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脱硫除尘一体化技术在火电机组超低排放改造的应用

2017-08-02信息来源 : 基层建设
  近年来,脱硫除尘一体化技术在火电机组超低排放中的应用问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,详细分析了超低排放脱硫技术。在探讨脱硫吸收塔内粉尘脱除的基础上,结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就脱硫除尘一体化技术问题展开了探讨,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
 

脱硫除尘一体化技术在火电机组超低排放改造的应用
 
  1前言
 
  作为火电机组超低排放改造中的一项重要方面,对脱硫除尘一体化技术的应用占据着极为关键的地位。该项课题的研究,将会更好地提升对脱硫除尘一体化技术的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化火电机组超低排放改造工作的最终整体效果。
 
  2概述
 
  随着国家要求烟气脱硫、脱硝标准的提高,现有的脱硫工艺已经不能满足国家标准的要求,为了达到排放标准,必须对现有的脱硫工艺进行改造。以前的脱硫工艺是脱硫参数和烟气参数不在一起,值班员随时询问锅炉运行人员锅炉运行状况,根据锅炉运行状况和烟气在线检测的数据调节给料量,达到脱硫的目的。
 
  这种方式带来的后果一是烟气排放的污染物含量波动较大,不能满足环保要求,二是值班员的操作水平和判断能力以及操作频率很高。2014年以来,随着新环保排放标准的执行,电厂原有的系统就必须进行改造。国内先进的脱硫工艺是湿法和半干法脱硫,无论何种方式脱硫,电控系统就必须满足日新月异的工艺要求实现完全自动化才能消除由于人的因素造成的排放物不达标,时大时小,催化剂投入和锅炉运行参数不匹配造成的排放物不达标、锅炉熄火、投入催化剂较大影响电厂的经营指标等后果。因此研究怎样利用先进的完全电控自动化是脱硫工艺中关键技术。
 
  3超低排放脱硫技术
 
  3.1老机组的超低脱硫排放改造
 
  为了实现超低排放的目标,必须提高脱硫效率,由原来的效率一般低于99%提高到超过99%以上的效率,有的机组甚至达到99.5%左右。
 
  提高脱硫效率的基本措施是提高液气比L/G和增加烟气与石灰石浆液的接触,使烟气与石灰石浆液充分接触而发生反应。目前主要采用在老塔加装喷淋层、老塔加喷淋层+塔外浆池、串塔、单塔双循环和双塔双循环等技术来解决脱硫效率提高而引起的增加液气比和需要加大浆液反应池容积等措施,除了上述技术方法外,在吸收塔内加装托盘、湍流装置或截流环等,进一步增加烟气与石灰石浆液的接触,有效地增加脱硫反应的效果,在脱除SO2的同时,也有效脱除烟气中的粉尘。对老塔的改造,加装的喷淋层一般布置在老塔喷淋层的上面,增加浆液在吸收塔内的停留时间,从而增加石灰石浆液与烟气反应的时间,有利于SO2的脱除。
 
  3.2新机组的超低脱硫排放技术
 
  对新设计的脱硫装置,可以全面考虑各方面的因素,在保证脱硫效率的同时,特别要考虑在吸收塔内粉尘的去除,要求吸收塔内选择合适的烟气速度,增加进口烟道至最下部喷淋层的距离,在吸收塔喷淋层下部加装托盘或湍流装置,使石灰石浆液与烟气充分接触和反应,加大喷淋层之间的距离,加大最上层喷淋层至除雾器最下端的距离,加大除雾器上端至出口烟道的距离,使吸收塔内流场更均匀,同时采用高效除雾器等,这些措施都有利于增加烟气在吸收塔内与石灰石浆液的接触时间,在提高脱除SO2效率的同时,更有利于脱除烟气中的粉尘。
 
  3.3高硫煤超低脱硫排放技术
 
  对吸收塔入口SO2浓度达到6000mg/Nm3以上的机组,如FGD出口要求控制在35mg/Nm3以下时,需要的液气比L/G数值很大,当喷淋层数超过6层以上时,可考虑采用2级塔方案,即串塔方案,或单塔双循环的方案,经过2级吸收塔的脱除,SO2和粉尘的脱除效果良好。
 
