煤炭洗选:对于以煤炭为燃料的发电厂,煤炭洗选是一种重要的燃烧前处理方式。通过洗选可以去除煤炭中的部分硫分、灰分等杂质。例如,采用物理洗选方法,根据煤炭和杂质在密度、表面特性等方面的差异,利用水或重介质将杂质分离出来。这样可以减少燃烧过程中产生的二氧化硫和颗粒物,降低后续废气处理的压力。
燃料替代和混烧:一些发电厂尝试使用生物质(如木屑、秸秆等)与煤炭混烧,或者部分替代煤炭。生物质燃烧产生的废气污染物相对较少,且属于可再生能源。在混烧过程中,需要考虑生物质和煤炭的燃烧特性差异,如燃烧速度、热值等,通过合理的配比和燃烧系统设计,达到减少污染物排放的目的。
燃烧过程中的控制
低氮燃烧技术:在锅炉燃烧过程中,通过优化燃烧器的设计和燃烧方式,可以降低氮氧化物(NOx)的产生。例如,采用分级燃烧技术,将燃烧过程分为主燃烧区和再燃区。在主燃烧区,控制空气量使燃烧处于富燃料状态,抑制 NOx 的生成;在再燃区,通过喷入二次燃料(如天然气),使未完全燃烧的产物进一步反应,将 NOx 还原为氮气。这种技术可以有效降低 NOx 的生成量,减少后续 SCR(选择性催化还原)或 SNCR(选择性非催化还原)等废气处理系统的负担。
石灰石 - 石膏湿法脱硫:这是发电厂应用最广泛的脱硫技术。其原理是利用石灰石浆液吸收废气中的,反应生成亚硫酸钙,亚硫酸钙在氧化空气的作用下进一步氧化为石膏。整个过程在吸收塔中进行,废气从塔底进入,与自上而下喷淋的石灰石浆液充分接触,被吸收。该方法脱硫效率高,一般可达 95% 以上,且可以回收石膏,实现资源的回收利用。
干法脱硫和半干法脱硫:干法脱硫是利用固体吸附剂(如活性炭、氢氧化钙等)吸附,吸附后的吸附剂需要进行再生或处理。半干法脱硫则是介于湿法和干法之间,例如旋转喷雾干燥法,将氢氧化钙浆液喷入反应塔中,在高温废气的作用下,浆液中的水分迅速蒸发,氢氧化钙与反应生成亚硫酸钙和硫酸钙。这些方法的脱硫效率相对湿法脱硫较低,但设备简单,没有废水产生等优点。
SCR 技术:如前面所述,SCR 系统在发电厂废气处理中发挥着重要作用。通过在锅炉尾部烟道安装 SCR 反应器,在催化剂的作用下,利用氨气()等还原剂与 NOx 反应,将其转化为和。SCR 系统的脱硝效率高,能有效降低 NOx 排放,但需要注意催化剂的维护和还原剂的精确控制。
SNCR 技术:选择性非催化还原技术,是在没有催化剂的情况下,在高温区域(一般为 850 - 1100℃)将还原剂(如尿素、氨水等)喷入废气中,使还原剂与 NOx 发生反应。SNCR 技术的脱硝效率相对 SCR 较低,一般在 30% - 70% 左右,但系统简单,投资和运行成本较低,可作为 SCR 系统的补充或在对脱硝要求不是特别高的情况下单独使用。
静电除尘器:利用电场力使废气中的颗粒物带电,然后在电场的作用下将其收集到电极上。静电除尘器的除尘效率高,能够处理大量的废气,对于粒径较小的颗粒物也有较好的捕集效果。其工作过程中,废气通过高压电场,颗粒物在电场中获得电荷,然后向相反电荷的电极运动,最后被捕集。例如,对于粒径在 0.1 - 1μm 的颗粒物,静电除尘器也能有效地捕集。
