火力发电厂废气治理.doc

火力发电厂废气治理摘要：火力电厂的燃煤锅炉的烟气是电力行业中最主要的污染源。燃煤电厂的废气主要来源于锅炉燃烧产生的烟气、气力输灰系统中间灰库排气和煤场产生的含尘废气，以及煤场、原煤破碎及煤输送所产生的煤尘。其中，锅炉燃烧产生的烟气量和其所含的污染物排放量远远大于其他废气，这是污染治理的重点。锅炉燃烧产生的烟气中的污染物有飞灰、SO2、NOx、CO、CO2、少量 的氟化物和氯化物。关键词：烟气、污染源、煤尘、氟化物、氯化物火力发电厂的燃料上要有煤、石油（主要是重油、天然气）。我国的火电厂以燃煤为主，过去曾建过一批燃油电厂，日前的政策是尽量压缩烧油电厂，新建电厂全部烧煤。火力发电厂由三大主要设备锅炉、汽轮机、发电机及相应辅助设备组成，它们通过管道或线路相连构成生产主系统，即燃烧系统、汽水系统和电气系统。用火车或轮船运入发电厂储煤场的煤，经过碎煤设备破碎后，由皮带运输机送入锅炉房内的原煤仓。煤从原煤仓落入给煤机，在其中研制成煤粉，同时送入热空气来干燥和输送煤粉。磨制好的煤粉，经粗粉分离器除去部分不合格的煤粉后进入旋风分离器，在其中空气和煤粉得以分离，分离出来的细粉进入煤粉仓。煤粉由给煤机送入输粉管，而旋风分离器中的空气则由排粉机抽出。煤粉和空气在输粉管内混合后，由喷燃器喷入炉膛内进行燃烧。由送风机送来的空气，在进入炉膛之前，先在空气预热器中接受排烟预热，以减少排烟热损失，并提高空气温度，改善燃烧过程。炉膛内的燃烧产物高温烟气，在引风机的拔风作用下，沿着锅炉本体倒U形烟道依次流过炉膛、过热器、省煤器和空气预热器，将热量逐步传递给水、蒸汽和空气。降温后的烟气流入除尘器进行净化，净化除尘后的烟气则被引风机抽出，排入大气。将燃料的化学能装换为热能。锅炉产生的新蒸汽进入汽轮机后逐级进行膨胀，蒸汽部分热能就转变为汽流动能；高速汽流施加作用力于汽轮机的叶片上，推动了叶轮连同整个转子旋转，汽流的动能于是被转换成汽轮机轴上的机械能。汽轮机带动发电机，利用切割磁力线感应原理，将原动机的机械能变为电能输锅炉锅炉的作用燃料或热源的热能加热工作介质，使一定数量的工作介质达到所要求的状态。蒸汽锅炉的工作介质是水，在锅炉里被加热变成一定压力和温度的蒸汽。蒸汽的压力和温度称为蒸汽参数，表示蒸汽的状态。在火力发电厂中，锅炉产生的蒸汽送进汽轮机膨胀做工，驱动汽轮机转子带动发电机转子旋转，利用导体切割磁力线产生感应电流的原理而发出电力。发电的生产过程是一个能量转换的过程，这个过程可表示为：燃料的化学能汽轮机汽轮机是火电厂的三大主要设备之一。它是以水蒸气为工质，将热能转变为机械能的外燃高速旋转式原动机。它具有单机容量大，效率高，运转平稳，单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。在现代火电厂和核电站中，汽轮机是用来驱动发电厂产生电能的，故汽轮机与发电机的组合成为汽轮发电机组。汽轮机还可用来驱动泵，风机，压气机和船舶螺旋桨等。所以汽轮机是现代化国家中重要的的动力机械设备。 汽轮机设备及系统包括汽轮机本体，调节保安油系统，辅助设备及热力系统等。汽轮机的本体是由汽轮机的转动部分和固定部分组成，调节保安油系统主要调节汽阀、调速器、调速传动机构、主油泵、油箱、安全保护装置等；辅助设备主要包括凝汽器、抽气器、高低压加热器、除氧器、给水泵、凝结水泵、循环水泵等；热力系统主指主蒸汽系统、再热蒸汽系统、凝汽系统、给水回热系统、给水除氧系统等。 发电机发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。 发电机已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。 变压器变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 其他设备 一次设备通常把生产和分配电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。它们包括：1、接通或断开电路的开关电器 例如：断路器、隔离开关、熔断器、接触器之类，它们用语正常或事故时，将电路闭合或断开。2、限制故障电流和防御过电压的电器 例如：限制短路电流的电抗器和防御过电压的避雷器等。3、接地装置 无论是电力系统中性点的工作接地或是保护人身安全的保护接地，均同埋入地中的接地装置相连。4、载流导体 如裸导体、电缆等，它们按设计的要求，将有关电气设备连接起来。在概述火力发电厂烟气脱硫废水处理的基础上，对烟气脱硫废水的特征和来源进行分析，进而对烟气脱硫废水处理的几种工艺进行了探讨。如果能对火力发电厂的废水进行充分再利用，那么三成以上的用水供应可以得到补给，不仅生产用水得到了有效利用，发电厂的综合效益也将得到大幅度提高。目前，由于受制于技术等多种因素，要实现火力发电厂烟气脱硫废水的全面利用还有很长的路要走。 