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燃煤电厂超低排放技术路线对比分析

北极星环保网来源:电厂运营分析之道2018/1/11 10:36:03我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放 脱硝催化剂 湿法脱硫

2、单塔双分区高效脱硫除尘技术目前市面上的脱硫吸收塔浆液区基本都采用单区设计,单区设计具有如下限制:

1)pH采用折中值5-5.5,一定程度兼顾吸收和氧化要求

2)牺牲吸收能力,脱硫效率明显受限

3)降低石膏结晶效果,石膏副产物长大受阻。

浆液双分区浆液池设计,将浆液池分隔成上下两层(上层低PH值区和下层高PH值区),上层主要负责氧化,下层主要负责吸收,通过功能分区可以明显提高脱硫效率。双分区设计具有如下优点:

1)适合高含硫或高效率场合,效率可达99.3%

2)浆池pH分区,氧化区4.9-5.5生成高纯石膏,吸收区5.3-6.1高效脱除SO2

3)浆池小,停留时间可为3min,并且无任何塔外循环吸收装置

4)配套专有射流搅拌措施,塔内无转动搅拌设施,检修维护方便

5)吸收剂的利用率高、石膏纯度最高

6)烟气阻力小

除了浆液分区,该技术通过安装提效环、喷淋层加层、多孔分布器和等措施进一步提高脱硫效果;另外该技术采用多级高效机械除雾器,包括采用多级除雾器、管式除雾器、烟道除雾器的组合式除雾器,并在原烟道处设置喷雾除尘系统以提高除尘效果。

3、双托盘技术双托盘脱硫系统在原有单层托盘的基础上新增一层合金托盘,从而起到脱硫增效的作用。(如果原来没有设计托盘,则需安装2层托盘)。该技术在脱硫效率高于98%或煤种高含硫量时优势更为明显。

1)双托盘的气流均质作用

烟气进入吸收塔后,首先通过塔内托盘,并与托盘上的液膜进行气、液相的均质调整,在吸收区域的整个高度以上可以实现气体与浆液的最佳接触。双托盘的气液相调整充分,气相均布好,脱硫增效很明显。

2)提高烟气与浆液的接触功效

由于托盘可保持一定高度液膜,增加了烟气在吸收塔中的停留时间。当气体通过时,气液接触,可以起到充分吸收气体中部分污染成分的作用,从而有效降低液气比,提高了吸收剂的利用率。双托盘比单托盘多了一层液膜,气液相交换更为充分,从而增加了脱硫效率。

双托盘技术效果可靠但是最大的劣势是阻力太大。另外双托盘一般是用于原有单托盘吸收塔的升级改造,如果对没有托盘的吸收塔改造双托盘,则喷淋层甚至整个辅机系统可能都要重新设计,成本大幅提高。

4、双塔双循环技术双循环技术源于德国,其目的是解决单吸收塔湿法脱硫的一个矛盾,湿法脱硫的反应分为两个阶段,即吸收阶段和氧化阶段,在SO2的吸收阶段要求PH值越高,吸收效果越好,而在Ca(HSO3)2的氧化阶段,要求PH值越低氧化效果越好。但是在同一个吸收塔浆液池内,无法二者兼顾,因此双循环技术在吸收塔外另设一个罐体用于SO2的吸收,而吸收塔浆液池则负责氧化。这与双分区技术异曲同工。

双塔双循环技术其实是将辅助罐体升级为吸收塔,利用双循环技术,同时设置喷淋层和除雾器,使双循环的脱硫和除尘效果进一步增强。当然,双塔双循环的占地和辅机增设就更大了。单塔双循环的效果难以达到超低排放的要求,双塔双循环能够稳定达到要求,但是占地很大,不适合布置比较紧凑的电厂,且辅机增设较多,运营成本高。

(三)除尘技术

1、低低温电除尘低低温电除尘是在电除尘前增设热回收器,降低除尘器入口温度,利用了烟气体积流量随温度降低而变小和粉尘比电阻随温度降低而下降的特性。随温度降低,粉尘比电阻减少至1011Ω˙cm以下,此时的粉尘更容易被捕集;同时,随着烟气温度降低,烟气体积流量下降,在电除尘通流面积不变的情况下,流速明显降低,从而增加了烟气在电除尘内部的停留时间,所以,烟气流经电除尘器的温度范围在80~100℃之间时,除尘系统效率将会明显提高。

回收的热量目前主要有两种用法,一种是MGGH,即在吸收塔后增加再加热器,利用烟气余热抬升烟气温度,防止下游设备腐蚀,无烟气泄露,可以基本消除白烟及石膏雨。另一种是低温省煤器,即将回收的热量用于加热汽机房凝结水。两种改造路线各有优势,MGGH具有很好的环保效果,而低温省煤器则可以有效降低煤耗,提高经济性。

2、湿式电除尘湿式电除尘器是一种用来处理含微量粉尘和微颗粒的新除尘设备,主要用来除去含湿气体中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味、PM2.5等有害物质。

湿式电除尘器和与干式电除尘器的收尘原理相同,都是靠高压电晕放电使得粉尘荷电,荷电后的粉尘在电场力的作用下到达集尘板/管。干式电收尘器主要处理含水很低的干气体,湿式电除尘器主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。在对集尘板/管上捕集到的粉尘清除方式上WESP与DESP有较大区别,干式电除尘器一般采用机械振打或声波清灰等方式清除电极上的积灰,而湿式电除尘器则采用定期冲洗的方式,使粉尘随着冲刷液的流动而清除。

湿式电除尘器还可分为横流式(卧式)和竖流式(立式),横流式多为板式结构,气体流向为水平方向进出,结构类似干式电除尘器;竖流式多为管式机构,气体流向为垂直方向进出。一般来讲,同等通气截面积情况下竖流式湿式电除尘器效率为横流式的2倍。

沉集在极板上的粉尘可以通过水将其冲洗下来。湿式清灰可以避免已捕集粉尘的再飞扬,达到很高的除尘效率。因无振打装置,运行也较可靠。

3、电袋复合除尘电袋复合式除尘器是有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点,通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一种高效除尘器,它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势,以及两者相结合产生新的性能优点,弥补了电除尘器和布袋除尘器的除尘缺点。该复合型除尘器具有效率高,稳定的优点,目前在国内火力发电机组尤其是中小型机组应用较多,最近国内部分大型机组也开始上马电袋除尘。

电袋复合除尘器近年来持续发展,目前出现了超长滤袋和覆膜过滤等技术,过滤精度和使用性能都有所提升,已经能够达到5mg以下烟尘超低排放的标准。

延伸阅读:

专家告诉你的燃煤电厂超低排放最佳可行技术指南

干货 燃煤电厂超低排放技术路线与协同脱除

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