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循环流化床锅炉烟气污染物排放测试及特性分析

北极星环保网来源:循环流化床发电 方朝君2018/3/15 10:01:16我要投稿

北极星环保网讯:《关于开展火电、造纸行业和京津冀试点城市高架源排污许可管理工作的通知》要求在2017年6月底前,完成全国火电(和造纸)行业企业排污许可证申请与核发,火电的烟气排污依据GB13223—2011火电厂大气污染物排放标准。

对于现有循环流化床火力发电锅炉中上述标准规定重点地区的锅炉执行大气污染物特别排放限值(烟尘、SO2、NOx、Hg及其化合物的允许排放浓度分别为20、50、100、0.03mg/m3)。国内烟气常规污染物监测技术成熟,数据可实时上传监管部门。

然而大多数经过超低排放改造的燃煤锅炉未对烟气中的汞及其化合物进行控制与监测,烟气中汞及其化合物排放监测成为需解决的问题;另一方面,脱硝引入了氨基还原剂或SCR钒钛基催化剂,新增了NH3和SO3的排放。段守保以2台300MWCFB锅炉为对象,从脱硫、脱硝、除尘角度研究了合理的超低排放改造路线。

武成利等采用吸附法(30B法)采集循环流化床燃煤锅炉(CFB)烟气中汞,但无法得知颗粒汞的浓度,若采用安大略法(OHM法)采样可弥补此不足。由于学者对电厂室燃煤粉炉的污染物排放研究相对较多,对循环流化床炉的检测较少。本文针对循环流化床炉的常规及其特征烟气污染物排放进行了测试分析,为烟气污染物控制和深度减排改造提供基础数据,为设备安全环保运行提供技术参考。

1、锅炉及环保设备简介

某自备电站2台循环流化床锅炉(分别记为U1和U2),均为单汽包、单炉膛、自然循环锅炉,环保设施采用了炉内加石灰石预脱硫、选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术、高效除尘器、炉外单塔湿法脱硫

(WFGD)。其中U1锅炉额定蒸发量为240t/h,燃料消耗量为31.4t/h,石灰石消耗量为1.6t/h,采用电袋复合式除尘、石灰石膏法脱硫;U2锅炉额定蒸发量为450t/h,燃料消耗量为57.0t/h,石灰石消耗量为3.6t/h,采用袋式除尘器除尘、炉外采用钠基强碱法脱硫,计划进一步降低NOx排放浓度并采购SCR催化剂。

2、检测方法与条件

2.1检测标准与方法

测试方法及主要仪器见表1。在现场实际测量时采样枪外加装有伴热装置,以排除液滴、冷凝水气对测量造成的误差。采样分析要点如下:低浓度烟尘采样选取代表点使用滤膜等速法,同时记录采气体积;SO2和NOx采用烟气分析仪测量,取样点布置采用网格法;SO3采样选取代表点采用化学吸收法,使用高氯酸钡溶液滴定时仔细观察变色情况,防止滴定过量;NH3采样选取代表点选用氨电极法分析,标准工作曲线应准确。

超低排放

计算结果均取算术平均值。除非特别注明,文中结果均为测试工况及煤种下,折算到标态、干基、6%O2条件下的数值。

2.2测试位置

依据考察对象和测试目的不同,分别在锅炉省煤器出口、脱硫塔入口和出口及烟囱入口等手工测点处设置测点,对不同设备出口的烟气污染物浓度进行测试。SO2和NOx现场直接读数,其他样品采样后送至实验室进行称量或者化验分析。

2.3测试煤种与工况

烟气检测在锅炉100%BMCR负荷下进行测试,控制负荷最大波动≤5%。测试期间同步对每台机组的入炉煤质进行取样分析,结果见表2。

超低排放

3、结果与讨论

3.1烟尘排放特性分析

烟尘测试在脱硫塔入口和脱硫塔出口分别进行取样测试,结果如图1所示。在喷淋塔内,气流中的烟尘主要靠液滴来捕集,捕集机理主要有惯性碰撞、布朗扩散、静电沉降、截留、凝聚和重力沉降等,前3个机理占主导地位。烟气经过湿法脱硫塔的二次除尘进入烟囱排入大气,实测U1和U2锅炉的烟尘浓度分别为13.1mg/m3和4.8mg/m3。

两者均小于重点地区的大气污染物特别排放限值20mg/m3,但是前者大于、后者接近于超低排放烟尘浓度限值5mg/m3。U1和U2锅炉脱硫塔二次除尘效率分别为46.5%和85.4%,二次除尘效率差距较大,钠基强碱脱硫系统的除尘效果相对较高,主要与烟尘性质、脱硫剂性质、浆液喷淋密度及安装的除雾器性能等有关。在脱硫塔入口烟尘在40mg/m3低浓度的条件下,其除雾效果直接影响脱硫塔出口烟尘浓度的达标与否。

延伸阅读:

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