绿色化学在火力发电厂的应用要求

绿色化学在火力发电厂的应用要求

马荣

（中电建甘肃能源崇信发电有限责任公司甘肃省平凉市744200）

摘要：火电厂的生产环节中，往往要通过化学处理的方式来确保电厂生产的顺利进行。但是在此过程中，会产生一些对自然环境产生危害的副产品，如废水、废汽、废渣等等，从而给当地环境造成很大影响。为了能够实现可持续发展，提高电厂生产的环保效益，可以利用绿色化学的理念来对其进行处理。

关键词：绿色化学；火力发电厂；应用

1绿色化学的相关概述

绿色化学虽然是一门刚刚被提出不久的学科，但却是一门非常具有发展潜力的学科，尤其是在当前全球都对环境问题给予高度重视的情况下，这种既不影响经济发展又能实现环境保护的化学学科启然更是备受关注。绿色化学，就是利用物质之间会在一定条件下产生化学反应的特点，来消除或分解一些对人体和环境产生不利影响的物质，包括气体、液体和固体。为此在对绿色化学进行研究时，一般需要从原材料、反应条件、反应方式和最终产品等四个基本要素上进行研究分析，目前理想中的绿色化学是要实现原子经济性，也就是说要能够通过化学反应将污染物原材料的每个原子都进行重组结合，从而达到零污染排放。尽管现今的绿色化学水平还很低，但是相信在不久的未来一定可以达到理想中的原子经济性。

2绿色化学在火力发电厂的应用要求

2.1减少废气排放

1）脱硫、脱硝。火力发电厂以煤炭为燃料烟气中含有二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体。为了减少废气排放，新建的火力发电厂均设立了脱硫、脱硝系统。脱硫多采用湿法石灰脱硫，脱硫效率90%～95%，二氧化硫排放浓度100mg/m3，得到硫酸钙副产品，可作为建材使用；使用氨水做脱硫剂，脱硫效率95%，二氧化硫排放浓度小于100mg/m3，得到硫酸铵副产品，可作为复合肥的原料使用，市场前景广阔。进行超低排放改造的电厂，其二氧化硫排放浓度达到30mg/m3。2）捕捉二氧化碳。发电厂烟气捕捉二氧化碳方面，国内首个燃煤发电厂二氧化碳捕获示范项目已经投入运行，采用燃烧后CO2捕获系统。该项目年产3000t二氧化碳，目前已经累计捕捉二氧化碳接近4000t，并全部实现商用，大大减少了二氧化碳排放。国内首个IGCC绿色煤电工程示范项目也已投入运行，尚有几家报批和进行可研的项目。该示范工程采用25万千瓦等级的整体煤气化燃气—蒸汽联合循环发电机组。该项目投产发电后，可达到天然气联合循环电站的排放水平。IGCC发电项目污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，减少了烟气排放，利于环境保护。

2.2锅炉给水处理

在对锅炉给水的问题上行业内普遍使用的流程是先进行热力除氧在热力除氧彻底完毕以后开始化学除氧。在化学除氧的除氧剂选择上，电力企业普遍采用的是亚硫酸钠或者联氨。这两种化学制品在除氧的效果上都很好但是也都存在着一定的问题。亚硫酸钠在进行操作时操作流程很简单安全，而且购买成本不高但是如果在操作中用量过大就会产生较多的废料致使锅炉加大了排污量。而联氨的优点是除氧后不会有固体物质启盐量也会保持正常水平因此不会对锅炉的排污造成更大的压力但是据某些研究表明联氨可能会有一定的致癌性，因此安全性并没有得到证实。鉴于这些缺点新型除氧剂的研究正在加紧进行但是新型除氧剂也有很多的不确定性加果还是有污染性那就对环境的保护没有意义因此去改变除氧方式才是从根本上去解决问题。人们应该加强对于这方面的研究改变除氧方式和流程加可以使用物理除氧总之要在污染的源头上对污染进行治理保护环境和保护人们不会受到化学制品的伤害。

