燃煤电厂超低排放脱硫除尘技术路线探讨

燃煤电厂超低排放脱硫除尘技术路线探讨

董立国

哈尔滨蓝图工程技术咨询有限公司 ,黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：为了减少燃煤电厂的大气污染物排放，改善我国的空气环境质量，遵循绿色能源、服务社会的企业精神，企业开始探索燃煤电厂烟气污染物超低排放技术。针对目前主要的脱硫除尘技术，分析其现状，并简要论述其原理，了解各种技术的实际应用。希望能为燃煤电厂的排放工作提供一些支持。

关键词：超低排放；脱硫；除尘；技术路线

随着中国环境状况的整体恶化，环境矛盾日益突出，环保压力加大。各级政府相继出台了一系列政策措施，大力控制空气污染，改善空气质量。其中，工业烟尘是空气污染的重要因素，在工业烟尘中，燃煤电厂产生的烟尘占总量的35%，是各类工业烟尘中最高的。

因此，加强烟气污染物的治理，减少环境污染是当前燃煤电厂工作的重点。其中，最受关注的技术是烟气脱硫除尘。但在实际应用过程中，会出现一些影响脱硫除尘效果的问题，需要火电厂根据自身发展进行分析，不断优化和完善脱硫除尘技术，提高脱硫除尘效率，减少产能损失，最终达到保护环境的目的。

1燃煤电厂脱硫技术路线分析

市场上广泛采用干/半干法脱硫、石灰石-石膏湿法脱硫、海水脱硫和循环流化床脱硫。目前电厂普遍采用石灰石-石膏湿法脱硫，市场利用率达到90%甚至更高[2]。因此，本文将主要对该技术进行分析和探讨。

1.1单塔多喷工艺

在此过程中，为了有效提高吸收塔内的液气比，一般通过增加喷淋密度或增加喷淋层数来实现。当喷淋层数增加时，应保持原有的喷淋系统，增加其循环量，或者可以升高吸收塔。为了提高烟气脱硫装置的去除能力，可以提高氧化空气的分配效率，也可以提高氧化空气的供给量[3]。

1.2双托盘技术

电厂产生的烟气直接输送到吸收塔时，此时烟气会进入下塔盘，烟气和上面的液膜会实现液气项的均质调节。液膜在塔盘上有相应的高度，从而有效增加烟气的停留时间。通过有效去除吸收塔中的烟气并增加停留时间，烟气中的大量污染物被吸收，从而降低液气比并充分利用吸收剂[4]。

1.3单塔双循环工艺

该工艺需要塔盘塔和喷淋空塔，烟气中SO2吸收氧化过程在喷淋空塔中进行，分为两个阶段，均有相应的循环回路。第一阶段可以消除一部分SO2，同时可以有效消除烟气中的HF、HCl、粉尘等物质。在第二阶段，为了满足不同负荷的需要，通过添加石灰石来提高脱硫过程的效率，这一阶段可以有效地吸收SO2。

2燃煤电厂除尘器介绍

2.1静电除尘器

静电除尘器在电厂中具有良好的应用效果。当烟气电离时，该装置对烟气中受电场力影响的灰尘或颗粒进行充电，使这些杂质向一定方向移动，从而将杂质集中在除尘器中，便于清除。具体工作过程是:首先进行电晕放电，然后对烟气中的杂质进行充电，然后进行迁移和捕集，最后完成去除工作。

然而，该装置在其运行中也受到各种因素的影响，包括气体湿度、颗粒比电阻、气体流速、颗粒浓度和烟气温度。运行过程中，颗粒的比电阻应在104 ~ 1011ω·cm之间。对于本项目，理论上可以达到静电除尘器的排放标准，通过增加集尘面积和降低气流速度(如双室)可以提高除尘器的效率。使用静电除尘器的优点是厂家多，操作经验丰富，容易操作。

2.2袋式过滤器

随着科学技术的发展，滤布材料得到了不断的改进，其耐磨性得到了提高，同时也具有了更高的强度，同时还能适应强腐蚀和高温环境。因此，袋式过滤器也得到了发展，通过这种过滤器排放的烟雾浓度可以有效降低，通常在10毫克/立方米至50毫克/立方米之间，根据具体情况甚至可以更低。因此其除尘效果相当理想，使用时效率达99.99%以上。采用袋式除尘器的优点是除尘效率高，容易达到排放标准，缺点是运行成本相对较高，使用时间短，缺乏经验。袋式除尘器以前在国内电力行业的应用失败与材料有关，也与运行管理经验不足和控制水平低有很大关系。然而，随着国家标准的提高和除尘器控制技术的发展，袋式除尘器的安全性得到了很大的提高。

