燃煤电厂超低排放脱硫除尘技术路线探讨

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:王长建
[导读] 摘要:随着我国环境状况总体恶化,环境矛盾日益凸显,环保压力加大,各级政府陆续出台多项政策措施,下大力气治理大气污染,改善空气质量。
        (山东省烟台市清泉实业有限公司发电分公司  山东省烟台市  264003)
        摘要:随着我国环境状况总体恶化,环境矛盾日益凸显,环保压力加大,各级政府陆续出台多项政策措施,下大力气治理大气污染,改善空气质量。其中工业烟尘是大气污染的重要因素,而在工业烟尘中,燃煤电厂所产生的烟尘占总共的35%,是各种工业烟尘中之最。
        关键词:燃煤电厂;超低排放;脱硫除尘技术;路线探讨
        1燃煤电厂脱硫技术路线分析
        1.1单塔多喷淋工艺
        在此工艺中,为了将吸收塔中的液气比进行有效提高,一般通过将喷淋的密度提高,或是将喷淋的层数增加来实现,而在进行层数增加时,应维持原来喷淋系统,将其循环量提高,也可以将吸收塔进行抬高来完成。要想将FGD装置的脱除能力进行提升,可以将氧化空气分布的效率提升,也可以将氧化空气的供给量提升。
        1.2双托盘技术
        当电厂所产生烟气后,将其直接输送至吸收塔,此时烟气将进入下层托盘,同时烟气和上面的液膜实现液项和气项的均质调整。液膜在托盘上,具有相应的高度,从而有效提高了烟气的滞留时间。通过烟气在吸收塔内的有效去除和增加滞留时间,使得烟气的污染物被大量吸收,从而使得液气比减少,将吸收剂进行充分的利用。
        1.3单塔双循环工艺
        该工艺需要用到托盘塔和喷淋空塔等设施,烟气中的SO2吸收氧化过程就是在喷淋空塔中进行的,这其中分为两个阶段,且都具备相应的回路循环。在第一阶段中,能够对一部分SO2进行消除,同时还能够将烟气中的HF、HCl以及粉尘等物质有效消除。在第二阶段中,为了满足不同负荷的需求,通过将石灰石加量,来提高脱硫过程中的效率,因此该阶段能够将SO2进行有效吸收。
        2燃煤电厂除尘器介绍
        2.1静电除尘器
        在电厂静电除尘器的使用效果比较好,该装置是当烟气在电离时,将烟气中的灰尘或颗粒荷电,这时受到电场力的影响,使这些杂质按照一定方向进行运动,从而将杂质集中在集尘机便于清除。其具体工作过程是,首先通过进行电晕放电,再对烟气中的杂质荷电,然后通过迁移与捕集,最后完成清除工作。但该装置在工作中也会受到各方面因素的影响,其中包括气体湿度、粒子比电阻、气流速度、粒子浓度以及烟气温度等。其中在运行过程中,粒子比电阻的正常应在104~1011Ω•cm之间。对本工程而言,要达到排放标准静电除尘器从理论上说是可以做到的,可通过增加收尘面积、减小气流速度(如双室)等手段提高除尘器效率。采用静电除尘器优点是目前使用厂家多,运行经验丰富,易操作。
        2.2布袋除尘器
        随着科技的发展,滤布材料得到了不断的提升,其耐磨性得到了提高,还具备较高的强度,同时还能够满足强腐蚀和高温的环境。因此,布袋除尘器也开始发展起来,通过该除尘器的烟尘能够有效降低排放的浓度,通常范围在10mg/m3~50mg/m3,而根据具体情况还可能更低。所以,其除尘效果相当理想,在使用运用中其效率更是在99.99%以上。采用布袋除尘器优点是除尘效率高,易达标排放,缺点是运行费用相对较高,其次是使用时间不长缺乏经验,国内电力行业前几次布袋除尘器推广应用失败,除与材料有关外,与运行管理经验不足和控制水平不高也有很大关系。但随着国家标准的要求提高,以及除尘器控制技术的发展,布袋除尘器的安全性有了很大提高。


        2.3电袋复合除尘器
