超低排放進一步促進煤電綠色發展
《火(huo)電(dian)廠(chang)大(da)氣污染(ran)物(wu)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)標(biao)準(zhun)》(GB13223-2011)進一(yi)步加嚴了燃煤電(dian)廠(chang)大(da)氣污染(ran)物(wu)的(de)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)限值,其(qi)中(zhong)重點控制地(di)區,要求煙(yan)(yan)塵(chen)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)限值20mg/m3。由于環境容量有限等原(yuan)因(yin),江蘇省(sheng)、浙江省(sheng)、山(shan)西省(sheng)、廣(guang)州(zhou)市等地(di)已(yi)出(chu)臺相關政策,要求燃煤電(dian)廠(chang)參考燃氣輪機組污染(ran)物(wu)排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)標(biao)準(zhun)限值,即在基準(zhun)氧(yang)含量6%條(tiao)件下,煙(yan)(yan)塵(chen)、SO2、NOx排(pai)(pai)放(fang)(fang)(fang)濃度(du)分(fen)別(bie)不高于5mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。
國家(jia)發改委、環(huan)境保護部和(he)國家(jia)能源(yuan)局(ju)3部委于(yu)2014年(nian)9月聯合發布(bu)了(le)《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014~2020年(nian))》,要求東部地區新建(jian)燃(ran)煤機(ji)組(zu)(zu)排放(fang)(fang)基(ji)本達到(dao)燃(ran)氣輪機(ji)組(zu)(zu)污染物排放(fang)(fang)限值,即(ji)基(ji)準(zhun)氧含量6%條件下,煙塵、SO2、NOx排放(fang)(fang)濃度(du)分別不高于(yu)10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3,對(dui)中部和(he)西(xi)部地區也提出了(le)要求。
達(da)到上述兩(liang)種排放(fang)限值,業內稱(cheng)其為(wei)(wei)“超(chao)低(di)排放(fang)”。隨著“超(chao)低(di)排放(fang)”的(de)呼聲日益高漲,對實現“超(chao)低(di)排放(fang)”技(ji)(ji)術的(de)關注(zhu)度也越(yue)來越(yue)高。實踐證明,通過采用以(yi)低(di)低(di)溫(wen)電(dian)除塵技(ji)(ji)術為(wei)(wei)核(he)心(xin)的(de)煙氣協(xie)同控制技(ji)(ji)術路(lu)線或濕式電(dian)除塵技(ji)(ji)術路(lu)線,可使燃(ran)煤(mei)污染物排放(fang)濃(nong)度達(da)到或接(jie)近(jin)燃(ran)機(ji)標準,即(ji)滿足(zu)“超(chao)低(di)排放(fang)”要求。
2013年以(yi)來,國內(nei)已有多套燃(ran)煤(mei)電廠(chang)煙氣“超低(di)排放”機組投(tou)運(yun),為(wei)(wei)燃(ran)煤(mei)電廠(chang)污染物控(kong)制提供(gong)了重要參考(kao)。有理由相信,“超低(di)排放”技(ji)術的(de)廣泛應用將進一步提高我國以(yi)煤(mei)炭(tan)為(wei)(wei)主的(de)能源結(jie)構的(de)清潔化水平,同時也為(wei)(wei)煤(mei)電綠色(se)發(fa)展提供(gong)一種(zhong)新方向(xiang)。
“超低排放”的路線(xian)選擇
國(guo)內企業技術儲備充(chong)足,協同控(kong)制和末端治理(li)兩條路線可供選擇
被稱(cheng)為(wei)“史(shi)上最(zui)嚴”的《火電(dian)廠大氣污染物排放標(biao)準》(GB13223-2011)已開(kai)始(shi)執行,但我(wo)國大氣污染形勢依然(ran)嚴峻。由于我(wo)國“富煤、缺(que)油、少氣”的能(neng)源結構(gou),在未來相當長時期內,以(yi)煤為(wei)主的能(neng)源供應格局不(bu)會發(fa)生(sheng)根本性改變。隨著經濟高(gao)速(su)發(fa)展以(yi)及人民生(sheng)活水平的不(bu)斷(duan)提(ti)高(gao),火電(dian)裝機容(rong)量(liang)仍(reng)將不(bu)斷(duan)增長。
據電(dian)力規劃(hua)設計總(zong)院預測,到2020年,全(quan)國火電(dian)裝機容量將達12.2億千瓦(wa),新增(zeng)裝機容量約3億千瓦(wa)。燃(ran)煤發電(dian)雖已是我(wo)國煤資源利用之(zhi)“最清潔”方式(shi),但因(yin)其基數(shu)大(da)(da),仍(reng)是我(wo)國大(da)(da)氣污(wu)染的(de)主要(yao)(yao)排(pai)放(fang)源之(zhi)一,正面臨越來越嚴峻的(de)環境壓力。加(jia)之(zhi)環境容量有限(xian)等(deng)原因(yin),江蘇(su)、浙江、山(shan)西等(deng)地陸續出臺(tai)政策,明確“超(chao)低(di)排(pai)放(fang)”要(yao)(yao)求。
那么,哪些技術(shu)可以支持燃煤電廠實(shi)現“超(chao)低排放”?這(zhe)些技術(shu)的經(jing)濟性又如(ru)何?
