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火力发电厂脱硫超低排放改造技术

发表时间：2021/4/16 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：黄艺

[导读] 随着经济和科技水平的快速发展，近几年来，国家越来越重视绿色发展，环保节能已经成为电力发展方向的重要依据，为促进产业结构的优化升级，响应国家绿色发展的号召，我国已经关闭大批发电效率低、污染严重的火力发电厂，致力于打造符合我国发展理念的火力发电厂。

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摘要：随着经济和科技水平的快速发展，近几年来，国家越来越重视绿色发展，环保节能已经成为电力发展方向的重要依据，为促进产业结构的优化升级，响应国家绿色发展的号召，我国已经关闭大批发电效率低、污染严重的火力发电厂，致力于打造符合我国发展理念的火力发电厂。因此，对于火力发电厂脱硫超低排放改造技术的研究势在必行，研究出利于脱硫超低排放的改造技术对于绿色发展、提高空气质量具有重要意义。
关键词：火力发电厂；脱硫；超低排放；发展现状；改造技术
        引言：随着近年来我国以燃煤为主的火力发电的快速发展，环境问题不断凸显。受水资源短缺问题的影响，废水零排放备受关注。火电厂烟气脱硫脱硝技术的节能环保问题研究课题开展存在深远的意义和价值，脱硫脱硝技术作用在火电厂的烟气节能环保操作中，可显著提高污染物处理效率，给火电厂带来更多经济效益。新时期下火电厂管理者要深入重视脱硫脱硝一体化技术的使用，设计切合可行的节能环保方案与计划，满足社会对火电厂生产与管理工作的需求，带动火电厂前进与发展，为和谐美好的家园建设打下坚实基础。
        1火电厂烟气脱硫脱硝技术使用的价值
        现阶段我国不断提升火电厂排放标准，煤电厂烟气脱硫脱硝技术在70年代初期被研发，受到经济技术的因素影响，诸多技术尚未被有效推广，相关技术需要深层次发展。烟气在旋风器作用下被初次清除，实现大颗粒粉尘回收操作，除尘和脱硫脱氮在自激式除尘器运用上参与多半除尘脱硫脱硝流程，经过冲淋塔进行脱硫脱氮除尘，以汽水分离的形式落实分离操作。按照工艺流程设计，物料衡算属于工艺设计的重点，在较大程度上影响到管道选取与反应器设计，将热力学第一定律为前提开展热力计算，实现物料平衡计算目标，计算过程中需要得到被物料转移能量的具体数值。在实际的火电厂生产期间，选取烟气脱硫脱硝技术目的重点是处理烟气污染问题、节约能源，一般来说脱硫技术对应的脱硫剂种类包含钙基脱硫、氨基脱硫与钠基脱硫技术等，结合脱硫脱销产物划分为干法烟气、湿法烟气与半干法烟气等处理技术类型，国际范围内通过火电烟气进行脱硫脱硝的技术种类较多，我国经常使用的是湿法处理技术，尤其是钠减法与石膏法。干法技术涉及活性炭与电子束技术，半干法涉及喷雾干燥与循环流化床技术，以上技术的科学使用可妥善处理烟气污染物，使得火电生产存在一定环保性。
        2火力发电厂脱硫超低排放改造技术
        2.1除尘技术的改造
        为了实现超低排放，达到更好的除尘效果，可在原有的除尘基础上，增加湿式电除尘技术，这样能有效地对含有湿气的烟尘进行处理。在湿式静电除尘中，不仅操作条件十分稳定，而且废气温度低、水分含量较高，粉尘的电阻率有所下降，因此在很大程度上能减少前期电除尘的投资和运行成本。此外，还需对除尘技术进行改造：①对烟气的出口烟道进行改造，在原有基础上，将脱硫塔的高度增高，并在脱硫塔喷淋层的上方增加束管除尘装置，提高对烟气的除尘效率。另外，为了增加气流的离心运动速度，还需在分离器之间安装导向环、汇合环、增速器，让气流能够处于合适的分配状态，进而实现对气流出口和制液膜厚度的控制。②在四层脱硫喷淋系统的基础上，以脱硫塔的入口高度为依据，适当增加旋汇耦合装置，同时，在喷淋层下增加脱硫提效环的数量。③并对辅助设备进行相应的改造，提高内部冲洗系统的冲洗效果，增加在线监测系统，实现实时监控，保证除尘的效果。
        2.2石灰石浆液制备系统
        浆液制备系统总出力按2台锅炉BMCR工况用量的200%考虑，出力留有足够的裕度。球磨机入口石灰石供给通过称重皮带计量。

