劉艷虹葉海麗
(廣東省韶關粵江發電有限責任公司 廣東韶關 512132)
燃煤發電廠減排技術路線研究
劉艷虹1葉海麗2
(廣東省韶關粵江發電有限責任公司 廣東韶關 512132)
當下,我國環境污染日益嚴重,而燃煤發電廠作為最大的耗煤大戶,亦是SO2、NOx和煙塵等污染物主要排放大戶。自2014年9月12日三部委發出《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》的通知后,燃煤電廠迫切需要進一步消減污染物,以達到超潔凈排放水平。本文針對燃煤發電廠超潔凈排放的要求,分析了煙氣治理技術減排路線,提出適用于我國當前燃煤發電廠減排的創新技術路線。
燃煤發電廠;減排技術;超潔凈排放;煙氣治理
我國大部分燃煤發電廠的減排技術來源于國外,經過20多年的技術引進、吸收和改進,這些技術幫助我國燃煤電廠減少了大量污染物的排放。燃煤電廠最為常規的減排技術路線是“低氮燃燒器+SCR+靜電除塵+濕法脫硫”。但是針對當前國內要求潔凈排放的要求,即要求在基準氧含量6%條件下,煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于10mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3,這些常規的、單一的技術路線已經很難滿足新的減排需求。
由于脫硝SCR技術已經非常成熟,脫硝效率可以穩定達到90%以上,因此,本文僅對高效除塵和脫硫技術進行研究。
2.1 無泄漏換熱器(MGGH)和低低溫電除塵技術
無泄漏換熱器(MGGH)和低低溫電除塵技術即在除塵器入口設置管式換熱器(MGGH),使煙氣溫度降至酸露點溫度附近,降低煙氣體積、飛灰比電阻,提高電除塵器收塵能力。同時除塵器采用高頻電源,提高除塵效率。
MGGH和低低溫電除塵器為統一系統,由“熱回收器+電除塵器+脫硫裝置+再加熱器”組成。其中,熱回收器(MGGH-H/E)布置在空預器和電除塵器之間,再加熱器(MGGH-R/H)布置在吸收塔與煙囪之間。
其中靜電除塵器為三通道五電場,可采用零風速斷電振打技術場1。5個電場為相互獨立的室,而在連接煙道上又相互連通,并且每個室的前面和后面出口喇叭上,均設計了擋板門,分時段對某個室進行監控,促使其在隔斷氣流和電廠斷電的情況下,對電極進行振打清灰,促使清灰能夠更好的脫落,達到二次除塵的目的。
2.2 無泄漏換熱器和低低溫電除塵技術優點
該技術很大程度上提高了除塵效率并實現節水節能。將MGGH配置在煙氣治理系統上,可使進入低低溫除塵器的煙氣體積流量,電場風速,和煙塵比電阻降低;使進入脫硫系統的煙氣溫度下降,減少吸收塔內用水量,達到節省能耗和水耗目的,提高了脫硫和除塵效率。這是因為煙氣溫度在從115℃變為90℃度之后進入吸收塔,這種溫度正好與最佳脫硫效果相符合,從而能夠很大程度上節省脫硫吸收塔內部的工業冷卻水,并且能夠防止電除塵下游設備腐蝕等一系列問題;其次,MGGH和常規GGH對比,前者中不出現任何煙氣泄露等問題,從而能夠防止凈煙氣和原煙氣相互融合,避免產生二次污染等問題,保障了脫硫效率。
2.3 液柱塔脫硫工藝技術
液柱塔脫硫技術來源于日本三菱,其基本原理與噴淋塔脫硫工藝一樣,采用的脫硫劑同為石灰石(主要成分為CaCO3),在吸收塔內,煙氣中的SO2與石灰石漿液反應生成亞硫酸鈣并落入漿池內,在漿池內與氧化風機鼓入的空氣強制氧化為石膏,石膏經脫水系統處理后作為副產品外售。
液柱塔脫硫工藝的基本流程為:煙氣從鍋爐煙道引出,經過MGGH吸熱段后進入除塵器,然后進入吸收塔,原煙氣在吸收塔內與漿液液柱接觸反應,并落入塔底漿池。脫硫后的凈煙氣經除霧器除去攜帶的液滴后(一般液滴濃度控制在≤50mg/Nm3),從吸收塔側出來再經MGGH加熱段加熱后通過煙囪排至大氣。
液柱塔工藝的煙氣從下部進入塔內,先與向上噴射的漿液液柱順流接觸,漿液柱到達最高點后散開形成向下落的液滴,再與煙氣自上而下逆流接觸。在整個脫硫塔吸收區液滴的破碎和凝聚一直發生,新表面不斷產生。根據表面更新理論,新產生表面的吸收能力非常強,這能夠大大促進SO2的吸收。
2.4 液柱塔脫硫工藝技術優點
隨著吸收塔技術的不斷發展,格柵填料塔由于嚴重的結垢問題已基本被淘汰,鼓泡塔由于內部結構較復雜,安裝難度、維護量和占地面積大,應用較少。液柱塔脫硫工藝技術成熟,已經在日本得到了非常普遍的應用,其脫硫系統非常簡單,運行穩定可靠,維護工作簡單快捷,并且可以將吸收塔模塊化,方便擴建增容,可使煙氣經過多次噴淋吸收,使傳質效率提高,脫硫效率可達99%以上。
噴淋塔和液柱塔是濕法煙氣脫硫工藝中較為先進的兩種塔型,噴淋塔是傳統塔型,應用廣泛,目前我國脫硫絕大多數都采用該塔型。液柱塔是新興塔型,在國內應用相對少些。針對當前國內要求潔凈排放的要求,采用“熱回收器+低低溫靜電除塵器+液柱塔脫硫裝置+濕式電除塵器+再加熱器”不失為一種新型減排技術路線。
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[2]王喜軍.燃煤電廠煙氣治理策略及脫硫脫硝技術.科技傳播, 2013,07(23).
[3]周建國.燃煤電廠煙氣脫硝補償電價研究.華北電力大學, 2013,03(01).
[4]鄭國強.燃煤電廠煙氣治理島集成控制系統.第十五屆中國電除塵學術會議論文集,2013.