目前,國(guo)內相(xiang)關環保企業(ye)通過自主研發、技術(shu)引進和(he)成立(li)合資公(gong)司(si)的方式,掌握了(le)低(di)低(di)溫和(he)濕式電(dian)除塵(chen)的核心技術(shu),電(dian)除塵(chen)用高壓供電(dian)及控制技術(shu)也得到了(le)長足進步,推廣應用已取得重大突破(po)。
針對(dui)國內(nei)燃(ran)煤電(dian)廠(chang)80%以(yi)(yi)上的除塵(chen)設(she)備為電(dian)除塵(chen)器這一(yi)現(xian)狀,同(tong)時借鑒發達國家的經驗,國內(nei)企業(ye)總(zong)結出(chu)實現(xian)“超低(di)(di)(di)排放(fang)”的兩(liang)條技(ji)術路線(xian),即以(yi)(yi)低(di)(di)(di)低(di)(di)(di)溫電(dian)除塵(chen)技(ji)術為核心(xin)的煙氣協同(tong)控(kong)制(zhi)技(ji)術路線(xian)和著眼(yan)末端治理(li)的濕式(shi)電(dian)除塵(chen)技(ji)術路線(xian)。
路線一:協同控制:以低(di)低(di)溫電除(chu)塵技術(shu)為核心
煙氣污染(ran)(ran)物協(xie)同控制系統(tong)是在充分考慮(lv)燃煤電廠現有煙氣污染(ran)(ran)物脫(tuo)除(chu)(chu)設備性能(或(huo)進行適當升級和(he)改造)的基礎(chu)上,引入“協(xie)同控制”理念建(jian)立的,具(ju)體表現為(wei)綜(zong)合考慮(lv)脫(tuo)硝系統(tong)、除(chu)(chu)塵系統(tong)和(he)脫(tuo)硫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)之(zhi)間的協(xie)同關系,在每個裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)脫(tuo)除(chu)(chu)其(qi)主要目標污染(ran)(ran)物的同時,協(xie)同脫(tuo)除(chu)(chu)其(qi)他污染(ran)(ran)物或(huo)為(wei)下游裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)脫(tuo)除(chu)(chu)污染(ran)(ran)物創造有利條件(jian)。
煙(yan)氣(qi)協(xie)同控制典型技(ji)術路線為:煙(yan)氣(qi)脫硝裝置(SCR)→熱回收(shou)器(qi)(FGC)→低(di)低(di)溫電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)→具有(you)高脫硫、除(chu)(chu)塵(chen)(chen)效率的石灰石-石膏濕法煙(yan)氣(qi)脫硫裝置(WFGD)→濕式(shi)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器(qi)(WESP,可(ke)選擇安裝)→煙(yan)氣(qi)再熱器(qi)(FGR,可(ke)選擇安裝)。
各設(she)備處理的污染物協(xie)同脫除要素如表1所示(shi)。
典型污染(ran)物治理(li)技術間的協同脫(tuo)除(chu)作(zuo)用(yong)如(ru)表2所(suo)示。
綜合分(fen)析看(kan)來,以低低溫電(dian)除(chu)塵(chen)技術(shu)為(wei)核心的(de)(de)煙氣協同控制技術(shu)路(lu)線(xian)可(ke)充分(fen)利用(yong)原有設備進行(xing)改造集成(cheng),投資、運行(xing)成(cheng)本增(zeng)幅較小(xiao),還(huan)不會造成(cheng)新的(de)(de)二次污染(ran)及能源消耗轉移。這一技術(shu)路(lu)線(xian)具有良好(hao)的(de)(de)技術(shu)適應性,可(ke)應用(yong)于新建或改造機(ji)組(zu),而且(qie)不同模塊間具有良好(hao)的(de)(de)集成(cheng)性能,可(ke)根據不同排放要求進行(xing)有效組(zu)合。
