方寶龍
摘 要:采用高效協(xié)同脫除技術(shù),對除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進一步提效改造,使燃煤機組煙氣的主要污染物排放濃度達到國家現(xiàn)行燃氣機組的排放標準,有利于實現(xiàn)煤炭的清潔化利用。
關(guān)鍵詞:燃煤;電廠;“零”排放;煙氣
中圖分類號:X701.3 文獻標識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)10-0146-02
在較長的一段時間內(nèi),我國以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)體系依舊得不到改變。“十二五”以來,國家不斷加強大氣治理和污染物排放控制。作為電力行業(yè)治理重點——燃煤電廠,如何進一步減少污染物排放已成為一項新的重大課題。目前,減少燃煤電廠污染物排放水平的有效途徑之一就是實現(xiàn)煙氣近“零”排放。所謂近“零”排放,是在已滿足現(xiàn)有國家和地方環(huán)保排放標準的條件下,采用高效協(xié)同脫除技術(shù),對除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進一步提效改造,使燃煤機組煙氣的主要污染物排放濃度達到國家規(guī)定的燃氣機組的排放標準。改造后,煙囪出口煙塵排放濃度不超過5 mg/Nm3,二氧化硫排放濃度不超過35 mg/Nm3,氮氧化物排放濃度不超過50 mg/Nm3。此外,電廠廢水實現(xiàn)了循環(huán)回收利用和“零排放”,廢渣全部得到綜合利用。
1 近“零”排放總體技術(shù)路線
結(jié)合目前電力行業(yè)除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保技術(shù)水平,為了實現(xiàn)近“零”排放的要求,燃煤電廠可以采用低氮燃燒器+全負荷SCR脫硝裝置(脫硝效率≥85%)、在電除塵器前增加脫汞噴射裝置(可選裝)、低溫靜電除塵器(高頻電源)、高效濕法脫硫裝置、管式換熱器和濕式電除塵器(除塵效率78%),最大限度降低煙塵、二氧化硫、氮氧化物和汞等的排放濃度。設(shè)計的目標排放值,不僅滿足國家標準規(guī)定的重點地區(qū)特別排放限值的要求,還達到了燃氣機組大氣污染物排放的控制水平,實現(xiàn)了燃煤電廠大氣污染物近“零”排放。燃煤電廠近“零”排放煙氣技術(shù)工藝路線如圖1所示。
2 近“零”排放技術(shù)方案
2.1 除塵
為了實現(xiàn)近“零”排放,燃煤電廠需要采用先進的高效組合除塵方案,例如“MGGH+低低溫電除塵器+濕式除塵器”等方案,最終將煙氣除塵后的排放指標控制在5 mg/Nm3以下,以達燃氣輪機的排放標準。
2.1.1 MGGH+低低溫電除塵系統(tǒng)
目前國內(nèi)燃煤電廠機組設(shè)計的排煙溫度一般為120~130 ℃,燃用褐煤時的溫度為140~170 ℃,且機組實際運行排煙溫度普遍高于設(shè)計值,遠高于煙氣酸露點溫度。排煙溫度偏高,造成鍋爐效率下降、電除塵器除塵效率下降、脫硫耗水量增加等。集成煙氣換熱器的低溫電除塵技術(shù)是解決此危害的有效新方法之一。煙氣余熱采用兩級煙氣換熱器系統(tǒng),其煙氣熱量回收裝置分為兩級:第一級布置在除塵器的進口,將煙氣溫度從120 ℃左右冷卻到95 ℃左右;第二級布置在濕式除塵器的出口,加熱脫硫凈煙氣,采用閉式循環(huán)水作為媒介,與煙氣進行熱交換,使進入電除塵器的運行溫度由常溫狀態(tài)(120~140 ℃)下降到低溫狀態(tài)(90~100 ℃)。由于排煙溫度的降低,進入電除塵器的煙氣量減少,粉塵高比電阻降低。從而實現(xiàn)余熱利用和提高除塵效率的雙重目的。
2.1.2 濕式靜電除塵器技術(shù)
