我国燃煤电厂除尘方式选择若干问题研究综述-第4页-北极星环保网

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2不同除尘方式协同脱汞及对下游湿法脱硫的影响

2.1 不同除尘方式协同脱汞作用

燃煤电厂脱汞是继脱硫、脱硝后成为电力行业的又一重点工作。大气环境中的汞有1/3来自燃煤电厂排放[11]，若有效控制电力行业的汞排放，可以缓解燃煤汞污染问题。Pavlish等[12]引用ICR的统计数据指出，不同除尘方式即静电除尘器 CS 2ESP ( cold side ESP)和布袋除尘器FF的脱汞效率分别为27%和58%，东南大学王运军[13]等人对国内5家电厂安装布袋除尘器和静电除尘器(2台布袋和3台静电)脱汞性能进行比较，如图6所示，由此可以看出，布袋除尘器更有利于脱除烟气中的汞。

中国环境科学研究院[14-15]对上海外高桥发电有限责任公司1号锅炉和湛江电力有限公司2号锅炉“电改袋”后除尘脱汞性能评估报告表明，静电除尘器改为袋式除尘器后，烟尘浓度由静电除尘器出口136.06 mg/Nm3(外高桥)和160.57mg/Nm3(湛江)降低到12.71 mg/Nm3(外高桥)和10.97mg/Nm3(湛江)，除尘效率达99.91 %(外高桥)和99.97%(湛江)。袋式除尘器对10μm以下，尤其是1μm以下的亚微米颗粒物有较好的捕集效果，脱汞效率由原来的60.46%和42.72%(湛江)提高到72.55%(外高桥)和56.39%。袋式除尘器对颗粒汞脱除率达96.38%和99.92%(湛江)，对气态汞的脱除率达35.22%(外高桥)和45.33%(湛江)。而静电除尘器对颗粒态汞脱除率只有91.43%(外高桥)和76.88%(湛江)，对气态汞的脱除率也只有24.03%(外高桥)和31.97%(湛江)。测试数据表明，釆用袋式除尘器结合湿法烟气脱硫，在燃用高汞煤时，烟气排放仍可达到《火电厂大气污染物排放标准》和美国环境保护局 (EPA)的现行汞排放标准要求。

2.2粉尘浓度对湿法脱硫的影响

国内大型燃煤电厂大都采用电除尘器加湿法脱硫工艺，有一种观点认为电除尘器出口粉尘排放高于100mg/Nm3并不影响烟囱出口粉尘排放浓度小于50mg/Nm3甚至30mg/Nm3的环保要求。这种观点认为湿法脱硫系统具有一定的“除尘作用”，效率可达38%～70%[16]。然而从工程实例发现，湿法脱硫进口烟气粉尘浓度过高对脱硫系统的影响并非上述观点所述。邹斯诣[17]研究了粉尘浓度对湿法脱硫系统的影响，结果表明，由于粉尘中Al2O3和Fe2O3的含量较高，溶解的Al3+、Fe3+与Cl-生成(FeCl4)-、(AlCl4)-络合物，这些络合物覆盖在CaCO3的表面，使能够参加反应的CaCO3减少，特别是Al3+及F-均有很强的活性，极易配对形成不溶性AlFX胶状络合物，当AlFx浓度达到一定程度时会抑制石灰石的溶解速度，降低石灰石的反应活性，即所谓“封闭”石灰石，出现脱硫“盲区”。烟气中粉尘含量过高时，粘附在除雾器板片上的烟尘也相应增加，飞灰与烟气中残留的SO2、SO3及浆液相互作用后形成硅酸盐硬垢，飞灰本身所含有的SiO2、Al2O3及可溶性盐也形成硬垢，附着在除雾器板面上，造成板片结垢和堵塞，导致除雾器局部区域烟气流速超过临界流速，撕裂板片上已经形成的液膜，使烟气中夹带的液量骤然增大，并且其中大粒径的液滴明显增多，即所谓的“二次带水”，破坏除雾器的正常工作。同时，高粉尘浓度的原烟气经过GGH换热片时，粉尘就会在换热片上沉积。随着运行时间的增长，吸附在换热片上的硬垢越积越多，最终堵塞换热片间隙，导致系统总压降上升。由于高粉尘烟气恶化了除雾器的性能，烟气中的石膏浆液颗粒无法被有效捕捉，附着在GGH换热片上，加剧了GGH结垢堵塞。同时，粉尘中80%是Al2O3和SiO2，这两种物质相当于磨具的材料，非常坚硬且表面粗糙的不规则颗粒，在高速流动中会增大对浆液泵、喷嘴、旋流子、搅拌器、浆液管道的磨损。祁君田[18]研究也表明，较高的烟尘浓度进入脱硫系统时，脱硫副产品石膏“白度”达不到综合利用要求。据统计到2008年底,，我国燃煤电厂已有3亿千瓦机组安装了湿法烟气脱硫装置，按1台300MW机组燃用含硫量为1% 的煤种，年运行5000～6000 h计算，全年燃煤电厂将产生5000～6000万t脱硫石膏, 而2012年中国脱硫装机已达6.8亿千瓦，脱硫石膏量已翻番，如此巨量的脱硫石膏堆弃将会产生严重的二次污染。袋式除尘器出口排放浓度普遍30mg/Nm3，如果设计采用水刺滤料或覆膜滤料，出口排放浓度近乎实现“零”排放[19-21]，这为下游湿法脱硫设备的安全可靠长期运行提供了强有力的保障。

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