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火电厂超低排放技术路线关键技术与工程应用

北极星环保网来源:循环流化床发电 李德波2018/7/5 9:46:32我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:超低排放技术 CFB锅炉 脱硝技术

北极星环保网讯:目前国内外研究者在火电厂超低排放技术路线方面有一些研究成果。周洪光等针对燃用神华煤发电厂“近零排放”技术路线进行了研究,提出了适用于神华煤的超低排放技术路线,但是其技术路线具有较大的局限性,对其他煤种的适应性有较大的局限性。

超低排放技术

孙献斌等对循环流化床(circulatingfluidizedbed,CFB)锅炉超低排放技术进行了研究。曾庭华等针对CFB锅炉超低排放技术路线,提出了基于湿法烟气脱硫(fluegasdesulfurization,FGD)的CFB锅炉协同控制超低排放术路线,即采用“选择性非催化还原(ivenon-catalyticreduc-tion,SNCR)或选择性催化还原(ivecatalyticreduction,SCR)脱硝技术+除尘器+湿法FGD技术+湿式电除尘器(wetelectrostaticprecipitator,WESP)”。

梁志宏对燃煤锅炉高效低氮氧化物(NOx)协调优化进行了研究,研究了锅炉高效低NOx调整优化技术,开发了燃煤锅炉高效低NOx协调优化系统。杨青山等对降低SCR脱硝装置最低投运负荷进行了研究,提出了省煤器烟气旁路式和限流式加低温换热器的解决方案。

谢尉扬等对提高SCR反应器入口烟气温度的方法进行了对比分析,介绍了高温烟气加热、省煤器分段布置、旁路部分省煤器给水、提高锅炉给水温度等技术方法。熊桂龙等介绍了3种电除尘技术———低低温电除尘器、WESP和电袋除尘器,分别采用理论和试验相结合的方法对3种电除尘器的脱除机理与脱除性能及在国内外燃煤电站的应用情况进行了探讨。

李德波等采用数值模拟方法对锅炉燃烧和脱硝系统导流板优化过程进行了大量研究,为现场燃烧优化及脱硝系统优化运行提供了理论基础。国内其他研究者对火电厂脱硝、脱硫和除尘的超低排放技术进行了理论和试验研究,取得了较好的工程应用效果;但是目前很少有研究者针对火电厂超低排放优化技术路线进行系统的研究,同时缺乏指导火电厂超低排放技术改造的技术路线。

在当前火电厂超低排放改造背景下,对技术路线的系统研究的缺乏严重制约了火电厂全面超低排放改造实施,因此开展火电厂超低排放技术路线选择研究及工程应用,具有十分重要的现实意义和工程应用价值。

本文针对火电厂超低排放技术路线选择进行了系统研究,锅炉炉型包括传统煤粉锅炉和CFB锅炉,锅炉容量为300MW到1050MW锅炉等,主要研究了不同类型锅炉(煤粉炉和CFB锅炉)进行超低排放改造时,技术路线选择的依据以及现场改造需要解决的关键技术难题,为火电厂进行超低排放改造提供一种指导。

1煤粉炉超低排放技术路线

1.1二氧化硫(SO2)超低排放技术路线

1.1.1 SO2超低排放改造技术现状

目前火电厂石灰石-石膏湿法FGD工艺主要有:石灰石/石膏湿法、海水法、氨水洗涤法、烟气CFB法及其他工艺(如MgO法、活性炭吸附法、一体化脱硫、旋转喷雾干燥法等等)。

对于已投运的FGD装置来讲,要通过扩容改造提高其脱硫能力,最常用的方法主要有提高液气比和优化吸收塔的设置(如增加托盘、增加性能增强环等)等,此外,如氧化风量不够或浆池容积不够,还需做相应的改造。采用更高活性的吸收剂也是一种方法。

1.1.2 FGD超低排放改造优化技术

SO2超低排放技术的选择与锅炉燃煤含硫率即FGD系统入口的SO2浓度有直接关系。根据GB/T15224.2—2010《煤炭质量分级第2部分:硫分》规定(见表1),煤中干燥基全硫分(质量分数)St,d>3.00%的煤为高硫分煤,该标准适用于煤炭勘探、生产和加工利用中对煤炭按硫分分级。

国家环保总局提出在煤炭流通和使用领域,St,d>2.00%的煤就应该称为高硫煤。本研究中将电厂的煤按收到基硫分Sar分为三类:低硫煤,Sar≤1.00%;中硫煤,1.00%2.00%,以此来选择SO2超低排放的FGD技术。由于锅炉烟气中SO2的实际排放浓度(文中污染物排放浓度均为质量浓度)和折算含硫量成正比,即科学地判断不同煤种的SO2排放浓度,不能只比较其收到基含硫量,而应比较其折算含硫量,即要和煤的发热量联系起来。

因此对于相同容量的锅炉,燃用不同发热量的煤种,即使煤的收到基含硫量相同,其SO2的实际排放浓度是不相同的。

超低排放技术

一般来说,煤每1MJ发热量所产生的干烟气体积在过量空气系数α=1.40〔基准氧体积分数φ(O2)=6%〕时为0.3678m3/MJ,这个估算值的误差在±5%以内。相应于煤每1MJ发热量的含硫量称为折算含硫量MZS(单位为g/MJ),即

超低排放技术

式中Qar,net,p为煤的收到基低位发热量,MJ/kg。这样可得

超低排放技术

式中:ρ(SO2)为烟气中SO2的实际排放浓度,标准状态,干基,φ(O2)=6%,单位mg/m3;K为硫的排放系数。

延伸阅读:

1000MW超超临界机组超低排放改造工程分析

燃煤电厂深度超低排放之白烟治理技术

干货 燃煤电厂超低排放技术路线与协同脱除

燃煤电厂灵活调峰宽温差SCR脱硝催化剂以及超低排放技术

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