浅谈石灰石石膏湿法脱硫技术对脱硝效率的影响.docx

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1、浅谈石灰石石膏湿法脱硫技术对脱硝效率的影响摘要：本文以2X330MW和2X660MW大型燃煤火电厂的4台锅炉为研究对象，采用烟气测试仪对烟气中的大气污染物进行测试分析，探讨石灰石-石膏湿法脱硫技术对低氮燃烧的脱硝效率的影响。试验结果表明：石灰石-石膏湿法脱硫技术对烟气中氮氧化物（主要成分为一氧化氮和二氧化氮）仅吸收1.21%-6.63%,说明石灰石-石膏湿法脱硫技术对脱硝效率影响不大。关键词：石灰石-石膏湿法脱硫；脱硝效率；大气污染近年来，我国环境矛盾日益凸显，环境压力持续加大，大面积雾霾天气频发1-3,直接危害公众的健康。雾霾天气的主要诱因大气中颗粒物，按来源分一次颗粒物和二次颗粒物4o火电

2、行业作为煤炭的消耗大户，其锅炉燃煤产生的烟粉尘颗粒物成为大气中颗粒物的主要来源5-7,同时排放的氮氧化物会与空气中其他有机气体发生化学反应生成的硝酸镂是二次颗粒物的主要来源8。因此，如何控制火电行业大气污染物排放量成为环境保护问题的焦点。目前，我国火电行业常采用脱硫、除尘和脱硝单元式控制技术来控制烟气污染物的排放。石灰石-石膏湿法脱硫工艺采用氧化钙（CaO）或碳酸钙（CaCO3）浆液在湿式洗涤塔中吸收二氧化硫，具有脱硫效率高（高达95%以上），技术成熟，对煤种变化适应性强及吸收剂资源丰富、格便宜等优点。低氮燃烧技术具有技术成熟、投资和运行费用少，其氮氧化物减排效果可达20%-40%9o但随着新

3、的火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）的实施，对大气污染物排放浓度提出更高的要求，火电行业现有机组的大气污染物控制技术是否能满足新的标准成为当前新的问题。本文以2X330MW和2X660MW的燃煤火电厂为对象，探讨大型火电厂实际应用中石灰石-石膏湿法脱硫系统对烟气脱硝效率的影响。1材料与方法1.1 试验工况及煤质分析本文分别对2X330MW和2X660MW两个大型燃煤火电厂配套的四台蒸汽锅炉分别进行了测试,其连续蒸汽量分别为U65t/h、1165t/h、2141了h、2141t/ho试验期间，电厂生产设备及配套环保措施均处于正常运行状态下，各蒸汽锅炉试验工况和大气污染物治理措施

4、见表lo表1不同蒸汽锅炉试验工况及废气治理措施锅炉编号锅炉设计蒸发量（l/h）发电fit(MW)试验负荷（%）除尘需脱硫方法脱硝方法1214166078.8双室四电室石灰石-石静电除尘器青海法脱碇低氮燃烧2214166077.6双室四电室静电除尘器石灰石-石湿法脱炭低氮螭烧311653M)91.4双室五电室酹电除尘9石灰石-石湿法脱炼低露燃烧4116533090.3双室五电室界电除尘器石灰石-石青湿法脱磴低氤燃烧试验期间，两家不同火电厂的锅炉分别采用同批次煤，具体入炉煤煤质分析见表2o表2各电厂试的期间煤质分析表（入炉煤）编号发电全水分（%）收到基灰份（%）干燥无灰基挥发份（发）收到基全硫份（

5、体）低位发热值（MJ/kg）j660MU3.4933.5240.9114.5633OMW4.6635.7230.411.2918.451.2 试验内容1.2.1 测试采样点位及频率两个大型电厂的每台机组配套1套脱硫装置。测试采样点设置在脱硫塔进出、口烟道断面上，每个采样点每次采样三次。1.2.2 二氧化硫和氮氧化物浓度计算方法利用烟气测试仪（德国德图集团公司）直接测得二氧化硫、氮氧化物浓度，其浓度单位为ppm。二氧化硫浓度c需转化为标准状态的干烟气二氧化硫浓度，见公式。(1)6422.4式中标;隹4犬况下（273K1。1.3251卜&）干烟气二凝化硫浓度（Eg/m氨软化物浓度应以标准状态下的二

6、St化新计的质信浓度表示：4622.4xC（6）式中：进口或出口某污染物排放速率kg4i；V；.进口或出口标态排气量m7h；C某污染物进出口排放浓度2结果与讨论本文研究的2X330MW和2X660MW两个大型燃煤火电厂均采用单元式控制技术来控制烟气污染物的排放，先进行低氮燃烧进行脱硝，接着通过静电除尘器除尘，最后烟气经过石灰石-石膏湿法脱硫系统脱硫后，直接通过烟囱排放到大气中，见图1。石灰小石I废气处理甑雕2.1石灰石-石膏湿法技术的脱硫效率四台锅炉均采用石灰石-石膏湿法脱硫技术控制烟气中二氧化硫的排放量。试验中，在脱硫塔进、出口截面各设置一个测试点，对二氧化硫排放浓度进行测试,每次测试三次。

7、根据上述公式（1）、（5）和（6）计算得到脱硫效率，其二氧化硫排放速率及脱硫效率见表3o衣3不同锅炉时:&耽辰士若进、出口二HV七硫扫E放连率和脱臻效率保好5设计愁睨铳，若二H彳匕诔WE方攵座率（kWh）睨硫效率s）迸口出口;12141494348173012S83oe93.58941793.65221414548423932233931292/7892.5592.643116529792943298122522022792.4593.5292.394116527745325015.825665434.06221415345202.625365173.544824506.63311654763

8、.C4-4984784.015074834.734116s5094J4O5-704984921.21通过表4可以看出，通过石灰石-石膏脱硫系统的喷淋塔后，氮氧化物仅被吸收1.21%-6.63%,脱硝效果并不明显，且不稳定。这是因为：烟气中的NO在水中的溶解度较低，且不与石灰石发生反应；喷淋塔内二氧化氮可能发生的化学反应方程式如下：3NO?+HQ2HNOj+NO2HNO1+CaCO=Ca(NO3)2+CO:+H2O2NO+O22NO2二氧化氮和水发生化学反应生成硝酸和一氧化氮，一方面生成的硝酸与石灰石发生化学反应生成硝酸盐，促进化学反应向正方向进行，吸收微量的N02；另一方面石灰石-石膏湿法脱硫

9、过程消耗大量氧气，不利用NO转化为N02,NO稳定的化学性和低的溶解度抑制了N02和H20的化学反应，降低了N02的吸收率，最终表现出低脱硝效率。3结论石灰石-石膏湿法脱硫技术在大型燃煤火电厂的实际工程应用中，脱硫效率达91.87%-94.17%,表现出高稳定性，说明该工艺有一定的成熟性、可靠性，从长期看可满足对二氧化硫排放量的控制，降低火电行业的经济成本。烟气经过脱硫塔后，氮氧化物的去除率仅为1.21%-6.63%,并表现不稳定性。一方面因为NO在水中溶解度较低，且不与石灰石发生化学反应；另一方面N02虽可与水发生化学反应，但NO稳定的化学性能和低的溶解度抑制N02与水反应，降低了N02吸收率，最终导致石灰石-石膏湿法脱硫系统对氮氧化物吸收率不产生较大影响。