若采用煙(yan)(yan)氣協同控(kong)制技術路線,當(dang)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)排(pai)放限值為(wei)5mg/m3時,低低溫(wen)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)出口煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)度宜小(xiao)于20mg/m3,一般應(ying)(ying)小(xiao)于15mg/m3,高效脫硫(liu)、除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)的濕法(fa)脫硫(liu)裝置的除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)效率應(ying)(ying)不低于70%。當(dang)煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)排(pai)放限值為(wei)10mg/m3時,低低溫(wen)電除(chu)(chu)塵(chen)(chen)(chen)器(qi)出口煙(yan)(yan)塵(chen)(chen)(chen)濃(nong)度宜小(xiao)于30mg/m3,如(ru)圖1所示。
當(dang)然,對于(yu)“協同(tong)控制”概念還可進(jin)(jin)一步擴大到主機(ji)(ji)范圍,包(bao)括鍋爐、汽機(ji)(ji)和(he)發(fa)電機(ji)(ji)。把(ba)改(gai)(gai)進(jin)(jin)主機(ji)(ji)和(he)完善環保(bao)設施(shi)作為(wei)一個(ge)整體,把(ba)減少污染和(he)治理污染相結合,協同(tong)實現節能減排(pai)(pai)。如改(gai)(gai)造鍋爐燃(ran)燒(shao)系統,實現低氮燃(ran)燒(shao),控制NOx排(pai)(pai)放;改(gai)(gai)進(jin)(jin)汽輪機(ji)(ji)通(tong)流(liu)設計,減少蒸(zheng)氣消(xiao)耗;改(gai)(gai)進(jin)(jin)舊冷卻(que)設施(shi),更換為(wei)新(xin)型高(gao)效大容量冷卻(que)設備(bei);改(gai)(gai)進(jin)(jin)和(he)優化發(fa)電機(ji)(ji)通(tong)風系統,提(ti)高(gao)出力等。
設備功能及低(di)溫腐蝕、二次揚(yang)塵(chen)問(wen)題(ti)的解決(jue)
脫(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)裝置(SCR)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)功能是實(shi)現NOx的(de)(de)(de)(de)高(gao)效脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu),同時實(shi)現較高(gao)的(de)(de)(de)(de)汞(gong)(gong)氧化(hua)(hua)率(lv)和(he)較低的(de)(de)(de)(de)SO3的(de)(de)(de)(de)生(sheng)成(cheng)率(lv)。通過(guo)在脫(tuo)(tuo)(tuo)硝(xiao)系統中加裝高(gao)效汞(gong)(gong)氧化(hua)(hua)催化(hua)(hua)劑,提高(gao)元素態汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)效率(lv),有(you)利于(yu)在其后(hou)的(de)(de)(de)(de)除(chu)塵設(she)備(bei)和(he)脫(tuo)(tuo)(tuo)硫設(she)備(bei)中對汞(gong)(gong)進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)除(chu)。同時降低SO2向SO3的(de)(de)(de)(de)轉化(hua)(hua)率(lv),減少SO3的(de)(de)(de)(de)生(sheng)成(cheng),SO2向SO3的(de)(de)(de)(de)轉化(hua)(hua)率(lv)一(yi)般不大于(yu)1%。
熱(re)回收器(FGC)的(de)主要功能是(shi)使煙(yan)(yan)氣(qi)溫度(du)降低至酸露點(dian)以下,一(yi)般為90℃左右。此時(shi),絕大部分(fen)SO3在(zai)煙(yan)(yan)氣(qi)降溫過程中凝結。由于(yu)煙(yan)(yan)氣(qi)尚(shang)未進入電除塵(chen)器,所以煙(yan)(yan)塵(chen)濃度(du)很(hen)高,比表面積很(hen)大,冷凝的(de)SO3可以得到充分(fen)的(de)吸附,下游設備一(yi)般不會發(fa)生低溫腐(fu)蝕現象,同時(shi)實現余熱(re)利用(yong)或加熱(re)濕法脫硫裝置(zhi)后的(de)凈煙(yan)(yan)氣(qi)。