濕式靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)包括:進口喇叭、出口喇叭、殼體、放電極及框架、集電極絕緣子、噴嘴和管道和灰斗等。其主要工作原理是:煙氣中的粉塵顆粒吸附負離子而帶電,通過電場力的作用,被吸附到集塵極上;將水噴至極板上,使粉塵沖刷到灰斗中,隨水排出;同時,噴到煙道中的水霧,既能捕獲微小煙塵,又能降電阻率,有利于微塵向極板移動。濕式靜電除塵器可以長期高效、穩(wěn)定地除去煙氣中粉塵等污染物微小顆粒。
2.2 脫硫
目前,高效的濕法脫硫技術(shù)主要有:雙循環(huán)技術(shù)、FGDplus技術(shù)和雙托盤技術(shù)等。
2.2.1 雙循環(huán)技術(shù)
雙循環(huán)技術(shù)原是德國諾爾公司的一種濕法脫硫技術(shù),但目前諾爾公司已被德國FBE公司收購,技術(shù)屬于FBE公司所有,其基本原理如圖2所示。
雙循環(huán)技術(shù)實際上是相當(dāng)于煙氣通過了兩次二氧化硫脫除過程,經(jīng)過了兩級漿液循環(huán),兩級循環(huán)分別設(shè)有獨立的循環(huán)漿池和噴淋層。根據(jù)不同的功能,每級循環(huán)具有不同的運行參數(shù)。煙氣首先經(jīng)過一級循環(huán)(圖2中Quench Zone),此級循環(huán)的脫硫效率一般在30%~70%,循環(huán)漿液pH 控制在4.6~5.0,循環(huán)的主要功能是保證優(yōu)異的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結(jié)晶時間。經(jīng)過一級循環(huán)的煙氣直接進入二級循環(huán)(圖2中Absorber Zone),此級循環(huán)主要是實現(xiàn)脫硫洗滌過程,pH達5.8~6.4,這與傳統(tǒng)噴淋空塔技術(shù)比較,可以降低循環(huán)漿液量。
雙循環(huán)技術(shù)的特點是將脫硫吸收反應(yīng)分為兩級循環(huán),低pH值的一級循環(huán),可以保證吸收劑的完全溶解和高品質(zhì)石膏;高pH值的二級循環(huán),在較低的液氣比和電耗條件下,可以保證較高的脫硫效率。脫硫系統(tǒng)漿液性質(zhì)分開后,可以滿足不同工藝階段對不同漿液性質(zhì)的要求,更加精細地控制工藝的反應(yīng)過程。
2.2.2 FGDplus技術(shù)
FGDplus技術(shù)是奧地利能源與環(huán)境公司(AEE)為高硫分煙氣和低濃度排放開發(fā)的新型脫硫技術(shù)。它是通過運用“導(dǎo)向傳質(zhì)”原理,對現(xiàn)有的空塔噴淋層技術(shù)進行創(chuàng)新改進,以減少氣液傳質(zhì)阻力和能量消耗,達到提高脫硫效率、減少系統(tǒng)能耗和二氧化硫排放的目的。
2.2.3 雙托盤脫硫技術(shù)
雙托盤脫硫技術(shù),即在傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上,增加兩層托盤,托盤產(chǎn)生的阻力造成氣體流量均勻地分布在塔截面。在氣體和漿液剛接觸時,會形成阻力使?jié){液均勻分布,使?jié){液與煙氣充分接觸。
2.3 脫硝
燃煤電廠近“零”排放脫硝技術(shù)可以采用爐內(nèi)低NOx燃燒+SCR脫硝技術(shù),鍋爐出口NOx指標為250 mg/Nm3,按85%脫硝效率計算,脫硝出口NOx指標為37.5 mg/Nm3,低于燃氣輪機的排放標準(50 mg/Nm3)。
燃煤機組鍋爐燃燒方式采用復(fù)合式空氣分級低NOx燃燒技術(shù),可以有效控制爐內(nèi)燃燒過程中NOx的生成,同時優(yōu)化主燃燒器區(qū)域的風(fēng)門結(jié)構(gòu),確保低負荷和滿負荷時主燃燒器區(qū)域的過量空氣系數(shù)在同一水平,從而有效控制低負荷NOx的排放。目前,鍋爐NOx的排放濃度可以完全控制在250 mg/Nm3以下。
SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下,還原劑(液氨、氨水和尿素等)與煙氣中的NOx反應(yīng),將煙氣中的NOx還原為無毒無污染的氮氣(N2)和水(H2O)。其反應(yīng)器設(shè)置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間,反應(yīng)溫度一般在320~400 ℃之間。SCR脫硝技術(shù)是目前國內(nèi)外最成熟、可靠的脫硝技術(shù),脫硝效率高,系統(tǒng)安全穩(wěn)定,不存在技術(shù)風(fēng)險,在國內(nèi)大容量機組上大量采用。此外,適當(dāng)增加催化劑數(shù)量,還能夠?qū)崿F(xiàn)85%的脫硝效率。
3 結(jié)束語
隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展,燃煤電廠已完全可以實現(xiàn)近“零”排放,實現(xiàn)煤炭的清潔化利用,推動能源創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。在我國特別是京津冀、長三角和珠三角等環(huán)保要求較高的地區(qū),推廣和應(yīng)用近“零”排放具有積極、重要的意義。
參考文獻
[1]劉偉東,張殿印,陸亞萍,等.除塵工程升級改造技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.
[2]王祥光.脫硫技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.
〔編輯:李玨〕endprint
摘 要:采用高效協(xié)同脫除技術(shù),對除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進一步提效改造,使燃煤機組煙氣的主要污染物排放濃度達到國家現(xiàn)行燃氣機組的排放標準,有利于實現(xiàn)煤炭的清潔化利用。
關(guān)鍵詞:燃煤;電廠;“零”排放;煙氣
中圖分類號:X701.3 文獻標識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)10-0146-02
在較長的一段時間內(nèi),我國以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)體系依舊得不到改變。“十二五”以來,國家不斷加強大氣治理和污染物排放控制。作為電力行業(yè)治理重點——燃煤電廠,如何進一步減少污染物排放已成為一項新的重大課題。目前,減少燃煤電廠污染物排放水平的有效途徑之一就是實現(xiàn)煙氣近“零”排放。所謂近“零”排放,是在已滿足現(xiàn)有國家和地方環(huán)保排放標準的條件下,采用高效協(xié)同脫除技術(shù),對除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進一步提效改造,使燃煤機組煙氣的主要污染物排放濃度達到國家規(guī)定的燃氣機組的排放標準。改造后,煙囪出口煙塵排放濃度不超過5 mg/Nm3,二氧化硫排放濃度不超過35 mg/Nm3,氮氧化物排放濃度不超過50 mg/Nm3。此外,電廠廢水實現(xiàn)了循環(huán)回收利用和“零排放”,廢渣全部得到綜合利用。
1 近“零”排放總體技術(shù)路線
結(jié)合目前電力行業(yè)除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保技術(shù)水平,為了實現(xiàn)近“零”排放的要求,燃煤電廠可以采用低氮燃燒器+全負荷SCR脫硝裝置(脫硝效率≥85%)、在電除塵器前增加脫汞噴射裝置(可選裝)、低溫靜電除塵器(高頻電源)、高效濕法脫硫裝置、管式換熱器和濕式電除塵器(除塵效率78%),最大限度降低煙塵、二氧化硫、氮氧化物和汞等的排放濃度。設(shè)計的目標排放值,不僅滿足國家標準規(guī)定的重點地區(qū)特別排放限值的要求,還達到了燃氣機組大氣污染物排放的控制水平,實現(xiàn)了燃煤電廠大氣污染物近“零”排放。燃煤電廠近“零”排放煙氣技術(shù)工藝路線如圖1所示。
2 近“零”排放技術(shù)方案
2.1 除塵
為了實現(xiàn)近“零”排放,燃煤電廠需要采用先進的高效組合除塵方案,例如“MGGH+低低溫電除塵器+濕式除塵器”等方案,最終將煙氣除塵后的排放指標控制在5 mg/Nm3以下,以達燃氣輪機的排放標準。
