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火电厂的深度脱硫&高效除尘超低排放技术研究

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：李文华

[导读] 摘要：社会经济发展速度的加快，使得我国的生态环境急剧恶化。为了解决这一问题，我国针对燃煤火电厂提出了具体的超低排放要求。

        （甘肃大唐八〇三热电有限公司甘肃矿区 732850）
        摘要：社会经济发展速度的加快，使得我国的生态环境急剧恶化。为了解决这一问题，我国针对燃煤火电厂提出了具体的超低排放要求。本文重点针对火电厂的深度脱硫和高效除尘超低排放技术进行了详细的分析，旨在保证火电厂除尘、脱硫、脱硝处理效果，以供参考。
        关键词：火电厂；深度脱硫；超低排放技术
        雾霾天气的频繁出现，使得大气污染问题成为人们最为关注的焦点。火电厂以燃烧煤炭资源发电为主，其烟气排放是我国大气污染的主要来源之一。在我国相关部门给出了全新的大气污染物排放标准之后，“清洁高效发展煤电”成为火电厂转型升级的关键。在这种情况下，火电厂必须要对各种高效除尘技术、深度脱硫技术等进行有效的集成，达到污染物超低排放标准。
        一、火电厂的超低排放脱硫技术分析
        （一）老机组的超低脱硫排放改造
        火电厂要想达到相应的污染物超低排放标准，就必须要对脱硫效率进行提升，使其始终保持在99%水平之上。首先，对液气比L/G进行提升，增大烟气和石灰石浆液之间的接触面积，通过烟气与石灰石浆液的充分接触来保证脱硫反应的彻底性。现阶段，在提升脱硫效率的过程中，经常出现液气比增加问题，且必须要加大浆液反应池容积。针对这些问题，可以使用老塔加装喷淋层、老塔加喷淋层+塔外浆池、串塔、单塔双循环、双塔双循环等技术进行解决。其次，为了让烟气与石灰石浆液进行充分的接触，保证脱硫反应效果，还可以将托盘、湍流装置、截留环等加装到吸收塔内。这样一来，既可以保证SO2的脱除效果，又可以将烟气中的粉尘进行有效的脱除。最后，对老塔进行升级改造，在老塔喷淋层上面进行喷淋层的布置，延长吸收塔内浆液的停留时间，让烟气与石灰石浆液可以在充足的时间内进行反应。只有这样，才能够保证SO2的脱除效果[1]。
        （二）新机组的超低脱硫排放技术
        如果是最新设计的脱硫装置，不仅要提升脱硫效率，还要有效去除吸收塔内的粉尘物质，提升吸收塔内烟气速度的合理性。与此同时，还要将进口烟道与最下部喷淋层之间的距离进行延长，将托盘或者湍流装置加装到吸收塔喷淋层下部，为烟气与石灰石浆液的充分反应创造有利条件。另外，以下几种措施也可以有效增加吸收塔内烟气与石灰石浆液的接触时间：第一针对喷淋层之间的距离进行延长、第二针对最上层喷淋层和除雾器最下端之间的距离进行延长、第三将除雾器上端与出口烟道之间的距离进行延长、第四提升吸收塔内的流场均匀度，并注重高效除雾器的应用。这样一来，不仅可以提升SO2的脱除效率，还可以将烟气中的粉尘进行高效的脱除[2]。
        （三）高硫煤超低脱硫排放技术
        如果吸收塔入口的SO2浓度在6000mg/Nm3以上，且FGD出口要求不高于35mg/Nm3，对于液气比L/G的数值要求就会偏高。如果喷淋层数大于6层，那么就可以优先使用2级串塔方案或者单塔双循环方案，以此来强化SO2和粉尘的脱除效果[3]。
        二、火电厂除尘技术的应用
        （一）干式电除尘器提效技术
        这是一种相对成熟的除尘技术，在中小型燃煤火电厂中有着广泛的应用。其应用原理是，先让烟气中的灰尘带电，然后借助电除尘器进行带电灰尘的捕获与收集。这种技术的应用在处理烟气方面效果非常好，除尘效率非常高、适用范围非常广泛、使用成本较低、后期维护费用也不高，且不必担心二次污染问题的出现。
        （二）袋式除尘技术
        这种技术的应用需要先将纤维滤料制作成袋状，然后再捕获烟气中的粉尘。这种技术的应用优势是可以获得较高的除尘效率，且可以对各种类型的粉尘进行捕获。即便是亚微米级的粉尘，也可以获得非常不错的捕获效果。

