濃硫酸、化肥等。NOx是在加氨的條件下,經活性焦的催化作用生成水和氮氣再排入大氣。該工程的主要設備是脫硫脫氮塔,活性焦在塔內由上往下移動,煙氣橫向交叉通過活性焦炭層,因此煙氣中的塵也被除掉〔7〕。
活性焦和活性炭是不同的兩種炭質吸附材料?;钚蕴康木C合強度(耐壓、耐磨損、耐沖擊)低,而且表面積大,若用移動床,因吸附、再生往返使用損耗大,存在著經濟性問題,因此人們研究出比活性炭比表面積小,但強度高的成型活性焦炭,具有更好的脫硫、脫氮性能,用于煙氣的同時脫硫脫氮。
活性焦吸附法是西德BF(Bergbau-Forschung)公司在1967年開發(fā)的,日本的三井礦山(株)公司根據(jù)日本的環(huán)境標準對其進行了改進,吸收了西德BF公司的成功經驗,于1981年到1983年進行了1000/ Nm3h-1規(guī)模的試驗,在此基礎上又于1984年10月在自家的燃煤電廠建立了處理能力3萬/ Nm3h-1的工業(yè)試驗裝置。經過改進和調整,達到長期、穩(wěn)定、連續(xù)地運轉,脫硫率幾乎100%,脫氮率在80%以上,被日本通商產業(yè)省認定為第一號商品化裝置。(根據(jù)設備運轉結果,獲得了各種資料,肯定了該技術,并定名為三井BF法。同時建立了3000/ta-1成型活性焦的商品化制造廠。)
在我國1991年,由遼寧省環(huán)境保護科學研究所承擔“同時脫硫脫氮綜合利用一體化”項目,并于2001年通過了遼寧省科技廳技術鑒定。該成果主要在三井BF方法基礎上進行改進,利用我國煤炭特點(灰分高>10%)研制出活性焦,其比表面積低,強度高,脫硫率90%,脫氮率80%,并且初期脫硫率、脫氮率均高于三井BF法,取得滿意效果〔8〕。
活性焦吸附法脫硫脫氮的優(yōu)點:
①具有很高的脫硫率(98%)。
②能除去濕法難以除去的SO3。
③能除去廢氣中的HCl、HF、砷、硒、汞,是深度處理的技術。
④在低溫下(100~200℃)能得到高的脫氮率(80%),因而不需要廢氣升溫裝置。
⑤具有除塵功能。
⑥過程中不用水,無需廢水處理裝置,沒有二次污染問題。
⑦堿、鹽類對活性焦炭沒有影響,不存在吸附劑中毒問題。
⑧建設費用低,使用動力小則運行費用低。
⑨廠地面積小也可以建設。
⑩可以回收副產品,高純硫磺(99.95%)或濃硫酸(98%)或高純液態(tài)SO2,其中任選一副產品。
活性焦吸附法脫硫脫氮的主要問題:
①固態(tài)的熱吸收劑循環(huán)使用,是機械的方式,操作較復雜。
②吸附劑在運行中有磨損消耗,是成本的主要部分。
③煙氣通過吸附床有較大的壓力降由于以上特點,因此在美國政府調查報告中認為,該技術是最先進的煙氣脫硫脫氮技術〔9〕
3、經濟分析
由于排煙循環(huán)流化床是屬于燃燒中進行脫硫脫氮,處理方法不同于其他三種方法(燃燒后煙氣處理),所以不列入經濟比較之內。
根據(jù)美國能源部(DOE)報告,一個500MW的火力發(fā)電廠,用濕法脫硫(FGD)其設備費用為175/kw,運行費用18mille/kwh,在其后組合進SCR法脫氮,設備費為125/kw,運行費為6.2mille/kwh(催化劑使用壽命按6年計算,若按4年壽命則為7.6mille/kwh)〔10〕,因此合計起來該組合法脫硫脫氮的設備費用為300/kw,運行費為24.2mille/kwh。
活性焦吸附法按300MW規(guī)模的火電廠煙氣同時脫硫脫氮,其設備費用為175~225/kw,運行費用為10.8mille/kwh。