  4脱硫吸收塔内粉尘的脱除
 
  4.1浆液的洗涤
 
  脱硫吸收塔内脱除粉尘的机理主要是靠再循环浆液对烟气的洗涤,然后在除雾器的作用下进一步脱除烟气中的雾滴及颗粒物。
 
  为了有效脱除吸收塔内的粉尘,吸收塔的设计采取合适措施,加大烟气与再循环浆液的接触,延长烟气在吸收塔吸收区的停留时间,并选择高效除雾器等方法。
 
  脱硫吸收塔在脱除SO2的同时,也脱除一部分烟气中的粉尘,当采用电除尘器时,粉尘的粒径分布较大,大粒径的粉尘在吸收塔内易于被吸收塔内再循环浆液洗涤掉,吸收塔内除尘效率较高。采用布袋除尘器经过除尘的烟气,烟气中的粉尘粒径较小,易于被烟气携带,在吸收塔内粉尘的脱除效率较低,一般吸收塔内的粉尘脱除效率都在50%以上。
 
  从2014年下半年开始,国内各环保公司在老机组脱硫装置改造和新建机组脱硫装置上联合考虑脱硫除尘一体化方案,大唐环境公司在大唐国际张家口发电厂8号机组脱硫装置上采用加装2层喷淋层和塔外浆池的改造方案,除雾器采用国内某公司的管式旋流除雾器,运行数据见表2。从表中数据可以看出,脱硫效率达到99.5%以上,在吸收塔入口粉尘低于15mg/Nm3的情况下,脱硫吸收塔出口的粉尘排放值低于5mg/Nm3。
 
  4.2高效除雾器
 
  早期的脱硫装置上加装的除雾器,主要作用是脱除烟气中的雾滴,要求除雾器在FGD出口烟气中雾滴浓度达到75mg/Nm3,由于雾滴中含有水分及石膏等固体颗粒物,一些脱硫装置投入运行后出现石膏雨现象,为了进一步降低雾滴携带的石膏造成的石膏雨,国内外一些公司开发出高效除雾器,使FGD出口烟气中雾滴浓度降低到40mg/Nm3以下,为了达到粉尘排放浓度10mg/Nm3的目标,考虑到雾滴中含有的石膏等固体物也是粉尘的一部分,目前要求除雾器厂家提供除雾效果更好的除雾器,基于对FGD出口粉尘浓度要求达到10或5mg/Nm3,考虑到雾滴中含有10-20%的粉尘,FGD出口烟气中雾滴浓度必须降低到20mg/Nm3或更低。
 
  通过与国内外除雾器厂家交流,目前能保证FGD出口烟气中雾滴浓度降低到20mg/Nm3以下的厂家很少,国内某环保公司开发出一种管式旋流除雾器,在一些电厂得到应用,但从张家口8号机组上应用来看,除尘效率也不是很理想,且担心低负荷运行时由于烟气速度降低而引起旋流动能的降低会影响除尘效果。
 
  5脱硫除尘一体化技术问题
 
  从目前投运的超低排放脱硫装置来看,脱硫装置SO2达到35mg/Nm3的排放要求没有技术问题,难点就在粉尘,脱硫除尘一体化只是利用吸收塔内浆液的洗涤或旋流作用去除一部分粉尘,并不能包治百病,细小的粉尘很难在吸收塔内脱除掉,再加之出口烟气中的雾滴含有一定量的固体颗粒物,这些因素都造成只通过吸收塔的作用很难将经过FGD后烟气中的粉尘浓度降到很低,根据最近投运的一些机组运行数据,在吸收塔入口粉尘浓度超过20mg/Nm3的情况下,很难达到5mg/Nm3以下的要求,有些电厂提出要求FGD入口烟气粉尘30mg/Nm3,而出口要求达到5mg/Nm3以下的想法是不切合实际的。
 
  6结束语
 
  综上所述,加强对脱硫除尘一体化技术在火电机组超低排放改造中的应用的研究分析,对于其良好效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。更多环保技术,请关注第一环保网(www.d1ep.com)。