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但是这种技术的应用也表现出了一定的劣势，即整个捕获过程受到的阻力较大，所以缩短了滤袋的使用寿命。除尘过程中，需要多次更换滤袋[4]。
        （三）湿式电除尘技术
        与干式电除尘技术相比，湿式电除尘技术的应用原理非常相似，即需要先通过水雾对烟气中的粉尘进行凝聚，然后再使粉尘在电场中共同荷电。这样一来，同处一个电场的粉尘就会被一起捕获。与此同时，在极板上水汽也会聚集在一起，形成一层水膜，保护极板不被灰尘污染。水流再冲洗掉灰尘。整个过程根本不需使用任何振动设备，所以不用担心二次灰尘。
        三、火电厂脱硫技术的应用
        （一）湿法烟气脱硫技术
        这是一种在湿态下完成整个脱硫过程的脱硫技术。在具体的脱硫过程中，需要严格控制整个系统的反应温度，使其不能在露点之上。完成脱硫之后，烟气需要通过烟气再热器加热处理或者经过湿烟囱才能够进行排放。由于这种技术的应用，可以直接在气--液相中完成整个脱硫反应，所以与其他技术相比，脱硫反应速度更快，脱硫效率更高[5]。
        （二）干法烟气脱硫技术
        这是一种在干态下完成整个脱硫过程，且得到干态产物的脱硫技术。但是，在锅炉尾部烟道中加入的脱硫剂，既可以是干态，也可以是湿态。而且，烟气经过反应器，就会使反应器自动喷水，实现烟气的增湿效果。这样一来，就可以实现二次脱硫，从而既可以提升脱硫效率，又可以保证钙的利用率。
        （三）烟气循环流化床脱硫技术
        将循环流化床应用到烟气脱硫当中，就是所谓的烟气循环流化床脱硫技术。可以直接利用吸收剂进行烟气的循环式吸收，所以脱硫效率有保证。
        结语：
        通过对比三种除尘技术，发现袋式除尘技术的应用过程中，会受到一个较大的阻力，所以需要多次更换滤袋，进而提高除尘成本、湿式电除尘技术虽然可以获得相对理想的除尘效果，但是一次成本较高，所以仅适用于大型燃煤火电厂。干式电除尘技术的应用不仅可以保证烟气的处理效果和除尘效率，还不会产生较高的使用成本和维护费用，不用担心二次污染，所以适用于中小型燃煤火电厂中。
        通过分析三种烟气脱硫技术，发现湿法烟气脱硫需要应用到高成本的GGH，所以会产生一个相对较高的应用成本、维修成本和保养成本，不适宜应用到中小型燃煤火电厂中。而干法烟气脱硫技术的应用需要改造锅炉，其脱硫效果欠佳，国内应用经验不够丰富，也同样不适宜应用到中小型燃煤火电厂中。烟气循环流化床脱硫技术的应用产生的成本、耗电量、维护成本等都相对较低，且操作简单，不容易受到煤炭含硫量的限制，所以可在中小型燃煤火电厂中广泛应用。
        参考文献：
        [1]刘志超,陶雷行,岳春妹,陈睿,陆骏超,王妍艳,郑方栋,万迪.燃煤电厂超低排放改造综合评估[J].电力与能源,2020,41(06):753-757.
        [2]陈理帅,张东明,赵盼龙.燃煤电厂超低排放系统能耗关键因素分析[J].浙江电力,2020,39(12):117-121.
        [3]孙尊强,舒喜,马修元,申智勇.小型热电厂脱硝超低排放改造技术路线研究[J].电力科技与环保,2020,36(06):23-26.
        [4]程厚德,曹宝辰.燃煤电厂超低排放技术现状及发展路线[J].产业创新研究,2020(20):129-130.
        [5]明小林,陈永彬,唐江,赵洪. 高硫劣质煤区域火电机组烟气超低排放技术路线选择及优化[A]. 《中国电力企业管理创新实践（2019 年）》编委会.中国电力企业管理创新实践（2019年）[C].:《中国电力企业管理》杂志社,2020:4.