低低溫(wen)(wen)電除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(低低溫(wen)(wen)ESP)的主(zhu)要功能是實現煙塵(chen)的高效脫除(chu)(chu)(chu)(chu),同時(shi)實現SO3的協同脫除(chu)(chu)(chu)(chu),其(qi)脫除(chu)(chu)(chu)(chu)率一般(ban)不小于80%,而(er)且低低溫(wen)(wen)電除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi)出口粉(fen)塵(chen)平均粒(li)徑明(ming)顯高于低溫(wen)(wen)電除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)器(qi),可大幅提高濕法(fa)脫硫裝置協同除(chu)(chu)(chu)(chu)塵(chen)效率。
低低溫電除塵(chen)器之所以能夠提高除塵(chen)效率,主要(yao)原因包括以下幾(ji)個方面:
首(shou)先,粉(fen)塵(chen)比電(dian)阻下降。低低溫電(dian)除(chu)塵(chen)器將煙氣(qi)溫度降至酸露點以下,煙氣(qi)中大部分SO3冷(leng)凝成硫酸霧,并吸(xi)附在粉(fen)塵(chen)表面,使粉(fen)塵(chen)性質發(fa)生了很大變化,比電(dian)阻大幅下降,避免反電(dian)暈現象,從而提高除(chu)塵(chen)效率(lv)。
其次,擊(ji)穿電(dian)壓(ya)上(shang)升。進入電(dian)除塵器(qi)的煙氣溫度降低,使電(dian)場擊(ji)穿電(dian)壓(ya)上(shang)升,從而提高除塵效率。在實際應用中,由于有效地避免了反電(dian)暈,運行電(dian)壓(ya)有更大的上(shang)升幅(fu)度。
再次(ci),煙(yan)氣流(liu)量減小(xiao)。由于進入電除(chu)(chu)塵器(qi)的(de)煙(yan)氣溫度(du)降(jiang)(jiang)低,煙(yan)氣流(liu)量下降(jiang)(jiang),電除(chu)(chu)塵器(qi)電場流(liu)速(su)降(jiang)(jiang)低,增加(jia)了粉(fen)塵在(zai)電場的(de)停留(liu)時間,同時比集塵面(mian)積(ji)增大,從(cong)而(er)提高除(chu)(chu)塵效率(lv)。
在煙(yan)氣協同控制(zhi)技術路線中,低(di)(di)低(di)(di)溫(wen)電(dian)除(chu)塵器(qi)的出口粉塵粒徑(jing)會增大(da),常(chang)規電(dian)除(chu)塵器(qi)出口煙(yan)塵平均(jun)粒徑(jing)一般為(wei)1μm~2.5μm,而低(di)(di)低(di)(di)溫(wen)電(dian)除(chu)塵器(qi)出口粉塵平均(jun)粒徑(jing)大(da)于3μm,明顯高(gao)于常(chang)規電(dian)除(chu)塵器(qi)。當采用低(di)(di)低(di)(di)溫(wen)電(dian)除(chu)塵器(qi)時,脫(tuo)硫(liu)出口煙(yan)塵濃度明顯降低(di)(di),可有效(xiao)提高(gao)濕法脫(tuo)硫(liu)系(xi)統協同除(chu)塵效(xiao)果。
目前低(di)(di)(di)(di)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)技術最受關注的是(shi)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)二次揚塵(chen)(chen)等問題。灰(hui)硫(liu)比(D/S),即粉塵(chen)(chen)濃(nong)度(du)(mg/m3)與SO3濃(nong)度(du)(mg/m3)之比,是(shi)評價(jia)(jia)設備是(shi)否腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的度(du)量(liang)尺度(du)。三菱重工實際應用的低(di)(di)(di)(di)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器灰(hui)硫(liu)比一般(ban)(ban)遠大(da)于100,已經交付(fu)的燃煤(mei)(mei)電(dian)廠(chang)低(di)(di)(di)(di)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器都沒有低(di)(di)(di)(di)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)問題。