        电袋结合除尘技术最早是在1970年后,美国的发电厂为了达到愈来愈严格的政府对控制烟尘排放的要求,采取了多种措施来提高电除尘器的性能,其中一项措施就是采用COHPAC(CompactHybrid Particulate Collector紧缩混合型除尘器的缩写)系统,在具体构造上相对简单,主要在电除尘器的基础之上增加布袋除尘器。在除尘过程中,通过布袋除尘器,将处理过程中没能有效消除的烟尘进行收集,从而提高排放质量。该项技术当时主要应用在静电除尘器的改造上。近几年,电袋结合除尘技术在我国逐渐得到应用,主要应用在200MW以下的循环流化床机组及静电除尘器的改造方面。通过将以上两种除尘器的结合,组成电袋除尘器,因此它能将两者的优点进行结合,提高除尘效果,同时还能将各部件之间进行有效简化,使其结构更加小巧。由于滤袋只是收集剩余烟尘,所以其不需要进行频繁的清灰作业,这也直接提高了滤袋的使用周期,节约了运行成本。
        3火电厂脱硫除尘一体化技术分析
        3.1旋汇耦合脱硫+管束式除尘器
        烟气中的SO2脱除工作在该除尘器中需要进行两次,在第一次脱硫中,烟气会经过系统中的旋汇耦合装置,同时和塔中的浆液形成湍流空间,从而有效提升空间内的固体、液体以及气体的传速率。在第二次脱硫中,将烟气进行均匀分布,并通过迅速降温的方法,使用喷淋系统进行脱硫处理。在完成这两次脱硫之后,将烟气传送至除尘除雾装置之中,然后通过离心力将其中的尘雾展开收集,并进行清除。当烟气浓度在进入系统前≤30mg/Nm³时,最后的排放时能够实现≤5mg/Nm³。该技术山西大唐国际云冈热电有限责任公司二期#3机组、重庆神华神东电力万州电厂#1机组、内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司#1机组等工程中成功使用。
        3.2高效沸腾托盘塔(双相整流装置)+高效除雾器技术
        烟气通过单托盘、双托盘和异形开孔托盘装置或设置双相整流装置,可以均布塔内流场,降低烟气流速,增加烟气在塔内的停留时间,同时在形成沸腾液面,烟气经过液膜可以去除细微粉尘,完成一级脱硫除尘;烟气经过高效喷淋层,通过喷淋主管和支管的预组装提高喷淋的精度,通过高性能喷嘴将浆液粒径降低30%,提高浆液覆盖面积,通过增加增效环,减少烟气逃逸,实现SO2的深度脱除及粉尘的二次脱除;烟气经过高性能除雾器,降低出口液滴,减少固体携带,以确保粉尘的超低排放标准。当烟气浓度在进入系统前≤30mg/Nm³时,最后的排放时能够实现≤5mg/Nm³。托盘技术是凯迪公司从美国巴威公司引进,并且进行了技术的改进,实现了单塔脱硫除尘联合治理。并在市场上得多广泛的使用,其中包括华能上安电厂1×600MW机组、华能长兴电厂2×660MW项目、华能玉环电厂1×1000MW机组、神华国华宁夏鸳鸯湖电厂2×660MW技改项目、华能邯峰2×600MW电厂等。
        3.3单塔双循环+高效除雾器技术
        通常可以将脱硫塔内浆液池进行分区,或是在脱硫塔外部增加浆液的形式,来实现单塔双循环脱硫。而双循环系统其实就是在烟气进入后,通过对其进行SO2的吸收以及氧化。在双循环中的喷淋层以及循环浆池都是出于独立的系统,其在进行实际运行中,会以相应的功能和参数为依据,实现独立的回路循环。为了降低排放浓度,在脱硫后还进行了两级的除雾处理。当烟气浓度在进入系统前≤30mg/Nm³时,最后的排放时能够实现≤5mg/Nm³。目前已应用于华能罗源2×660MW机组、华能安源2×660MW机组,大唐马头#9机组脱硫EPC等项目。
        4结语
        当前的社会既要发展经济也要保护环境,这就加大了燃煤电厂烟气排放的处理难度。为了应对市场需求,必须使用经济环保的手段,通过运用先进的脱硫除尘技术,来降低烟气的排放浓度,保障了燃煤电厂经济收入的同时,还有效地保护了环境。
        参考文献
        [1]李博,赵锦洋,吕俊复.燃煤烟气超低排放技术路线选择建议[J].电力科技与环保,2016,32(05):13-15.
        [2]张先中.浅析中小型燃煤电厂超低排放的技术措施[J].科技创新导报,2016,13(14):37-38.
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