火力发电厂脱硫超低排放改造技术探讨

发表时间:2020/12/29   来源:《科学与技术》2020年26期   作者:凌子斌
[导读] 作为减少空气污染和节能减排的重要行业,火力发电厂面临着
        凌子斌
        抚顺石化公司热电厂
        摘要:作为减少空气污染和节能减排的重要行业,火力发电厂面临着更大的环境保护压力,超低排放技术的逐步改进和有效应用为火电厂提供了保护环境的机会。但是,技术创新难度很大,因此存在很大的改善技术的空间。火电厂需要加强对超低排放技术的应用管理,并加强对超低排放技术的研究、应用和创新,以更好地适应其环保需求。
        关键词:火力发电;脱硫;排放
        1 超低排放技术
        超低排放的正式名称是烟道气污染物的超低排放,也称为低于燃气轮机排放标准的排放、接近零排放、超清洁排放和趋零排放。
        1.1 除尘技术
        火力发电厂在能源使用过程中造成的污染是多方面的,空气污染是最突出的方面之一。在空气污染问题中,烟尘排放问题也是一个重要因素。
        (1)电除尘技术:电除尘技术充分利用强电场电晕放电使烟道气电离,使灰尘带电,并在电场作用下将其与烟道气分离。静电除尘器的优点非常明显,可用于高效率的除尘器,烟气大量处理,高温、高压和高湿度条件、低阻力等,缺点是比电阻会影响到除尘效率,而且一次性的投入较大。
        (2)袋式除尘技术:袋式过滤除尘技术是一种使用由纤维编织物制成的袋式过滤器元件来捕获烟尘的技术。与筒电除尘技术相比,袋式除尘不受粉煤灰比电阻的影响,飞灰浓度和粒径的变化、锅炉运行负荷的变化以及烟气量的波动等对出口浓度的影响非常有限。
        (3)电—袋复合除尘技术:电集尘器和袋式除尘器是高效的除尘器,但是两者都有其缺点,因此,新型的电袋式复合除尘技术受到人们的广泛关注。电—袋复合除尘技术结合了电动除尘和布袋除尘的优点,成为高效除尘的新选择。
        1.2 脱硝技术
        在脱硝技术中,烟气脱硝技术和燃烧脱硝技术是现阶段日本火力发电厂采用的主要氮氧化物控制技术。燃烧脱硝技术主要是指低氮燃烧技术,其技术要点是在燃煤炉膛中心安装一个附加的燃尽喷嘴装置,以达到分步燃烧的目的,抑制并降低炉内温度和NO2的化学生成,低氮燃烧技术因其成本低和易用性而具有一定的推广优势。
        烟气脱氮技术的运行主要取决于催化剂,以达到引起反应的条件和减少NO2排放的目的。烟气脱硝技术在国内已被广泛使用,从目前的情况来看,更通用、更科学、更有效、更可操作以及更常见的NO2处理技术可以是燃烧中的脱硝技术和烟气脱硝技术的结合,最终处理后的废气可以满足超低排放气体的要求。
        1.3 脱硫技术
        国内火力发电厂脱硫技术经过多年发展之后,它主要分为单塔双循环技术、双塔双循环技术、单塔多喷淋技术等。
        (1)单塔双循环技术:首先将要处理的烟气通过脱硫吸收塔进行循环,并通过预吸收去除HF、粉尘和部分SO2,并调节预循环浆料的p H,达到控制脱硫的目的;循环处理后的废气进入废气处理设备,继续二次循环,与石灰石反应,进一步提高循环浆液的p H。
        (2)双塔双循环技术:主要设备是脱硫塔,与逆流喷雾吸收塔循环浆料罐通过管道连接,双塔内的p H受到差分控制。双塔双循环技术可根据原有脱硫设备进行改造,节省资金。但是,双塔和双循环技术有特定的现场要求。上述两种双循环脱硫技术的脱硫效率可达到约98%。
        (3)双托盘脱硫技术:主要采用两层塔板,要处理的废气由于塔板的阻力而与塔截面中的浆料充分接触,并进行反应以确保高脱硫效率,但是有着高能耗的缺点。