2.3再生（Regeneration）

1）离子交换树脂。发电厂水处理使用的阴阳离子交换树脂，可使用再生剂碱、酸得到再生，恢复其离子交换功能，且可重复再生、重复使用。2）透平油、绝缘油。汽轮机用于润滑、控制和冷却的透平油，一旦油质劣化不达标，可用在线油净化设备和离线设备进行处理；严重劣化时可进行再生，恢复其性能，实现油质再生利用。绝缘油主要用于变压器，除了日常的净化处理外，油质严重劣化时也可再生处理后回用。3）EDTAEDTA。作为锅炉清洗剂使用，可用硫酸作为再生剂得到再生，实现EDTA的重复利用。4）脱销催化剂。发电厂脱销主要采用选择性非催化还原法（SNCR）和选择性催化还原法（SCR），脱销剂主要使用液氨或氨水、尿素。在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体，以V2O5或V2O5－WO3或V2O5－MoO3为活性成分；催化剂工作一般3～4年因失活需要更换，其处置不当易造成污染，可进行再生后再利用，不但解决了失效催化剂污染问题，同时具有经济效益。

2.4减少污水排放

1）循环水。在火力发电厂，循环水占用水量的70%。虽然使用高效阻垢剂或进行旁路处理，提高了浓缩赔率，但还是要排放一些高浓度的循环水，补充低含盐量的水。虽然循环水排污率仅1%，但由于其水量大，排污水量还是很大的。为了利用循环水排污水，设立了膜处理系统，一般70%实现回收利用，其浓水可用于冲灰，实现“零排放”。2）生活污水。火力发电厂的生活污水，建有生活污水处理系统，经生化处理后，可用于绿化、车辆冲洗、煤场喷淋压尘、道路冲洗等，实现生活污水的再利用，不排放生活污水。3）生产污水。在发电过程产生的污水基本进行回收利用，机组检修凝结器压水找漏用水、锅炉打泵用水、汽水取样水、锅炉疏水、锅炉排污水等直接回收利用。凝结器清洗污水和锅炉化学清洗污水经工业处理污水系统处理后回用。

2.5重复使用（Reuse）

1）离子交换树脂。在火力发电厂，锅炉对工质水有着严格的质量要求，导电度≤0.2μS/cm。一般锅炉补给水处理系统多采用预处理+R/O+离子交换树脂，离子交换树脂具有再生后反复使用的特性，正常情况下一般使用寿命可达5年左右。200MW级以上机组凝结水处理多采用中压高速混床除盐系统，离子交换树脂同样反复使用。2）水重复使用。火力发电厂以水为工作介质，水在锅炉中变为高压蒸汽，其在汽轮机做功后经由凝结器冷却后，通过回热系统又回到锅炉，实现水循环利用；凝结器中的冷却水经稳定处理，浓缩倍率一般在2～7倍，除风吹损失、排污损失，全部循环使用。生产污水和生活污水经处理后回用，在水的利用方面，水的重复利用率可达90%～98%，火力发电厂基本实现“零排放”。3）超滤、微滤及反渗透膜。随着水处理膜技术的发展，超滤、微滤及反渗透膜技术得到广泛应用，其本身节省了大量酸碱的应用；而且膜具有反复使用功能，一般可使用3～5年，在水处理业发挥重要作用。4）EDTA。在火力发电厂锅炉化学清洗中，使用EDTA作为清洗剂使用，可用硫酸作为再生剂回收EDTA，一般回收率在80%左右，实现EDTA重复使用。

结语

火力发电厂在为国民经济和人民生活提供清洁能源的同时，自身也在进行生产各环节的“绿色”“着装”，绿色化学的核心理念得到了全面应用，生产“绿色”电力。随着“绿色化学”的不断发展和深入人心，火力发电厂将成为“绿色”电厂，为人们提供“绿色”电力，造福人类生活。

参考文献：

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