火力发电厂脱硫超低排放改造技术

发表时间:2021/6/15   来源:《科学与技术》2021年6期   作者:杨星
[导读] 近年来,随着我国的发电行业的不断发展,人们逐渐将视角转向了环保节能的方面。环保节能成为了火力发电厂新的发展方向,
        杨 星
        青海华电大通发电有限公司  青海 西宁  810100
        摘要:近年来,随着我国的发电行业的不断发展,人们逐渐将视角转向了环保节能的方面。环保节能成为了火力发电厂新的发展方向,火力发电厂就要根据社会发展的情况进行产业结构的优化和改革,提高火力发电的技术,创新节能环保的发展技术,促使火力发电能够持续性的发展。
        关键词:火力发电厂;脱硫;超低排放;改造技术
        引言
        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。
        1超低排放技术
        1.1除尘技术
        在超低排放的技术中,除尘的技术有很多种,主要包含有电除尘技术、袋式除尘技术以及电-袋复合除尘技术等。电除尘技术是利用电场和电晕进行放电,然后使得烟道的气电离,使得灰尘带电,在一定的电场作用下将灰尘和烟道气进行分离。静电除尘的效果比较好,有着良好的作用效果,能够用于一些效率比较高的除尘器,可以大量的进行烟气的处理,具有高温高压、高湿度以及低阻力等优点。但是其电阻会对于除尘的效率产生相应的影响,每一次的投入都相当的大;袋式除尘技术方面,主要是运用纤维编织物制作而成的袋式的过滤器的一些原件来对于烟尘进行捕捉的技术。相比于筒电的技术,它不会被粉煤灰比电阻进行影响,在粒径以及飞灰的浓度等方面对于出口的浓度所造成的影响较小;电-袋复合除尘技术规避了以上两种除尘技术的缺点,将两者的优点进行了有效的结合,非常受大众的欢迎。
        1.2脱硝技术
        脱硝技术主要是属于低氮燃烧技术,主要的技术是将一个附加的燃尽喷嘴的装置安装到燃煤炉膛的中间,从而能够起到分步燃烧的作用,降低且抑制二氧化氮以及炉内的温度的一些化学物质生成,具有易用性以及低成本的优点。在烟气脱销的应用中,最重要的是其中的催化剂,催化剂是基础的反应条件,也能够减少二氧化氮的排放,在国内已经被广泛运用。
        1.3脱硫技术
        火力发电厂的脱硫技术主要分为单塔双循环、双塔双循环以及单塔多喷淋等的技术类型。单塔双循环先是将要进行处理的烟气经过脱硫的吸收塔进行相应的循环,再通过一定的预吸收将部分的二氧化硫和HF去除,对于进行预循环的浆料的pH进行相应的调节,最终起到脱硫的作用;双塔双循环是运用相应的脱硫塔,将其和逆流喷雾的吸收塔的循环浆料罐运用管道进行连接,因为双塔双循环的技术能够依据原来的脱硫设备进行一定的改造,所以,可以在资金上有所节省;单塔多喷淋方面,是增加喷淋的密度或者对于喷淋的层数进行一定的增加,从而使得吸收塔的液气比有所增加,使得液气的相应接触面积有所加大,提升脱硫的能耗以及效率。
        2火力发电厂脱硫超低排放存在的问题
        2.1技术与设备的欠缺
        目前,我国火力发电厂所使用的脱硫减排设备大多数是依靠国外进口,并且价格昂贵。正因为国内的许多火力发电厂无法支付昂贵的脱硫设备费用,因此所使用的设备老化,脱硫效率受到严重影响。另外,国外进口的设备与我国火力发电厂的具体情况不能完全匹配,因而不能很好地满足国内需求。
        2.2资金欠缺、场地限制
        我国火力发电厂中的脱硫设备大多数都比较老化,急需更换和翻新,但火力发电厂的资金欠缺和场地限制阻碍了脱硫设备的革新,因此大多数的火力发电厂依然不能达到脱硫减排的目标。


        2.3缺乏自主创新
        在脱硫设备上,我国主要是通过向德国、美国等发达国家进口,而国内在脱硫设备的研制上,缺乏自主创新的意识和能力,未能研制出适用于我国火力发电厂的脱硫设备,无论是技术体系还是脱硫的产业链都存在较多问题。
        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。
        3.3单塔双区高效脱硫除尘技术
        单塔和双区高效脱硫除尘技术利用塔中浆料的不同pH进行分馏。在酸性区、中性区和碱性区中,吸收塔从上到下依次排列,分流调节器和氧化空气管将酸和碱区分开,分离的关键是防止下部浆液向上重新混合。中性区中的完全氧化的浆料从石膏排料泵排入脱水系统进行脱水和输出,注入性区域的吸收剂通过喷射搅动完全悬浮,并通过循环浆料泵泵送到喷床中以洗涤SO2。该技术在浆液喷射区的增强措施包括:(1)喷涂层数超过3层,每层都具有足够的覆盖率,并且由于具有多层覆盖效果,烟道气在塔的横截面上得到了完全清洁。(2)降低喷嘴流量,增加喷嘴密度并增加覆盖率。(3)选择专用喷嘴以增加二次雾化,增加喷嘴背压并减小浆料喷雾的粒度。(4)喷嘴排列密集,必须选择合适的喷嘴类型。单塔双区高效脱硫除尘技术是火力发电厂脱硫区超低排放转化的好选择。在许多发电厂的脱硫区,吸收塔会发生溢流和起泡现象,为了减少这种现象的发生,有必要扩大废水处理系统的容量并进行改造,加强与发电厂的沟通,以确保吸收器入口处的二氧化硫和烟灰含量、工艺用水的质量。
        结语
        为了让火力发电厂的排放量更好地满足绿色发展的需求,需进一步加快我国火力发电厂向绿色发展的步伐,各个发电厂仍需努力探索出更加有利于生态发展的脱硫除尘技术。文中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]李楠.火力发电厂超低排放改造项目综合评估研究[D].华北电力大学(北京),2019.
        [2]方堃.脱硫除尘一体化技术在火电机组超低排放改造中的应用[J].科技展望,2020,26(32):120,242.
        [3]何君.600MW机组湿法脱硫超低改造工程常见问题及处理[J].应用能源技术,2020,(8):27-29.
       
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