        (4)单塔多喷淋技术:主要是增加喷淋层数或增加喷淋密度,以增加吸收塔的液气比,增加液气接触面积,提高脱硫效率和能耗。该技术也是有着能耗大的缺点。
        2 火电厂超低排放效果提升的策略
        2.1 增强环保意识,保护环境
        为了增强火力发电厂的排放效果,要求电厂和员工真正认识到超低排放的重要作用,管理人员要更加重视环境保护工作。公司管理人员要严格地按照法律、法规和相关规范和标准的要求执行环境保护管理任务。
        2.2 创新超低排放技术
        环境保护的新形势要求火力发电厂创新超低排放技术,改造维护和升级,并大力开发和创新排放技术。许多火力发电厂将烟尘排放技术与智能控制相结合,以降低排放限值。
        2.3 完善环境保护管理体系
        为了增强火力发电厂的超低排放效果,有必要解决其自身经济发展与环境保护之间的关系。在企业内部,建立完善的环境保护管理体系,并成立专门的管理部门来监督和控制团队。企业需要建立基于网络的管理和控制系统,并通过专职人员对企业内部的环境保护进行全面、详细的管理。
        3 改造方案
        3.1 湿式电除尘
        湿式电除尘技术是用于处理含湿气的烟尘,主要用于去除烟气中的烟尘,但是,PM2.5也通过夹带脱硫浆液的雾化液滴和脱硫产物的结晶而产生。在湿式静电除尘器中,由于较低的废气温度和较高的水分含量,粉尘的电阻率大大降低,并且操作条件极为稳定,同时减少了前期除尘器的投资和运行成本。另外,必须考虑由清洁板后灰尘进入吸收器引起的灰尘污染和起泡的可能性,以及增加的设备和管道的磨损。为了避免上述现象,有必要在正常运行中增加设备的清洁和冲洗。
        3.2 单塔一体化超低排放转换技术
        (1)管束除尘技术:管束除尘技术是指在离心力的作用下,液滴和烟灰朝气缸壁移动,粘附在圆筒的内壁表面上,并由于与粘附在壁表面上的液膜层接触而消失,从而除去了雾和灰尘。在分离器之间安装有增速器、导向环和汇合环,以增加气流的离心运动速度,保持适当的气流分配状态,并控制液膜厚度和气流出口状态。
        (2)高效旋汇耦合脱硫除尘技术:高效旋汇耦合脱硫除尘技术确保烟气均匀分布到吸收塔,塔中没有湍流,并且存在发生气液旋转的湍流空间。气液固相在该空间中的三相完全接触大大减少了气液膜的传质阻力,用于快速完成传质过程并提高脱硫效率的目的,吸收塔通过旋流偶合和喷床达到高效脱硫的目的。
        (3)高效节能的喷淋技术:优化的喷涂布局和合理的覆盖范围体现了高效节能喷涂技术的优势。单层浆料的覆盖率可以达到300%以上。使用高效的喷嘴组合可改善独特的喷涂效果,并改善二次冲击效果。设置壁逆流装置以避免气液短路。
        4 结束语
        总体而言,超低排放技术是平衡环境、经济和能源的关键,在现阶段,有必要加强技术研发,增加资金投入,加大科研人员的研究力度。加强火力发电厂火力发电中脱硫的研究,降低火力发电成本,提高火力发电效率,全面改善环境质量。
        参考文献
        [1]周青生.火电厂超低排放改造及脱硫CFD技术应用[J].节能与环保,2019(5):94-95.
        [2] 孔亮,马瑞,张国防,等.火力发电厂超低排放改造路线的选择[J].电力设备管理,2017(2):75-77.
        [3] 罗佳,何承志,朱勇.燃煤火力发电厂超低排放改造技术路线浅谈[C]//中国电机工程学会年会,2016.
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