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某1000MW机组超低排放案例颗粒物排放规律研究

北极星环保网来源:《电力科技与环保》作者:许月阳等2017/7/5 11:02:58我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 湿式电除尘 湿法脱硫

北极星环保网讯:由细颗粒物、SO3酸雾以及气溶胶等污染物引起的雾霾天气问题日益突出。燃煤电力行业排放的一次PM2.5及其前体污染物是大气PM2.5的来源之一。因此,国家推动燃煤电厂实施超低排放改造工作,以实现颗粒物、SO2、NOx接近燃机排放标准。

超低排放

某1000MW燃煤机组超低排放改造案例的颗粒物排放规律研究表明,颗粒物排放浓度与机组负荷、环保设施的运行工况和控制方式等密切相关;单塔双循环脱硫系统对颗粒物的平均脱除效率为47.91%~92.63%%;湿式电除尘对颗粒物的脱除平均效率范围为67.2%;湿式电除尘降功率运行情况下,最大颗粒物排放浓度为4.85mg/m3(标干态,6%O2)。

关键词:超低排放;颗粒物;燃煤

随着经济快速增长,能源与环境问题日益突出,其中以颗粒物PM10、PM2.5、PM1.0以及SO3酸雾、气溶胶等污染物形成的雾霾天气问题成为公众关注的焦点。2010年中国PM10排放总量3797.3万t,PM2.5排放总量为2278.4万t。其中,火电行业排放的一次细颗粒物PM10为100.8万t,而SO2、NOx、SO3转化为二次细颗粒物PM2.5分别约350万t、265.5万t和107.3万t,合计占PM2.5排放总量的36.1%[1]。

目前电厂大都装备有烟气脱硝SCR、干式电除尘器DESP、湿法脱硫WFGD。SCR催化剂会促进少部分SO2转换为SO3;鲁晟等[2]研究传统电除尘器ESP进出口烟尘组成时,发现传统ESP对大颗粒烟尘脱除效率高,但对PM2.5的脱除效果有限。

湿法脱硫在一定程度上能捕捉烟气中大颗粒物,Meij等分析安装有石灰石/石膏法脱硫装置的烟气再热系统出口颗粒物组成时,发现出口颗粒中燃煤飞灰占40%,石膏组分占10%,其余50%为脱硫液滴蒸发形成的固态颗粒[3-5]。湿法脱硫对SO3的脱除效率并不高,仅为20%左右。未被脱除的SO3与水蒸汽形成硫酸气溶胶,形成新的颗粒物污染[6]。

湿式电除尘器WESP,可作为高效除尘除雾的深度净化设备,它具有控制复合污染物的强大功能,可以相对高效地脱除细微颗粒物(包括PM2.5)、细微雾滴、SO3气溶胶、Hg等非常规污染物,有效减缓烟羽以及石膏雨等问题[7-9]。某电厂1000MW机组超低排放改造采用了DESP+WFGD+WESP的主流技术组合,研究其运行情况,将对后续燃煤机组颗粒物超低排放控制有一定指导意义。

1颗粒物超低排放案例

1.1颗粒物超低排放技术路线分析

环保设施之间的协同控制使得烟尘浓度要达到低于10mg/m3(部分地方要求5mg/m3)超低排放要求成为可能。控制技术及路线选择时,结合环保入口输入条件,主要考虑按终端排放浓度要求,倒推各参与控制或协同控制环保设施的脱除效率。研究总结主要有以下四种技术组合路线,见表1。

超低排放

其中,路线1被认为是最主流的技术路线,需要增加投资,并占用脱硫后场地。后面3条路线均不采用湿式电除尘装置,但需要有防止脱硫吸收塔浆液雾滴被烟气携带出塔的措施。低低温电除尘是在电除尘前增设余热回收器,通过降低除尘器入口温度,降低烟气体积、延长停留时间和降低粉尘比电阻,利于提高电除尘捕集效率。

并且可余热回收,或利用余热加热脱硫后湿烟气。湿法脱硫除尘一体化是旋汇耦合装置、高效节能喷淋装置、管束式除尘装置三套系统优化结合的一体化设备,应用于湿法脱硫塔内,高效洗涤SO2的同时,高效去除细颗粒和雾滴,以实现颗粒物和SO2的超低排放。

1.2研究案例改造方案

该机组为了满足超低排放的要求进行了相应的技术改造,并通过改造后环保设施之间的协同控制实现排放要求。三部分分别为:干式电除尘器(DESP)+湿法脱硫(WFGD)+湿式静电除尘器(WESP)。

其中DESP采用三室五电场电除尘器,WFGD采用单塔双循环脱硫技术进行提效改造,增设AFT,喷淋由4层改为6层,高低pH值喷淋各3层,新增WESP。为确保研究数据的可靠性,在干烟气环境采用了可靠的P-5B颗粒物监测仪,在脱硫出口和烟囱处均安装了符合湿烟气环境的颗粒物监测仪181WS,测点位置见下图1所示。

超低排放

延伸阅读:

电厂湿法脱硫系统对烟气中细颗粒物及SO3酸雾脱除作用研究

超低排放下不同湿法脱硫协同控制颗粒物性能测试与研究

百万燃煤机组烟气污染物超低排放改造费效评估

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