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火力发电厂烟气污染的危害及对策探析

作者:未知

  【摘要】随着社会的发展和国民生活水平的提高,对电力的需求越来越大,但作为提供电力的主力军火力发电厂,这里主要指燃煤火力发电厂,其生产过程会排出大量烟气,烟气中含大量二氧化碳、烟尘、二氧化硫和氮氧化物,这些污染物的排放对大气造成了严重的污染,本文重点探析烟尘、二氧化硫及氮氧化物的危害及对策,以减少火力发电大气污染物的排放和对环境的污染,实现保护环境的作用。
  【关键词】火电厂  污染  危害及对策
  【中图分类号】X773 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)19-0255-01
  一、火力发电厂污染物排放概述
  火力发电厂的生产过程对环境主要会产生烟气、废水、灰渣和噪声四大污染。烟气污染又主要有二氧化碳、二氧化硫、烟尘和氮氧化物四种污染成分;废水主要是冲灰渣废水、脱硫系统废水和生活污水等;灰渣主要包括粉煤灰渣和脱硫灰渣;噪声主要是机械类噪声、流体动力性噪声和电磁性噪声。下面主要对火电厂四大污染之首的烟气污染进行探析。
  二、燃煤火力发电厂烟气污染的危害及对策
  1.烟尘
  (1)烟尘的分类及危害
  烟尘按大小分为落尘和飘尘,落尘粒径大于10微米,由于重力作用落至地面;飘尘粒径小于10微米,漂游在空气中做布朗运动,飘尘较复杂,镍、膈、铅、砷等,飘尘中粒径大于5微米时,能被鼻毛与呼吸道勃液挡住而排出,飘尘中粒径小于0.5微米,能附在呼吸道表面而随痰排出,而粒径在0.5-5微米的飘尘能直接深入肺部,在肺泡内沉积,并可能进入血液输往全身,在身体各个部位积累产生症状。
  (2)烟尘的处理
  处理电厂的烟尘采用的是除尘器,除尘器是将粉尘颗粒从气体介质中分离出来并加以捕集的装置,一般分为电除尘器、过滤式除尘器、机械除尘器、湿式除尘器。电除尘器是目前除尘效率最高应用最广的除尘器,其工作原理是在数万伏的高压下,在集尘极与放电极之间引起电晕放电,空气绝缘被破坏,产生的正离子在放电极失去电荷,负离子则粘附于尘粒上,由于静电场的作用被捕集在集塵极上,达到一定厚度时,采用振打装置使粉尘落入下部灰斗。
  2.二氧化硫
  (1)二氧化硫的危害
  SO2是无色不燃的有毒气体,有强烈的辛辣、窒息性气味,遇水会形成亚硫酸,进一步氧化会形成硫酸,使得植被、建筑物腐蚀,水体污染,使得人体咽喉水肿与声带痉挛导致窒息,而且能够导致支气管炎、肺炎等,甚至引起肺硬化致死。
  (2)二氧化硫的处理
  二氧化硫的处理可分为煤燃烧前脱硫、煤燃烧中脱硫、煤燃烧后脱硫。
  煤燃烧前脱硫是物理脱硫技术,主要是利用精煤、灰分、黄铁矿的比重不同,以除去部分灰分和黄铁矿,如:硫铁矿(FeS2)相对密度为4.7-5.2,而煤的相对密度为1.25。煤燃烧前脱硫主要包括跳汰选煤、重介质选煤和高梯度强磁分离煤脱硫技术等。跳汰选煤是利用脉动水流冲刷煤粒,分选出不同密度或不同粒度或不同形状的煤粒;重介质选煤是利用阿基米德原理将含硫量高的煤除去。但跳汰选煤和重介质选煤脱硫缺点是不能脱除煤中有机硫,对硫铁矿的脱除率也只有50%;而高梯度强磁分离煤脱硫技术能除去无机硫70%、总脱硫率57.4%,灰分物质30%。
  燃烧中脱硫又叫炉内脱硫,是在煤燃烧的过程中同时加入一定量的石灰石或白云石作为脱硫剂,进行化学反应除去煤中硫的方法,主要有型煤固硫和循环流化床燃烧脱硫技术两种。型煤固硫是加入石灰等粘结剂,将煤粉机械加工成一定形状和体积的煤,此方法可减少40-60%的SO2排放,提高燃烧效率20%-30%,节煤率达15%。循环流化床燃烧脱硫技术要求维持层内煤粒间的气流实际速度大于临界值而小于输送速度,建立流化状态,流化状态的特点是强化了气固两相的热量和质量交换,延长了颗粒在炉内停留时间并使得加入的新煤很快燃烧。
  燃烧后脱硫又叫烟气脱硫(FGD),是在烟道处加装脱硫设备,对烟气进行脱硫的方法,是目前世界上惟一大规模商业化应用的脱硫技术。典型的有:石灰石-石膏湿法脱硫、循环流化床脱硫法、喷雾干燥法、电子束法、氨法等。石灰石-石膏湿法脱硫是目前国内应用最广的烟气脱硫方法,其脱硫原理主要化学方程式:
  SO2+ 1/2O2 +2H2O+CaCO3→CaSO4·2H2O+CO2 ↑
  3.氮氧化物
  (1)氮氧化物的危害
  氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染之一,人为排放NOx的90%以上来源于矿物燃料的燃烧过程,其污染主要也是体现为在与水结合形成酸雨污染。
  (2)氮氧化物的处理
  燃烧过程中,生成的氮氧化物可分为三类:热力型、燃料型、快速型。热力型NOx是空气中的氮气在高温下氧化生成的NOx;燃料型NOx是燃料中含有氮的化合物在燃烧过程中分解,接着氧化而生成的NOx;快速型NOx是燃烧的空气中的氮和燃料中的碳氢原子团,反应生成的NOx;减少燃烧过程中NOx的生成,主要是控制热力型NOx的生成,目前主要是通过燃烧器改造控制燃烧中的温度来实现。NOx的控制分类大体上可分为两类:源头控制和尾部控制。源头控制称为一级污染预防措施,是通过各种技术手段,控制燃烧过程中NOx的生成反应;尾部控制称为二级污染预防措施,是把已经生成的NOx通过某种手段还原为N2,从而降低NOx的排放量。
  三、结束语
  火力发电对大气、水体及土壤等都会造成很大污染,虽然目前已经有很多防止措施,但是对环境的污染仍旧很大,而且随着能源危机和环保要求的提高,我们急需大力开发新能源发电来替代燃煤火力发电。
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