2.1.1 MGGH+低低溫電除塵系統(tǒng)
目前國內(nèi)燃煤電廠機組設(shè)計的排煙溫度一般為120~130 ℃,燃用褐煤時的溫度為140~170 ℃,且機組實際運行排煙溫度普遍高于設(shè)計值,遠高于煙氣酸露點溫度。排煙溫度偏高,造成鍋爐效率下降、電除塵器除塵效率下降、脫硫耗水量增加等。集成煙氣換熱器的低溫電除塵技術(shù)是解決此危害的有效新方法之一。煙氣余熱采用兩級煙氣換熱器系統(tǒng),其煙氣熱量回收裝置分為兩級:第一級布置在除塵器的進口,將煙氣溫度從120 ℃左右冷卻到95 ℃左右;第二級布置在濕式除塵器的出口,加熱脫硫凈煙氣,采用閉式循環(huán)水作為媒介,與煙氣進行熱交換,使進入電除塵器的運行溫度由常溫狀態(tài)(120~140 ℃)下降到低溫狀態(tài)(90~100 ℃)。由于排煙溫度的降低,進入電除塵器的煙氣量減少,粉塵高比電阻降低。從而實現(xiàn)余熱利用和提高除塵效率的雙重目的。
2.1.2 濕式靜電除塵器技術(shù)
濕式靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)包括:進口喇叭、出口喇叭、殼體、放電極及框架、集電極絕緣子、噴嘴和管道和灰斗等。其主要工作原理是:煙氣中的粉塵顆粒吸附負離子而帶電,通過電場力的作用,被吸附到集塵極上;將水噴至極板上,使粉塵沖刷到灰斗中,隨水排出;同時,噴到煙道中的水霧,既能捕獲微小煙塵,又能降電阻率,有利于微塵向極板移動。濕式靜電除塵器可以長期高效、穩(wěn)定地除去煙氣中粉塵等污染物微小顆粒。
2.2 脫硫
目前,高效的濕法脫硫技術(shù)主要有:雙循環(huán)技術(shù)、FGDplus技術(shù)和雙托盤技術(shù)等。
2.2.1 雙循環(huán)技術(shù)
雙循環(huán)技術(shù)原是德國諾爾公司的一種濕法脫硫技術(shù),但目前諾爾公司已被德國FBE公司收購,技術(shù)屬于FBE公司所有,其基本原理如圖2所示。
雙循環(huán)技術(shù)實際上是相當(dāng)于煙氣通過了兩次二氧化硫脫除過程,經(jīng)過了兩級漿液循環(huán),兩級循環(huán)分別設(shè)有獨立的循環(huán)漿池和噴淋層。根據(jù)不同的功能,每級循環(huán)具有不同的運行參數(shù)。煙氣首先經(jīng)過一級循環(huán)(圖2中Quench Zone),此級循環(huán)的脫硫效率一般在30%~70%,循環(huán)漿液pH 控制在4.6~5.0,循環(huán)的主要功能是保證優(yōu)異的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結(jié)晶時間。經(jīng)過一級循環(huán)的煙氣直接進入二級循環(huán)(圖2中Absorber Zone),此級循環(huán)主要是實現(xiàn)脫硫洗滌過程,pH達5.8~6.4,這與傳統(tǒng)噴淋空塔技術(shù)比較,可以降低循環(huán)漿液量。
雙循環(huán)技術(shù)的特點是將脫硫吸收反應(yīng)分為兩級循環(huán),低pH值的一級循環(huán),可以保證吸收劑的完全溶解和高品質(zhì)石膏;高pH值的二級循環(huán),在較低的液氣比和電耗條件下,可以保證較高的脫硫效率。脫硫系統(tǒng)漿液性質(zhì)分開后,可以滿足不同工藝階段對不同漿液性質(zhì)的要求,更加精細地控制工藝的反應(yīng)過程。
2.2.2 FGDplus技術(shù)
FGDplus技術(shù)是奧地利能源與環(huán)境公司(AEE)為高硫分煙氣和低濃度排放開發(fā)的新型脫硫技術(shù)。它是通過運用“導(dǎo)向傳質(zhì)”原理,對現(xiàn)有的空塔噴淋層技術(shù)進行創(chuàng)新改進,以減少氣液傳質(zhì)阻力和能量消耗,達到提高脫硫效率、減少系統(tǒng)能耗和二氧化硫排放的目的。
2.2.3 雙托盤脫硫技術(shù)