美國南方電(dian)力公司也(ye)通過(guo)灰(hui)硫(liu)比來(lai)評價(jia)(jia)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)程度(du),試(shi)驗研(yan)究(jiu)顯示,當含硫(liu)量(liang)為2.5%時,灰(hui)硫(liu)比在(zai)50~100可(ke)避免(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。通過(guo)分(fen)析,當灰(hui)硫(liu)比大(da)于100時,一般(ban)(ban)不(bu)存在(zai)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)風險(xian)。結(jie)合(he)國內典型(xing)煤(mei)(mei)種和(he)部分(fen)燃煤(mei)(mei)電(dian)廠(chang)灰(hui)硫(liu)比計算(suan)結(jie)果,低(di)(di)(di)(di)低(di)(di)(di)(di)溫(wen)電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)(chen)器對(dui)我(wo)國煤(mei)(mei)種的適(shi)
應性(xing)較好。
煙氣溫度降(jiang)(jiang)低,粉(fen)塵(chen)比(bi)電(dian)阻下降(jiang)(jiang),粉(fen)塵(chen)與陽極板靜電(dian)粘附力(li)有所降(jiang)(jiang)低,二(er)次(ci)揚(yang)塵(chen)會有所增(zeng)加(jia),需采(cai)取相(xiang)應(ying)措(cuo)施。主要有適當增(zeng)加(jia)電(dian)除(chu)塵(chen)器容量、采(cai)用(yong)旋(xuan)轉電(dian)極式電(dian)除(chu)塵(chen)技術或離線振(zhen)打技術。在(zai)采(cai)取上述(shu)兩(liang)種措(cuo)施之一(yi)(yi)的同(tong)(tong)時(shi),還(huan)應(ying)設(she)置合理的振(zhen)打周期:如(ru)末(mo)(mo)(mo)電(dian)場不(bu)(bu)產生(sheng)反(fan)電(dian)暈時(shi)無需振(zhen)打,陽極板積灰厚度1mm~2mm振(zhen)打一(yi)(yi)次(ci),其(qi)(qi)時(shi)間一(yi)(yi)般在(zai)12小時(shi)以上;設(she)置合理的振(zhen)打制度:如(ru)末(mo)(mo)(mo)電(dian)場各室不(bu)(bu)同(tong)(tong)時(shi)振(zhen)打,最后兩(liang)個電(dian)場不(bu)(bu)同(tong)(tong)時(shi)振(zhen)打,末(mo)(mo)(mo)電(dian)場陰、陽極不(bu)(bu)同(tong)(tong)時(shi)振(zhen)打等;其(qi)(qi)他輔助方法:出(chu)口封(feng)頭內設(she)置槽形板,使部分逃逸或二(er)次(ci)飛(fei)揚(yang)的粉(fen)塵(chen)進行再次(ci)捕集等。
低低溫電除塵(chen)技術可大幅提高除塵(chen)效(xiao)(xiao)率(lv),并具節能(neng)效(xiao)(xiao)果(guo),對SO3去除率(lv)一般不小于80%,是SO3去除率(lv)最高的煙(yan)氣處理(li)設備,可作為環保型燃(ran)煤(mei)電廠的首選除塵(chen)工(gong)藝。
高(gao)脫(tuo)硫(liu)(liu)、除塵效(xiao)率(lv)的濕法煙氣(qi)脫(tuo)硫(liu)(liu)裝置(zhi)(WFGD)的主要功(gong)能是(shi)實現(xian)SO2的高(gao)效(xiao)脫(tuo)除,同時實現(xian)煙塵、SO3的協同脫(tuo)除。
采用單塔或組(zu)合式分區吸收技(ji)術(shu),改(gai)變氣液傳(chuan)質平衡條件,優化漿(jiang)液pH值、漿(jiang)液霧(wu)化粒徑(jing)、氧硫(liu)比、液氣比等(deng)(deng)參(can)數,優化塔內煙(yan)氣流場,改(gai)善噴淋層設計,提(ti)高(gao)除霧(wu)器性能等(deng)(deng)提(ti)高(gao)脫硫(liu)效率。
WFGD出口(kou)的(de)液滴中(zhong)含有石膏顆(ke)粒(li)等固體(ti)顆(ke)粒(li),要達到顆(ke)粒(li)物的(de)超低排放,提高其協同(tong)除(chu)塵效率的(de)措施主要包括(kuo)優化(hua)氣(qi)流(liu)分布、采用(yong)合(he)適(shi)的(de)吸收塔流(liu)速、優化(hua)噴淋層設計和采用(yong)高性能(neng)的(de)除(chu)霧器,除(chu)霧器出口(kou)液滴濃度為20mg/m3~40mg/m3。