1 概述当前，我国火力发电厂的废水处理工艺相对落后、处理技术不够先进、处理设备比较陈旧，在废水的综合处理上还存在着很多瓶颈。在采用烟气脱硫废水工艺对发电厂废水进行处理后，尽管废水造成的污染得到一定的控制，但是成效还不明显。这是因为脱硫废水中依然含有较高浓度的氯离子和固化物，还没有达到回收利用的要求，只能排放到环境质量要求不高的周围环境中。而蒸发浓缩处理工艺则能很好解决上述问题，该工艺产生蒸馏水具较高的纯度，可以在发电厂的各项生产活动中继续使用。同时还可以通过填埋或者出售的方式对该工艺得到的固态盐进行处理。2 废水的特征和来源火力发电厂烟气脱硫废水呈弱酸性，含有较多的金属离子和悬浮物(如二氧化硅、石膏颗粒、铝铁的经氧化物等)，同时含有较高的硫酸盐、亚硫酸盐，氯离子和氟离子含量也较高。火力发电厂烟气在脱硫处理的过程中，无论是工艺水、烟气还是脱硫剂都会在处理废水中留下杂质。高温条件下在炉膛中燃烧的过程中，煤中富含的重金属会生成各种无机化合物并进入脱硫系统的吸收浆液中。在循环的过程中，吸收浆液中含有重金属的化合物越来越多，浓度也越来越高，废水中的杂质含量也不断增加。3 废水处理工艺3.1 反渗透浓缩法处理工艺反渗透浓缩法是当前深度脱硫废水的后续方法。它将浓缩液中的过饱和离子除去后再将其引入，反渗透给系统。反渗透法工艺的优点在于可降低反渗透成本、提高废水的利用率和回收率;缺点在于过饱和离子受到阻垢剂的干扰而很难被除掉，废水达不到理想的处理效果。3.2 物化法处理工艺物化法的原理主要是，废水中的悬浮物沉淀和重金属离子在化学药剂的作用下产生沉淀，沉淀物通过澄清器得到分离并排放出水，沉淀污泥在板框机中得到脱水和去泥，进而达到废水除污的目的。当前，对脱硫废水的物化处理采用的流程主要有污泥处理、加入化学药剂和废水处理等。在废水处理流程中，先将废水放入pH值为8.99.5(用一定比例的石灰水进行调节)的中和箱中，把大部分的金属沉淀出来;然后，把处理过的废水进入含有机硫化物(一种重金属沉淀剂)的沉淀箱中，将氯离子、镉离子等残留重金属沉淀出来。3.3 废水蒸发浓缩处理工艺废水蒸发浓缩处理工艺的主要原理：首先，采用预处理软化系统对废水进行软化;然后，利用机械式蒸汽再压缩系统对已经经过软化处理的废水进行蒸发、浓缩，一方面让蒸汽进入蒸发器达到循环使用的目的，通过三效混流循环蒸发结晶系统对浓缩液进行蒸发结晶，蒸汽进入系统循环使用，另一方面将晶体颗粒和浓缩液进行分离，并采用离心干燥包装系统进行称量、包装。废水蒸发浓缩处理工艺具有以下优势：低碳环保，对物料的循环利用率高，低能耗，高热效率、节约能源，成本低;同时，由于该工艺需要的温度差不大，有效地减少了腐蚀和结垢现象的发生，大大延长了处理设备的生命周期。在废水蒸发浓缩处理工艺中，80%的废水可以通过蒸发结晶系统得到蒸发，具有较高的换热效率，不仅蒸发器不占地，蒸发过程也不会消耗太多的能量。通过结晶阶段的二次蒸发结晶，结晶体的质量和纯度得到保证，整个蒸发结晶系统的运行稳定和安全也因此得到保障。除此之外，该处理工艺中氯化钠和硫酸钠的分别结晶通过结晶系统得到了很好的实现，在资源利用率提升的同时也提高了氯化钠的纯度。这些氯化钠有一部分可以用作化工原料，电厂的综合效益也得到了有效提升。4 物化法烟气脱硫废水处理的要点中和箱中脱硫废水的pH值要保持在8.99.5，每一方废水中加入3.5ml石灰乳固体粉末。同时，为了保持pH值的稳定，要采用pH在线检测仪对石灰乳的添加量进行控制和检测。沉降箱的作用是进一步沉降二价汞离子等采用氢氧化物不能沉淀的重金属离子。沉降箱中加入的有机酸溶液浓度为15%，一方废水加入的有机硫溶液的体积控制在0.20.5ml。经过石膏旋流器和旋流器处理的废水遗留下的悬浮物因为颗粒小，用自重力很难进行有效分离。此时，可以在絮凝箱中按废水0.20.5kg/m3、10g/m3的比例加入15%聚铁溶液和1%聚丙烯酰胺溶液，以增强悬浮物的絮凝效果和除去金属氢氧化物的效果和速度。澄清池的底部呈锥形，采用的是周围出水、中间进水的方式。经过澄清池以后，污水中的固体悬浮物从水中分离出来并在底部形成沉淀，通过顶部的出水管清水流向含有盐酸后续的水箱中进行中和，再进行排放。在污泥处理系统中，自流到缓冲箱中原澄清池底部的污泥，经过给料泵加压处理被送到板框压滤机被加工，成为用作其他原料的泥饼。5 发展前景环境问题和水资源问题的双重夹击，迫使火力发电厂着手优化废水处理技术和处理工艺，以达到减少环境污染、循环使用废水的目的。在未来环境保护要求日益提高、火电厂规模越来越大的形势下，传统的烟气脱硫废水处理技术和工艺将逐渐被淘汰。另外，我国目前的废水处理工艺和技术多是舶来品，没有自主知识产权，更新换代都要看别人眼色。我国火力发电厂烟气脱硫废水处理的出路在于以国外先进脱硫技术为依托，开发出具有自主知识产权并与我国国情相适应的废水处