雙托盤脫硫技術(shù),即在傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上,增加兩層托盤,托盤產(chǎn)生的阻力造成氣體流量均勻地分布在塔截面。在氣體和漿液剛接觸時,會形成阻力使?jié){液均勻分布,使?jié){液與煙氣充分接觸。
2.3 脫硝
燃煤電廠近“零”排放脫硝技術(shù)可以采用爐內(nèi)低NOx燃燒+SCR脫硝技術(shù),鍋爐出口NOx指標為250 mg/Nm3,按85%脫硝效率計算,脫硝出口NOx指標為37.5 mg/Nm3,低于燃氣輪機的排放標準(50 mg/Nm3)。
燃煤機組鍋爐燃燒方式采用復(fù)合式空氣分級低NOx燃燒技術(shù),可以有效控制爐內(nèi)燃燒過程中NOx的生成,同時優(yōu)化主燃燒器區(qū)域的風(fēng)門結(jié)構(gòu),確保低負荷和滿負荷時主燃燒器區(qū)域的過量空氣系數(shù)在同一水平,從而有效控制低負荷NOx的排放。目前,鍋爐NOx的排放濃度可以完全控制在250 mg/Nm3以下。
SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下,還原劑(液氨、氨水和尿素等)與煙氣中的NOx反應(yīng),將煙氣中的NOx還原為無毒無污染的氮氣(N2)和水(H2O)。其反應(yīng)器設(shè)置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間,反應(yīng)溫度一般在320~400 ℃之間。SCR脫硝技術(shù)是目前國內(nèi)外最成熟、可靠的脫硝技術(shù),脫硝效率高,系統(tǒng)安全穩(wěn)定,不存在技術(shù)風(fēng)險,在國內(nèi)大容量機組上大量采用。此外,適當(dāng)增加催化劑數(shù)量,還能夠?qū)崿F(xiàn)85%的脫硝效率。
3 結(jié)束語
隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展,燃煤電廠已完全可以實現(xiàn)近“零”排放,實現(xiàn)煤炭的清潔化利用,推動能源創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。在我國特別是京津冀、長三角和珠三角等環(huán)保要求較高的地區(qū),推廣和應(yīng)用近“零”排放具有積極、重要的意義。
參考文獻
[1]劉偉東,張殿印,陸亞萍,等.除塵工程升級改造技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.
[2]王祥光.脫硫技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.
〔編輯:李玨〕endprint
摘 要:采用高效協(xié)同脫除技術(shù),對除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進一步提效改造,使燃煤機組煙氣的主要污染物排放濃度達到國家現(xiàn)行燃氣機組的排放標準,有利于實現(xiàn)煤炭的清潔化利用。
關(guān)鍵詞:燃煤;電廠;“零”排放;煙氣
中圖分類號:X701.3 文獻標識碼:A 文章編號:2095-6835(2014)10-0146-02
在較長的一段時間內(nèi),我國以煤炭為主的能源消費結(jié)構(gòu)體系依舊得不到改變?!笆濉币詠?,國家不斷加強大氣治理和污染物排放控制。作為電力行業(yè)治理重點——燃煤電廠,如何進一步減少污染物排放已成為一項新的重大課題。目前,減少燃煤電廠污染物排放水平的有效途徑之一就是實現(xiàn)煙氣近“零”排放。所謂近“零”排放,是在已滿足現(xiàn)有國家和地方環(huán)保排放標準的條件下,采用高效協(xié)同脫除技術(shù),對除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進一步提效改造,使燃煤機組煙氣的主要污染物排放濃度達到國家規(guī)定的燃氣機組的排放標準。改造后,煙囪出口煙塵排放濃度不超過5 mg/Nm3,二氧化硫排放濃度不超過35 mg/Nm3,氮氧化物排放濃度不超過50 mg/Nm3。此外,電廠廢水實現(xiàn)了循環(huán)回收利用和“零排放”,廢渣全部得到綜合利用。