石(shi)(shi)膏漿(jiang)液(ye)(ye)(ye)(ye)為(wei)(wei)懸浮(fu)漿(jiang)液(ye)(ye)(ye)(ye)。有研(yan)究表(biao)明,石(shi)(shi)膏漿(jiang)液(ye)(ye)(ye)(ye)中26.5μm以下直徑的(de)(de)(de)(de)顆粒(li)(li)占總粒(li)(li)徑的(de)(de)(de)(de)重(zhong)量(liang)比小于37.57%,而一般屋(wu)脊式除(chu)(chu)霧(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)極(ji)限(xian)粒(li)(li)徑為(wei)(wei)22μm~24μm左(zuo)右,超(chao)過(guo)極(ji)限(xian)粒(li)(li)徑的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴全(quan)部被除(chu)(chu)霧(wu)(wu)(wu)器(qi)捕獲。吸收塔(ta)內(nei)石(shi)(shi)膏漿(jiang)液(ye)(ye)(ye)(ye)含(han)固(gu)量(liang)通(tong)常為(wei)(wei)20%,假(jia)設小粒(li)(li)徑段顆粒(li)(li)在漿(jiang)液(ye)(ye)(ye)(ye)中均勻分布(bu),即(ji)大(da)、小液(ye)(ye)(ye)(ye)滴中小粒(li)(li)徑段顆粒(li)(li)的(de)(de)(de)(de)濃度相等(deng),通(tong)過(guo)除(chu)(chu)霧(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)小液(ye)(ye)(ye)(ye)滴中只能含(han)有小粒(li)(li)徑段的(de)(de)(de)(de)石(shi)(shi)膏顆粒(li)(li),則通(tong)過(guo)除(chu)(chu)霧(wu)(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴含(han)固(gu)量(liang)理論值應(ying)為(wei)(wei)20%×37.35%=7.5%,而并非國(guo)內(nei)業界一直認為(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)除(chu)(chu)霧(wu)(wu)(wu)器(qi)出口霧(wu)(wu)(wu)滴含(han)固(gu)量(liang)等(deng)同(tong)于塔(ta)內(nei)石(shi)(shi)膏含(han)固(gu)量(liang)。當除(chu)(chu)霧(wu)(wu)(wu)器(qi)廠家(jia)可保(bao)證脫(tuo)硫(liu)出口液(ye)(ye)(ye)(ye)滴濃度分別小于75mg/m3、40mg/m3、20mg/m3時,霧(wu)(wu)(wu)滴對(dui)煙塵(chen)貢獻(xian)分別僅(jin)為(wei)(wei)5.6mg/m3、3mg/m3、1.5mg/m3。
日(ri)本燃(ran)煤電廠的工程應用經驗表明(ming),煙(yan)氣協同(tong)控制技術(shu)路線中(zhong),濕(shi)法脫硫(liu)的綜(zong)合除塵效(xiao)率(lv)可達(da)70%~90%,雖然目前國內(nei)還缺少(shao)工程應用、測試及運行(xing)等(deng)相關(guan)經驗,相關(guan)數據不夠理想(xiang),但(dan)我們(men)有理由(you)相信濕(shi)法脫硫(liu)的綜(zong)合除塵效(xiao)率(lv)大于70%在(zai)技術(shu)上是可行(xing)的。
煙(yan)氣(qi)再熱器(FGR)的(de)主要功能是將(jiang)50℃左右的(de)濕煙(yan)氣(qi)加熱至80℃左右的(de)干煙(yan)氣(qi),改善煙(yan)囪運行條件,同時還可避免煙(yan)囪冒(mao)白煙(yan)的(de)現象,具(ju)體工程可根(gen)據環境評(ping)估報告或(huo)經濟(ji)性比較后選擇性安裝(zhuang)。
路線二:末(mo)端治理:濕式電除塵來把關
濕式電除塵器(qi)(WESP)的主要功能是進一步實現(xian)煙(yan)氣(qi)污(wu)染物,包(bao)括微(wei)細顆粒(li)物(PM2.5、SO3酸霧等)的潔凈化處理,為燃煤煙(yan)氣(qi)復合污(wu)染物控制的精處理技(ji)術裝備。
WESP布(bu)置在濕法脫(tuo)硫設備后面,對(dui)PM2.5、SO3酸霧等(deng)都有較高的脫(tuo)除(chu)效率(lv)(lv)。一(yi)般來說(shuo),一(yi)個(ge)電(dian)場的WESP除(chu)塵(chen)(chen)效率(lv)(lv)和PM2.5去除(chu)率(lv)(lv)約為(wei)70%~80%,兩個(ge)電(dian)場的WESP除(chu)塵(chen)(chen)效率(lv)(lv)和PM2.5去除(chu)率(lv)(lv)不小(xiao)于(yu)80%。
