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2.3基于CFB锅炉的半干法技术路线合理性分析
①半干法技术路线能够实现烟气特别排放限额的前置条件是基于CFB锅炉,在其他炉型上是无法做到的。
②脱硝:首先,由于CFB锅炉采用低温燃烧的方式,NOx初始浓度一般能够控制在300mg/Nm3,极大的降低了后续烟气脱硝的难度。据最新的信息,采用清华大学“流态重构”的CFB炉已实现初始NOx浓度<100mg/Nm3的案例。其次,CFB独特的旋风分离装置使得SNCR可以达到80%以上的脱硝效率:稳定的SNCR反应温度窗口、充分的烟气和脱硝剂混合流场、足够的反应时间,这在其他炉型上是无法具备的条件。
③脱硫:CFB锅炉的炉内燃烧温度被认为是炉内石灰石脱硫的最佳反应温度,温度过低或过高都将大大降低脱硫效率;循环返料装置可以实现脱硫剂的多次循环从而得到较为充分的利用。逃逸的脱硫剂在炉后脱硫塔内在增湿的条件下得到利用。半干法脱硫塔工艺经过多年的改进完善,事实上已具备90%以上的脱硫效率。另有实际数据证实,附着在布袋表面灰层中由于掺杂有前段工艺逃逸的脱硫剂,使得布袋除尘器也具备一定的脱硫效率。
④除尘:已有较多案例证实,电袋\布袋除尘在选择了合理的过滤烟速设计和适当的滤料的情况下,完全可以确保烟尘特别限额排放。有研究认为:半干法脱硫装置由于增湿、强烈的物料紊流及有效的烟气导流设置,实现细微颗粒的凝并,从而有助于通过布袋实现烟尘的特别限额排放。
3、通过N+1模式的半干法技术路线实现烟气深度治理目标的可行性探讨
3.1N+1模式的定义
N+1模式的定义:充分利用已有的环保设施(N)所具备的特别限额排放性能为基础(NOx<100mg/Nm3,SO2<50mg/Nm3,尘<20mg/Nm3),采取一些改造措施或新增设施(统称为+1),提升相关污染物的脱除效率,进而达到烟气深度治理目标(NOx<50mg/Nm3,SO2<35mg/Nm3,尘<5mg/Nm3)。
3.2N+1模式的合理性
①保留已有的环保设施,是对前期的环保投入的节约,减少采取推到重来的巨大再投入。
②特别排放限额升级到烟气深度治理目标限额,三个主要污染物的指标差距已经不大,进一步挖掘现有设施的潜力、提升效率显然比推到重来采用其他技术路线更为合理,即使需新增设施,其所需的绝对处理能力压力也要低很多。
③可以充分保留干法处理路线的优点(但+1途径中增加湿电除外)。
④新增场地占用较少。
⑤施工难度相对较小。
⑥施工周期较短。
⑦新增运行成本较低。
3.3+1的几种可行性方法
①CFB锅炉的低氮燃烧改造,实现初始NOx生成浓度的降低,以下2种方法均已有实际案例,取得了良好效果:引风机出口净烟气回送一次风机入口;燃烧系统改造(包括返料、布风板风帽、二次风),可将初始NOx浓度由300mg/Nm3降至200mg/Nm3以下甚至150mg/Nm3。
②SNCR系统的性能提升:增加喷枪的点数,优化布点位置的调整,确保SNCR的效率能稳定在80%以上。
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