1 近“零”排放總體技術(shù)路線
結(jié)合目前電力行業(yè)除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保技術(shù)水平,為了實現(xiàn)近“零”排放的要求,燃煤電廠可以采用低氮燃燒器+全負荷SCR脫硝裝置(脫硝效率≥85%)、在電除塵器前增加脫汞噴射裝置(可選裝)、低溫靜電除塵器(高頻電源)、高效濕法脫硫裝置、管式換熱器和濕式電除塵器(除塵效率78%),最大限度降低煙塵、二氧化硫、氮氧化物和汞等的排放濃度。設(shè)計的目標排放值,不僅滿足國家標準規(guī)定的重點地區(qū)特別排放限值的要求,還達到了燃氣機組大氣污染物排放的控制水平,實現(xiàn)了燃煤電廠大氣污染物近“零”排放。燃煤電廠近“零”排放煙氣技術(shù)工藝路線如圖1所示。
2 近“零”排放技術(shù)方案
2.1 除塵
為了實現(xiàn)近“零”排放,燃煤電廠需要采用先進的高效組合除塵方案,例如“MGGH+低低溫電除塵器+濕式除塵器”等方案,最終將煙氣除塵后的排放指標控制在5 mg/Nm3以下,以達燃氣輪機的排放標準。
2.1.1 MGGH+低低溫電除塵系統(tǒng)
目前國內(nèi)燃煤電廠機組設(shè)計的排煙溫度一般為120~130 ℃,燃用褐煤時的溫度為140~170 ℃,且機組實際運行排煙溫度普遍高于設(shè)計值,遠高于煙氣酸露點溫度。排煙溫度偏高,造成鍋爐效率下降、電除塵器除塵效率下降、脫硫耗水量增加等。集成煙氣換熱器的低溫電除塵技術(shù)是解決此危害的有效新方法之一。煙氣余熱采用兩級煙氣換熱器系統(tǒng),其煙氣熱量回收裝置分為兩級:第一級布置在除塵器的進口,將煙氣溫度從120 ℃左右冷卻到95 ℃左右;第二級布置在濕式除塵器的出口,加熱脫硫凈煙氣,采用閉式循環(huán)水作為媒介,與煙氣進行熱交換,使進入電除塵器的運行溫度由常溫狀態(tài)(120~140 ℃)下降到低溫狀態(tài)(90~100 ℃)。由于排煙溫度的降低,進入電除塵器的煙氣量減少,粉塵高比電阻降低。從而實現(xiàn)余熱利用和提高除塵效率的雙重目的。
2.1.2 濕式靜電除塵器技術(shù)
濕式靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)包括:進口喇叭、出口喇叭、殼體、放電極及框架、集電極絕緣子、噴嘴和管道和灰斗等。其主要工作原理是:煙氣中的粉塵顆粒吸附負離子而帶電,通過電場力的作用,被吸附到集塵極上;將水噴至極板上,使粉塵沖刷到灰斗中,隨水排出;同時,噴到煙道中的水霧,既能捕獲微小煙塵,又能降電阻率,有利于微塵向極板移動。濕式靜電除塵器可以長期高效、穩(wěn)定地除去煙氣中粉塵等污染物微小顆粒。
2.2 脫硫
目前,高效的濕法脫硫技術(shù)主要有:雙循環(huán)技術(shù)、FGDplus技術(shù)和雙托盤技術(shù)等。
2.2.1 雙循環(huán)技術(shù)
雙循環(huán)技術(shù)原是德國諾爾公司的一種濕法脫硫技術(shù),但目前諾爾公司已被德國FBE公司收購,技術(shù)屬于FBE公司所有,其基本原理如圖2所示。
雙循環(huán)技術(shù)實際上是相當(dāng)于煙氣通過了兩次二氧化硫脫除過程,經(jīng)過了兩級漿液循環(huán),兩級循環(huán)分別設(shè)有獨立的循環(huán)漿池和噴淋層。根據(jù)不同的功能,每級循環(huán)具有不同的運行參數(shù)。煙氣首先經(jīng)過一級循環(huán)(圖2中Quench Zone),此級循環(huán)的脫硫效率一般在30%~70%,循環(huán)漿液pH 控制在4.6~5.0,循環(huán)的主要功能是保證優(yōu)異的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結(jié)晶時間。經(jīng)過一級循環(huán)的煙氣直接進入二級循環(huán)(圖2中Absorber Zone),此級循環(huán)主要是實現(xiàn)脫硫洗滌過程,pH達5.8~6.4,這與傳統(tǒng)噴淋空塔技術(shù)比較,可以降低循環(huán)漿液量。