2.3电袋复合除尘器

电袋除尘技术最早是在1970年以后发展起来的。为了满足政府日益严格的烟尘排放控制要求，美国电厂采取了各种措施来提高静电除尘器的性能。措施之一是采用COHPAC(紧凑型混合颗粒收集器的简称)系统，具体结构相对简单，主要是在静电除尘器的基础上增加袋式除尘器。在除尘过程中，处理过程中不能有效消除的粉尘由袋式除尘器收集，以提高排放质量。当时这项技术主要用于电除尘器的改造。近年来，电袋除尘技术在我国逐渐得到应用，主要用于200MW以下循环流化床机组和电除尘器的改造。将上述两种除尘器结合起来，形成一种电袋除尘器，可以结合两者的优点，提高除尘效果，同时可以有效简化零件，使结构更小。由于滤袋只收集残烟，不需要经常进行清灰操作，直接提高了滤袋的使用寿命，节约了运行成本。

3火电厂脱硫除尘一体化技术分析

一种新的脱硫除尘组合技术，即吸收塔内特殊装置和喷淋系统的组合，可以有效地去除烟气中的SO2和烟尘。其中有代表性的技术有旋流-沉降耦合脱硫+管束除尘器、高效沸腾塔盘+高效除雾器技术、单塔双循环(双区)+高效除雾器技术，可以实现高效脱硫，同时可以保证脱硫系统出口排放在入口粉尘浓度不高于30 mg/nm的情况下，能够满足≤ 5 mg/nm的排放要求。

3.1旋风-沉降耦合脱硫+管束除尘器

烟气中SO2的去除需要在除尘器中进行两次。在第一次脱硫中，烟气将通过系统中的旋风耦合装置，与塔内的浆液形成湍流空间，从而有效提高空间内的固、液、气传输速率。二次脱硫时烟气分布均匀，喷淋系统采用快速冷却脱硫。这两次脱硫完成后，烟气被输送到除尘除雾装置，然后烟气中的粉尘和水雾被收集并通过离心力去除。当进入系统前烟气浓度小于等于30 mg/nm时，最终排放可小于等于5 mg/nm。该技术已成功应用于山西大唐国际云冈热电有限公司二期3号机组、重庆神华神东发电万州电厂1号机组、内蒙古大唐国际托托发电有限责任公司

3.2高效沸腾塔盘塔(两相整流器)+高效除雾器技术

烟气通过单盘、双盘和异形穿孔盘装置或两相整流装置，可使塔内流场均匀分布，降低烟气流速，增加烟气在塔内停留时间，同时在形成沸腾液面时，可通过液膜去除细小粉尘，完成一次脱硫除尘；烟气通过高效喷淋层，通过预装主喷淋管和支管提高喷淋精度，通过高性能喷嘴使浆液尺寸减小30%，增加浆液覆盖面积，通过增加效率环减少烟气逸出，实现SO2的深度脱除和粉尘的二次脱除。烟气经过高性能除雾器，减少出口液滴和固体携带，保证粉尘超低排放标准。当进入系统前烟气浓度小于等于30 mg/nm时，最终排放可小于等于5 mg/nm。托盘技术是凯蒂公司从美国巴威公司引进的，通过技术改进，实现了单塔脱硫除尘的联合处理。市场应用广泛，包括华能上安电厂1×600MW机组、华能长兴电厂2×660MW工程、华能玉环电厂1×1000MW机组、神华国华宁夏鸳鸯湖电厂2×660MW技改工程、华能瀚峰2×600MW电厂等。

3.3单塔双循环+高效除雾器技术

通常脱硫塔内的浆液池可以分区，也可以在脱硫塔外加入浆液，实现单塔双循环脱硫。事实上，双循环系统在烟气进入后吸收并氧化SO2。双循环中的喷淋层和循环浆池都是独立的系统，在实际运行中，它们会根据相应的功能和参数实现独立的循环。

为了降低排放浓度，脱硫后进行两级除雾处理。当进入系统前烟气浓度小于等于30 mg/nm时，最终排放可小于等于5 mg/nm。目前已应用于华能罗源2×660MW机组、华能安源2×660MW机组、大唐马头9号机组脱硫EPC等项目。

4结论

当前社会需要发展经济和保护环境，这使得燃煤电厂的烟气排放处理更加困难。为了满足市场需求，必须采用经济环保的手段，采用先进的脱硫除尘技术降低烟气排放浓度，既保证了燃煤电厂的经济收入，又有效保护了环境。

参考文献

[1]张凡 . 燃煤电厂颗粒物控制的必要性与达标分析 [J]. 环境保护 ,2012(9):29-30.

[2]周菊华 . 火电厂燃煤机组脱硫脱硝技术 [M]. 北京 : 中国电力出版社 ,2012.

[3]燃煤电厂锅炉超净排放技术改造探讨 [J]. 华东电力 ,2014,42(10):2219-2221.

[4]袁瑞龙 , 孙琛 , 肖爱萍 . 托盘技术应用于湿法烟气脱硫的现状与展望 [J]. 广州化工 ,2016,44(19):39-41.

[5]庄敏 . 某 600MW 燃煤机组超低排放改造技术及应用效果 [J]. 江苏电机工程 ,2015,34(3):78-80.