浅谈火力发电中的环保技术措施发展趋势

电力工业是国民经济发展的先行部门，为工业和国民经济其他部门发展提供基本动力。电力工业是将煤炭、石油、气、核燃料、水能、海洋能、风能、太阳能、生物质能等一次能源经发电设施转换成电能，再通过输电、变电与配电系统供给用户作为能源的工业部门。一、循环流化床锅炉
　　循环流化床锅炉技术是近十几年来发展的一项低污染清洁燃烧枝术，这项技术己在电厂锅炉、工业锅炉及废弃物处理利用等领域了广泛的应用，目前正朝着几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉方向发展。
　　循环流化床锅炉采用单锅筒，自然循环方式，总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构，四周有膜式水冷壁组成。自下而上，依次为一次风室、密相区、稀相区，尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。尾部竖井采用支撑结构，两竖井之间由立式旋风分离器相连通，分离器下部联接回送装置及灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井用敖管炉墙，外置金属护板，尾部竖井用轻型炉墙，由八根钢柱承受锅炉全部重量。这种锅炉采用床下点火，分级燃烧，一次风比率占50一60%，飞灰循环为低倍率，中温分离灰渣排放采用干式，分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。炉膛是燃料充分燃烧的关键，采用湍流床，使得流化速度在3.5~4.5m/s，并设计适当的炉膛截面，在炉膛膜式壁管上铺设薄内衬，即使锅炉燃烧用不同燃料时，燃烧效率也可保持在98~99%以上。
　　保护环境，节约能源是各个长期发展考虑的问题，循环流化床锅炉正是基于这一点而发展起来，其高性，高稳定性，高可利用率，不错的环保特性以及广泛的燃料适应性，特别是对劣质燃料的适应性，越来越受到广泛关注，适合我国国情及发展优势。
　　二、洁净煤技术
　　在我国，火力发电需要的一次能源以煤炭资源为主，煤电在我国电力装机总容量中占了75%左右，这种格局在21世纪中叶新能源广泛应用之前是很难改变的。众所周知，用煤炭资源来发电存在着两个突出的问题，一是燃煤技术有待，煤炭的利用效率有待提高；二是燃煤不仅产生热量，还会产生大量的烟尘、二氧化碳、二氧化硫等危害气体，会给大气造成严重的污染。如何提高煤炭的利用效率，降低对大气的污染，是我们目前需要解决的重要问题。于是，一项一一洁净煤技术应用而生。
　　洁净煤技术是指从煤炭到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等。③传统意义上的洁净煤技术主要是指煤炭的净化技术及一些加工转换技术，即煤炭的洗选、配煤、型煤以及粉煤灰的综合利用技术，煤炭的洗选及配煤技术相当成熟，己被广泛采用；目前意义上洁净煤技术是指高技术含量的洁净煤技术，发展的主要方向是煤炭的气化、液化、煤炭燃烧与发电技术等等。洁净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一，也是高竞争的一个重要领域。由于洁净煤技术可以降低燃煤给环境带来的污染，达到保护环境的目的，己在世界各国广泛的应用。
　　洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为结晶燃料技术。
　　1、直接烧煤洁净技术
　　这是在直接烧煤的情况下需要洁净的技术，其技术措施有：(1)燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和脱硫方法，可以除去或减少灰分、研石、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节煤；水煤浆是先用低灰原煤制成，可以代替石油。(2)燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和燃烧器技术。流化床又叫沸腾床，有泡床和循环床两种，由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤，这些都是它的优点；燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。(3)燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器和布袋收尘器，可达99%以上，电厂一般都采用这种静电除尘器来燃煤产生的烟尘，但随着布袋除尘器技术的发展，已逐步替代静电除尘器。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用收尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。
　　2、煤转化为洁净燃料技术
　　煤转化为洁净燃料技术就是将煤炭资源转化为清洁能源用来发电，这主要有以下四种：(1)煤的气化技术，有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持温度，通过气化剂(空气、氧气和蒸汽)与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。(2)煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国己有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国己开展研究。(3)气化联合循环发电技术，先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达45%。这项技术，我国正在研究中。(4)燃煤磁流体发电技术，当燃煤的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%~60%。此项技术，我国己经开始研究。
　　电力工业是国民经济发展的先行部门，为工业和国民经济其他部门提供基本动力。火力发电是电力工业重要的领域，在保护生态环境日益引起人们重视的今天，提高煤炭资源在火力发电中的利用效率，降低燃煤给环境带来的污染成为人们思考的重要问题。