電子束法100MW規(guī)模的電廠,煙氣同時脫硫脫氮,根據(jù)美國能源部報告的數(shù)據(jù),設備費用是247/kw,運行費是21.6mille/kwh。根據(jù)日本資料報道,電子束法用于500MW規(guī)模的電廠,設備費是組合法的70%~80%,運行費是組合法的90%,由此計算,500MW規(guī)模的電廠,電子束法的設備費是210~240/kw,運行費是21.7mille/kwh,這個數(shù)值與美國能源部報告的數(shù)值是一致的。
通過以上分析這三種方法的經濟比較結果見表1。
表1 三種脫硫脫氮方法的經濟比較
項目 組合處理法 電子束法 活性焦吸附法
設備占的空間比例 100% 40% 較小
設備費$/kw 300 210~240 175~225
(占的比例)100% 70%~80% 65%~75%
運行費用mille/kwh 24.2 21.7 10.8(占的比例)100% 90% 45%
電廠規(guī)模MW 500 500 300
注:活性焦吸附法是按300MW計算的,若按500MW同樣規(guī)模比較,經濟效益會更好。
根據(jù)表1經濟分析結果表明,活性焦吸附法的設備費用和運行費用都比較低,需要的建設空間也小,尤其是運行費用是電子束法的50%,所以活性焦吸附法在經濟上具有競爭力。
4、結語
活性焦吸附法雖然開發(fā)歷史較短,但是進展速度非???,日本在1981年開始進行了1000/Nm3h-1煙氣脫硫脫氮試驗,到1989年即在西德建立了32/萬Nm3h-1的電廠燃煤煙氣處理裝置,處理效果非常好。相比之下,電子束法盡管開發(fā)的歷史較早(1970年),在技術上也有許多優(yōu)點,但是由于大容量的電子加速器功率較大,耗電高,價格昂貴,建設燃煤電廠大型的實用規(guī)模的處理裝置比較困難,因此實際進展速度并不快。
活性焦吸附法脫硫脫氮有完整的工藝系統(tǒng),最終可以得到高質量的副產品,隨著我國經濟的快速發(fā)展,對環(huán)境質量要求將愈來愈高,必將對二氧化硫、氮氧化物制定更加嚴格的排放標準,所以一方面可以滿足當前對SO2控制的要求,又要為控制NOx作技術準備。因此,這種技術即屬于超前性,又具有推動環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略意義。
第五篇:XPII脫硫除塵技術在燃煤工業(yè)鍋爐上的應用
XPII脫硫除塵技術在燃煤工業(yè)鍋爐上的應
用
北京北辰熱力廠 汪盾 劉紅承 孫鳳娟
摘 要:燃煤鍋爐的脫硫除塵問題關系到首都的藍天,如何積極面對新標準的實施與貫徹,是北京市供熱燃煤企業(yè)的頭等大事。
關鍵字:脫硫 除塵 應用
1、前言
燃煤鍋爐的脫硫除塵問題,直接影響到北京的藍天質量。隨著北京市《鍋爐污染物綜合排放標準》(DB11/139—2007II時段)將于奧運會前開始實施,標志著供熱燃煤鍋爐的脫硫除塵已經進入了一個深度階段,它與以往的脫硫除塵從指標、技術、管理上有很大區(qū)別,若不從工藝、技術、管理各方面有較大創(chuàng)新是不能高效維系燃煤鍋爐的合格排放的。
縱觀國內外脫硫除塵技術的發(fā)展及應用,美國、日本、德國等先進技術在我國大型電廠成熟地應用,目前已有靜電除塵配合石灰石—石膏法等各種煙氣脫硫工藝,成功地控制了燃煤電廠的二氧化硫、煙塵的排放。但對于供熱所用燃煤工業(yè)鍋爐的煙氣二氧化硫、煙塵脫除治理,國內外的先進技術因其系統(tǒng)設備復雜、投資運行費用高、占地面積大而難以在工業(yè)鍋爐上推廣,極大地影響了環(huán)境治理。
然而,在目前這個階段,要達到新標準的要求又勢在必行,必須走適合我國供熱燃煤鍋爐自己的脫硫除塵之路。北京北辰熱力廠與北京利德衡環(huán)保工程公司、湘潭大學、清華大學等機構一起,經過近幾年不斷的摸索、實踐,在2007年12月開始在8#、9#爐上安裝并運行了XPII型脫硫除塵裝置,取得了初步的良好效果。
2、