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煤電機(jī)組的超低排放技術(shù)與發(fā)展綜述
2019-10-15 14:32:40
近十余年來,我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有了巨大變化,電力行業(yè)的發(fā)展為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。但是,隨著火電機(jī)組裝機(jī)容量的大幅增長,火電廠的污染物排放也越來越受到社會的關(guān)注。
我國燃煤電廠使用的煤種多種多樣,因而不同地區(qū)的電廠污染物排放脫除技術(shù)也存在較大差異。目前,存在許多超低排放的技術(shù)路線,主要分為已投運電廠的改造和新建電廠的設(shè)計。已投運電廠多考慮的是配套裝置升級、適當(dāng)增加設(shè)備、節(jié)省投資并達(dá)到煙氣污染物超低排放的目標(biāo)。新建電廠多地考慮裝置的性能、工藝流程的性、適當(dāng)節(jié)省投資等,達(dá)到節(jié)煤、節(jié)水且能控制污染物排放濃度的目的。具體的技術(shù)路線要根據(jù)實際鍋爐產(chǎn)生的煙氣中污染物濃度特性(新建電廠則為設(shè)計量)進(jìn)行選擇,通過合理組合工藝的布置順序,充分實現(xiàn)污染物的協(xié)同脫除,這是未來超低排放的發(fā)展方向。
煤中的灰分是煙塵顆粒物主要來源。當(dāng)煤中的灰分小于25%,即為中低灰煤種時,可采用低低溫電除塵、袋式除塵、電袋復(fù)合除塵等技術(shù),配合的脫硫塔后除霧技術(shù),即可一次性實現(xiàn)煙塵排放達(dá)標(biāo)。當(dāng)煤中的灰分含量大于25%,即為高灰煤時,則需要二次除塵,二次除塵工藝一般選擇配置濕式電除塵器或濕法脫硫協(xié)同除塵。一道除塵工藝一般在脫硝工藝之后,道除塵工藝一般在煙氣處理工藝的較后,煙囪之前。
目前,燃煤電廠普遍采用的一道除塵工藝是干式靜電除塵技術(shù),其能實現(xiàn)各種工況下的煙氣處理,載荷大、除塵,且除塵器能運行,運行和維護(hù)費用低。雖然干式除塵器能脫除絕大部分的煙塵,但對粒徑較小的粉塵,其捕獲率低。由于干式除塵器是采取振打的形式將吸附在陽板上的粉塵抖落至灰斗中,因此,容易產(chǎn)生二次揚(yáng)塵,導(dǎo)致少量粉塵進(jìn)人下游工藝。
現(xiàn)階段,部分電廠采取低低溫靜電除塵技術(shù)。在干式靜電除塵器前加裝換熱裝置,將溫度降低到接近或低于酸露 點溫度,降低飛灰比電阻,減小煙氣量,預(yù)防電除塵發(fā)生電暈。低低溫電除塵技術(shù)由于存在問題,目前國內(nèi)正在試點運行,鑒于低低溫電除塵技術(shù)能實現(xiàn)除塵效率提升、節(jié)煤節(jié)水、煙氣循環(huán)節(jié)能和SO3的協(xié)同脫除,因此,其成為我國需要應(yīng)用推廣的技術(shù)。
袋式除塵是利用濾袋對煙塵顆粒進(jìn)行脫除。袋式除塵對燃煤鍋爐煙塵的適應(yīng)性較好,適用于排放標(biāo)準(zhǔn)高條件下的煙氣除塵。一道除塵工藝采用袋式除塵雖然能實現(xiàn)除塵,但由于處理的煙塵量大、,會對濾袋的壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響,濾袋的壽命較短,約3年左右,換則會增加濾袋運行成本。
脫硫工藝一般在脫硝、除塵工藝之后,目前采用的工藝有石灰石一石膏濕法脫硫、循環(huán)流化床脫硫、海水脫硫、干法/半干法脫硫等。其中,采用石灰石一石膏法濕法脫硫的機(jī)組在我國燃煤機(jī)組容量占比約以上,在較近幾年的新建機(jī)組和改造機(jī)組中,采用石灰石一石膏濕法脫硫的比例達(dá)到98.5%以上,這里主要對石灰石一石膏濕法脫硫進(jìn)行介紹。
石灰石一石膏濕法脫硫利用石灰漿液吸收SO2形成硫酸亞鈣,再氧化后脫水形成石膏,既實現(xiàn)了煙氣脫硫,又能純度較高的副產(chǎn)品石膏。同時,石灰石一石膏濕法脫硫還能對粉塵起到協(xié)同脫除的目的,除塵效率在50%以上。石灰石原料的獲取比較容易,濕法脫硫,整體工藝的造價合理。綜合對比下,石灰石一石膏濕法脫硫技術(shù)的性不言而喻。
石灰石一石膏濕法脫硫主要是通過氣液的交互達(dá)到煙氣洗滌的作用。根據(jù)循環(huán)工藝的不同可以分為單塔單循環(huán)、單塔雙循環(huán)、雙塔雙循環(huán)等,具體采用何種工藝可以根據(jù)煙氣中污染物的含量、工程實際、排放要求確定。由于脫硫技術(shù)相對成熟,可在脫硫工藝中考慮增加對煙塵的二次去除。
隨著煙氣中SO2濃度增加及排放標(biāo)準(zhǔn)提高,以及脫硫效率、協(xié)同除塵效率、脫硫塔的出口液滴濃度等條件限制,新建機(jī)組和機(jī)組改造多采用單/雙塔雙循環(huán)工藝,并配套升級噴淋設(shè)備、循環(huán)泵、除霧器等設(shè)備。