雙循環(huán)技術(shù)的特點是將脫硫吸收反應(yīng)分為兩級循環(huán),低pH值的一級循環(huán),可以保證吸收劑的完全溶解和高品質(zhì)石膏;高pH值的二級循環(huán),在較低的液氣比和電耗條件下,可以保證較高的脫硫效率。脫硫系統(tǒng)漿液性質(zhì)分開后,可以滿足不同工藝階段對不同漿液性質(zhì)的要求,更加精細地控制工藝的反應(yīng)過程。
2.2.2 FGDplus技術(shù)
FGDplus技術(shù)是奧地利能源與環(huán)境公司(AEE)為高硫分煙氣和低濃度排放開發(fā)的新型脫硫技術(shù)。它是通過運用“導(dǎo)向傳質(zhì)”原理,對現(xiàn)有的空塔噴淋層技術(shù)進行創(chuàng)新改進,以減少氣液傳質(zhì)阻力和能量消耗,達到提高脫硫效率、減少系統(tǒng)能耗和二氧化硫排放的目的。
2.2.3 雙托盤脫硫技術(shù)
雙托盤脫硫技術(shù),即在傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上,增加兩層托盤,托盤產(chǎn)生的阻力造成氣體流量均勻地分布在塔截面。在氣體和漿液剛接觸時,會形成阻力使?jié){液均勻分布,使?jié){液與煙氣充分接觸。
2.3 脫硝
燃煤電廠近“零”排放脫硝技術(shù)可以采用爐內(nèi)低NOx燃燒+SCR脫硝技術(shù),鍋爐出口NOx指標為250 mg/Nm3,按85%脫硝效率計算,脫硝出口NOx指標為37.5 mg/Nm3,低于燃氣輪機的排放標準(50 mg/Nm3)。
燃煤機組鍋爐燃燒方式采用復(fù)合式空氣分級低NOx燃燒技術(shù),可以有效控制爐內(nèi)燃燒過程中NOx的生成,同時優(yōu)化主燃燒器區(qū)域的風(fēng)門結(jié)構(gòu),確保低負荷和滿負荷時主燃燒器區(qū)域的過量空氣系數(shù)在同一水平,從而有效控制低負荷NOx的排放。目前,鍋爐NOx的排放濃度可以完全控制在250 mg/Nm3以下。
SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下,還原劑(液氨、氨水和尿素等)與煙氣中的NOx反應(yīng),將煙氣中的NOx還原為無毒無污染的氮氣(N2)和水(H2O)。其反應(yīng)器設(shè)置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間,反應(yīng)溫度一般在320~400 ℃之間。SCR脫硝技術(shù)是目前國內(nèi)外最成熟、可靠的脫硝技術(shù),脫硝效率高,系統(tǒng)安全穩(wěn)定,不存在技術(shù)風(fēng)險,在國內(nèi)大容量機組上大量采用。此外,適當(dāng)增加催化劑數(shù)量,還能夠?qū)崿F(xiàn)85%的脫硝效率。
3 結(jié)束語
隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展,燃煤電廠已完全可以實現(xiàn)近“零”排放,實現(xiàn)煤炭的清潔化利用,推動能源創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。在我國特別是京津冀、長三角和珠三角等環(huán)保要求較高的地區(qū),推廣和應(yīng)用近“零”排放具有積極、重要的意義。
參考文獻
[1]劉偉東,張殿印,陸亞萍,等.除塵工程升級改造技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2014.
[2]王祥光.脫硫技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.
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