布袋除尘器:含尘废气通过布袋(一般是由纤维材料制成的滤袋),颗粒物被截留在布袋的表面,干净的气体通过布袋排出。布袋除尘器的除尘效率也很高,尤其是对于细颗粒物。随着过滤过程的进行,布袋表面的灰尘层会逐渐增厚,需要定期进行清灰操作,以保证除尘器的正常运行。清灰方式有机械振打、脉冲喷吹等多种方式。
电袋复合除尘器:结合了静电除尘器和布袋除尘器的优点,前端利用静电除尘器对废气中的大部分颗粒物进行预捕集,降低了布袋除尘器的负荷,后端的布袋除尘器进一步提高除尘效率,能够有效处理复杂的废气工况,并且在一定程度上降低了运行成本。
低氮燃烧技术:在锅炉燃烧过程中,通过优化燃烧器的设计和燃烧方式,可以降低氮氧化物(NOx)的产生。例如,采用分级燃烧技术,将燃烧过程分为主燃烧区和再燃区。在主燃烧区,控制空气量使燃烧处于富燃料状态,抑制 NOx 的生成;在再燃区,通过喷入二次燃料(如天然气),使未完全燃烧的产物进一步反应,将 NOx 还原为氮气()。这种技术可以有效降低 NOx 的生成量,减少后续 SCR(选择性催化还原)或 SNCR(选择性非催化还原)等废气处理系统的负担。
煤炭洗选:对于以煤炭为燃料的发电厂,煤炭洗选是一种重要的燃烧前处理方式。通过洗选可以去除煤炭中的部分硫分、灰分等杂质。例如,采用物理洗选方法,根据煤炭和杂质在密度、表面特性等方面的差异,利用水或重介质将杂质分离出来。这样可以减少燃烧过程中产生的二氧化硫()和颗粒物,降低后续废气处理的压力。
燃料替代和混烧:一些发电厂尝试使用生物质(如木屑、秸秆等)与煤炭混烧,或者部分替代煤炭。生物质燃烧产生的废气污染物相对较少,且属于可再生能源。在混烧过程中,需要考虑生物质和煤炭的燃烧特性差异,如燃烧速度、热值等,通过合理的配比和燃烧系统设计,达到减少污染物排放的目的。
在水泥粉磨过程中,会产生含有水泥粉尘的废气。一般采用高效的布袋除尘器进行处理,通过脉冲喷吹等清灰方式保证除尘器的高效运行。在水泥包装阶段,也会产生粉尘,同样需要通过集尘罩收集粉尘,输送到除尘器进行处理,以减少粉尘排放,改善工作环境。
分解炉和回转窑的废气处理:水泥生产过程中的分解炉和回转窑是主要的废气产生源,废气中含有颗粒物、、NOx 等污染物。
除尘处理:同样可以采用静电除尘器、布袋除尘器或电袋复合除尘器。由于水泥窑废气温度较高,在使用布袋除尘器时,需要考虑滤袋的耐高温性能,一般会采用高温滤袋材料,如芳纶、玻璃纤维等。
脱硫处理:对于水泥窑废气中的,可以采用在生料中添加脱硫剂(如石灰石)的方式。在水泥生产过程中,生料在预热、分解和煅烧过程中,石灰石与反应,将其吸收固定在水泥熟料中,这种方式可以有效降低的排放。
脱硝处理:采用分级燃烧技术来控制 NOx 的生成,类似于发电厂的低氮燃烧技术。在分解炉中,通过调整燃料和空气的分配,营造局部的还原气氛,降低 NOx 的生成。也可以采用 SNCR 技术进行脱硝处理,在水泥窑合适的温度区域(一般在 850 - 1050℃)喷入尿素或氨水等还原剂,与 NOx 反应,减少 NOx 排放。
在水泥厂,石灰石、黏土等原料在破碎、研磨等预处理过程中会产生大量粉尘。为了减少粉尘排放,通常采用密闭的生产设备和通风系统。例如,在破碎机和磨机的进出口设置密封装置,防止粉尘外逸。同时,利用集尘罩收集产生的粉尘,通过管道输送到除尘设备进行处理。