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要求运行中给料量在25t/h以上，不得随意下调，以保证球磨机高效运转，防止因少料、低出力运行而延长运行时间。严格控制石灰石品质。制定严格的石灰石品质化验规定，对进料的采样、化验、结算等流程严格把关，杜绝劣质石料进入系统。保证球磨机内合理的钢球装载量。球磨机内钢球的多少决定了球磨机电流的大小和制浆效率，钢球装载量控制在34.5t左右。通过球磨机静止时间轴承的变形量来判断其内部钢球的多少，以保证钢球装载量在合理范围内。
        2.3脱硫废水烟道蒸发零排放关键技术
        目前较为主流的浓盐蒸发脱盐水处理工艺有三种，分别是主烟道烟气余热喷雾蒸发干燥技术、旁路蒸发器烟气喷雾蒸发干燥技术、蒸发结晶工艺。主烟道烟气余热喷雾蒸发干燥技术在末端浓盐水的处理中已有较多的应用案例，具有系统简单、投资运行成本低、无结晶盐处置问题等优点，不过系统运行稳定性受机组负荷影响较大。旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放技术具有的优点是：自动化程度高、操作方便，提高了系统的运维水平；旁路烟道入、出口隔离门的设计可实现与电厂主体的隔离，不影响电厂的日常运作。基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放技术具有可行性，该技术中预处理是基础，膜减量是保障，旁路烟道蒸发是核心。应用该技术时应根据允许蒸发水量反推膜浓缩倍数，设计合理的预处理工艺参数。该技术利用高温烟气实现脱硫废水的高效蒸发，无需额外热源，运行能耗低；且旁路烟道可充分利用烟道间空隙，占地面积小，工程投资省。能够一定程度减少系统运行中的积灰、结垢等问题，但是对锅炉效率略有影响。旁路蒸发器烟气喷雾蒸发干燥技术投资运行费用较低，无结晶盐处理处置等问题，对空气预热器、粉煤灰品质等影响较小，近年来火电厂投运案例渐增。
        2.4氨法烟气脱硫技术
        氨烟气脱硫技术在运用过程中，具有脱硫效果好，能耗低的特点，这项技术在我国应用特别广泛，并且该项物质也分布比较广，一般一年的产量可超过2600万吨，居世界第一。该项技术应用于燃煤电厂脱硫系统中，不仅可以提高脱硫的效果，还能实现资源回收利用的目标，并且氨烟气脱硫技术脱硫出的产物属于一种肥料。在此过程中，该项技术在运行中没有产生废水，废渣和二次污染的问题。在燃煤电厂中，氨烟气脱硫技术吸收二氧化硫的速度比氨水和石灰石浆液的脱硫反应要快，因此无需添加任何添加剂。因此，与石灰石/石膏脱硫相比，氨法烟气脱硫技术所需设备少，操作简便，建设成本低，在我国，该项技术也被广泛应用与工业生产过程中。氨烟气脱硫技术中使用的脱硫吸收器是氨水，氧化后，亚硫酸盐将发生变化，并将其转化为硫酸盐，最后转化为硫酸铵溶液，最后经过一系列处理，例如结晶，脱水和干燥，以生产出可用作肥料的硫酸铵。
        2.5科学进行污染物加工投入
        因火电生产过程中废气处理操作不会生成利润，运行期间还需大量的人力与物力等资源，所以火电厂实际生产中总会选择成本低的烟气污染处理方案，由此提高污染物处理效率。火电行业中要贯彻污染防控思想，结合现有的生产技术和排放标准进行烟气脱硫脱销技术投入，在一体化技术推广下确保火电厂烟气处理效果足够高，恰当进行烟气污染物设备维护与人力资源投入，使得污染处理设备稳定运行，增强火电厂烟气污染处理有效性。
        结语
        火力发电厂在此次改造中，主要是从脱硫技术和降低排放技术的细节上入手，抓住技术核心进行相应的改造，因此所改造的范围小，花费的时间和资金较少，但是取得的效果比较明显，能够满足国家制定的火力发电厂排放标准，为想要实现脱硫超低排放要求的火力发电厂改造提供参考。
参考文献
[1]赵晓丹,黄景,辛仪.燃煤电厂氯平衡测试分析[J].上海电力学院学报,2020,36(1):61-66.
[2]赵国钦.燃煤电厂氯平衡测试及减氯技术研究[J].环保科技,2020,26(1):16-19.
作者简介：黄艺(1991-)，男，壮族，广西凌云人，本科，助理工程师，主要从事火力发电相关工作。