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浅谈柴油机发电厂的烟气净化处理
作者:管理员    发布于:2017-01-17 14:15:08    文字:【】【】【

  根据监测结果表明,大功率柴油机发电厂排放烟气中,SO2和烟尘浓度远低于规定的排放标准。

  所以到目前为止,柴油发电机组的烟气处理仍然不被关注。但随着将来环保要求的日益严格,大型柴油发电机组排放烟气的处理将日益重视。

  2柴油机发电厂的烟气排放据2000年的统计,广东省共有96家大功率柴油机发电厂,发电机组约550台,总装机容量5560MW,这些发电厂引进的机组都是80~ 90年代开发的世界上技术先进的高压中速四冲程大功率柴油机,以重油或柴油为燃料。

  重油或柴油在内燃机气缸中,在高温高压和过量空气的条件下燃烧,由于燃烧不完全,燃烧产物包括CO,CO2、碳氢化合物(HC)、水蒸汽、氮氧化物(NOx)、氧化硫(SOx)和烟尘颗粒等。

  德国劳氏船级社曾对某型号的大功率柴油机在燃用含硫3的重油的情况下的排气成分进行过测定,结果表明:排放物中占总量77是惰性气体,16是无害排放物(O2和水蒸汽),有害排放物(包括CO2)占7.有害排放物中,CO2占95,NOx占3,SOx占1.5,烟尘颗粒占0. 0.3.燃用这种含硫3的重油1t,产生122kg的NOx,61kg的SOx,8.1kg的烟尘。

  3烟气中SOx,NOx和烟尘颗粒的情况分析烟气中的SOx来源于燃油中的硫,燃油中的硫几乎全部在燃烧过程中被氧化成SO2(约占93)和少量的SO3.所以当前控制柴油机SOx的排放量须要依靠降低燃料油中的含硫量和对排放烟气进行脱硫处理。

  烟气中的NOx是氮氧化物的总称,它是空气中的N2和燃料中含氮的成分在气缸内的燃烧高温下氧化形成NO,在排入大气时进一步氧化形成NO2.高温,富氧、氮在高温中的停留时间是NOx形成的三要素,而高温,富氧又是提高柴油机热效率的基本要求,可见减少生成NOx与提高柴油机热效率的要求是有矛盾的,大量减少NOx的排放量还要依靠对排烟进行净化。

  至于柴油机的烟尘排放量,据劳氏船级社测定大约在1gcW*h.在我国,燃煤电厂自1980年以来推行高效除尘技术烟尘的平均排放量从16.5g/kW*h下降到1996年的4.2gAW°h.相比之下,即使不进行除尘,柴油机发电厂的烟尘排放量比燃煤电厂低得多。

  4净化柴油机发电厂烟气的一些措施4.1燃油净化处理为了控制成本大功率柴油机发电厂主要燃用低质燃料油,油中杂质(包括胶质、金属颗粒)和水分较多。燃油的净化处理是利用重油分离机(AlfaLaval公司的FOPX分离机)和燃油滤器,除去燃油中的杂质和水分。比如,FOPX分离机对重油中10~15Mm的杂质颗粒的去除率在90以上,可保证出油含水量低于0.2.这样就保证了柴油机燃烧完全,降低了柴油机排放烟气中的有害成份,特别是SOx和烟尘的含量。

  4.2使用燃油添加剂作用机理是用溶在富氧有机溶液的活性燃烧改进剂(EC―2)改造燃油中的S,V,Na等有害元素的存在散氧化微粒,不再参加燃烧过程的高温氧化。1999年为了降低排气中有害物对环境的影响,以及为了节油和改善燃烧室部件的状况,在燃油全能效剂总代理粤海集团和市环境监测中心站的配合下,我厂开始试用英国SAYVOL*EC2(DG)燃油全能效剂。由环境监测中心站对试验前和试验期间的烟气污染物浓度进行测试。测试表明,使用添加剂后SO2排放量下降了84.2NOx排放量下降了8.1,烟尘排放量下降了21.1. 4.3选用低硫油选用低硫油对降低排放烟气中含SOx量非常有效。但从目前世界燃油市场的价格情况来看,若柴油机发电厂选用低硫油,如将所用燃油的含硫量从3.5下降为1,燃料费用将加约15,而燃料费用约占柴油机电厂运行费用的80,燃用低硫油将加约12的发电成本。不过随着将来燃油脱硫技术的提高,脱硫成本的更进一步降低,燃用低硫油将是一个比较有前景的方向。

  4.4改善柴油机的燃烧工况,使之运行于环保状态良好的环保运行工况要求保持机组处于稳定的运行状况,防止工况突变;同时,要注意监督,保证柴油机有正确的喷油定时、喷油器雾化良好、高压油泵压力充足、进排气阀与阀座间隙合适、进气量充足等;另外,机组在启动时,宜适当采取低油门的启动方式,以减少柴油机启动时因燃烧不完全而排出的黑烟。

  针对排烟中N0X形成条件的分析可知,延迟喷油可以减少NOx的排放。延迟喷油,燃烧点后移,高温燃烧期缩短,通过控制NOx的形成条件减少NOx的排放。据劳氏船级社测定,在一定范围内,喷油定时角每变化1*产生的NOx相应变化3~7不过这同时会导致燃油消耗量升高和颗粒排放量增加。合适的喷油延迟时间可以使NOx减少20 30而燃油消耗量只加1 3 4.5净化烟气4.5.1烟气脱硫目前国内火电厂较多采用石灰石一石膏湿法脱硫。该技术是以石灰或熟石灰浆等碱性物质作吸收剂吸收SO2生成石膏。该技术比较成熟,脱硫效率超过90,但对柴油机发电来说该工艺造价高,系统庞大,运行较为复杂。

  4.5.2烟气脱硝烟气脱硝即将烟气中的NOx还原成N2.为大幅度降低NOx排放量,国外有的火电厂采用催化还原法。其原理是利用氨水或尿素做还原剂,与废气一起进入反应器,在多孔形TiO2*V2O3*WO3催化剂的作用下,将NOx还原成N2和H2O,脱硝率可达90以上。但这种方法同样有体积较大,运行成本较高的问题。

  4.6高烟囱排放从目前来看,绝大多数柴油机发电厂烟囱高度都在30m左右,因此可以提高烟囱高度以减少排烟中SO2对环境的影响。

  中,烟气中SO2高允许排放量按下式计算*排放控制系数;V一——烟囱出口处平均风速,m/s;h *烟囱等效单源高度,m;m一——地区扩散条件指数。

  其中烟囱单源高度等于烟囱几何高度与烟气抬升高度之和,而烟气抬升高度与烟气总量成函数关系。可见,可以考虑将柴油机发电厂的各个小烟囱连接到一根大的高烟囱里面通过加烟囱几何高度与烟气抬升高度来得到尽量大的允许SOx排放量。

  5结束语柴油机发电厂排放烟气的主要污染物是SOxNOx和烟尘,虽然柴油机发电厂并没有被归类为高污染的小火电,但随着国家对环保要求的日益严格,应当重视柴油机发电厂的污染问题。柴油机发电厂应根据地方的环保要求,结合机组的实际情况,采取兼顾环保要求和经济运行的方式来净化排烟,保护环境。

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