WESP與干式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器的(de)(de)(de)除(chu)塵(chen)(chen)原理(li)基本(ben)相同,不(bu)同之(zhi)處在于WESP采用(yong)液(ye)體(ti)沖(chong)洗集(ji)塵(chen)(chen)極(ji)表面來進(jin)行清灰(hui)。這一技術能提供幾倍于干式電(dian)(dian)除(chu)塵(chen)(chen)器的(de)(de)(de)電(dian)(dian)暈功率,WESP還不(bu)受粉塵(chen)(chen)比電(dian)(dian)阻影(ying)響,可(ke)有(you)效捕(bu)集(ji)其他煙(yan)氣治理(li)設備(bei)捕(bu)集(ji)效率較低(di)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)物(如PM2.5等),還能捕(bu)集(ji)濕法(fa)脫硫系統產生的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)(ran)物,消除(chu)石(shi)膏(gao)雨,可(ke)達(da)到其他除(chu)塵(chen)(chen)設備(bei)難以(yi)達(da)到的(de)(de)(de)極(ji)低(di)的(de)(de)(de)煙(yan)塵(chen)(chen)排放限值(如<3mg/m3)。同時,設備(bei)的(de)(de)(de)本(ben)體(ti)結構(gou)小,占地面積小。
WESP需(xu)與(yu)干式電除塵器和(he)濕法脫硫系統配合使用,可應用于新建工程和(he)改造(zao)工程。
對(dui)于新建工程(cheng),當煙塵排(pai)放(fang)濃(nong)度要求(qiu)不(bu)大于5mg/m3,且采(cai)(cai)用低(di)低(di)溫電除塵器(qi)等技(ji)術及(ji)濕法脫硫設備協同(tong)除塵不(bu)能滿足要求(qiu)時,可(ke)采(cai)(cai)用WESP,以期(qi)達到超低(di)排(pai)放(fang)的目的。
對(dui)于改造工程,應優先改造除(chu)塵(chen)(chen)(chen)及濕法脫(tuo)硫(liu)設備(bei)(bei)。當除(chu)塵(chen)(chen)(chen)設備(bei)(bei)及濕法脫(tuo)硫(liu)設備(bei)(bei)改造難度(du)大或費用很高、煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)排(pai)放達不到標準要求,尤其是煙(yan)塵(chen)(chen)(chen)排(pai)放限(xian)值為10mg/m3或更(geng)低時,且場地允(yun)許,可采用WESP。
當(dang)煙塵(chen)排放限(xian)值(zhi)為5mg/m3時(shi)(shi),WESP入口煙塵(chen)濃度宜小于20mg/m3,如圖(tu)2所示。當(dang)煙塵(chen)排放限(xian)值(zhi)為10mg/m3時(shi)(shi),WESP入口煙塵(chen)濃度宜小于30mg/m3。另外,對(dui)燃用中、高硫煤(mei)機(ji)組,當(dang)考慮(lv)去除(chu)PM2.5、脫(tuo)除(chu)SO3、汞(gong)等時(shi)(shi),可采用WESP。
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國外(wai)超低排放(fang)經(jing)驗(yan)談(tan)
以(yi)低(di)低(di)溫電除塵(chen)技(ji)術(shu)為(wei)核心(xin)的(de)煙(yan)(yan)氣協同(tong)控制(zhi)技(ji)術(shu),在日(ri)(ri)本已有近(jin)20年的(de)應(ying)用(yong)歷史(shi),投(tou)運(yun)業績(ji)超過20個電廠,機組容(rong)量累計超15000MW,典型(xing)工程案例(li)如(ru)表所示(shi)。日(ri)(ri)本低(di)低(di)溫電除塵(chen)器出(chu)口煙(yan)(yan)塵(chen)濃度設計值(zhi)一般為(wei)30mg/m3,但實(shi)際運(yun)行均低(di)于(yu)此值(zhi),濕(shi)法脫硫(WFGD)的(de)綜合除塵(chen)效果達70%~90%,煙(yan)(yan)塵(chen)排放(fang)一般小于(yu)5mg/m3。
濕(shi)式(shi)電(dian)除(chu)塵(WESP)技(ji)術在(zai)美國、日本等(deng)電(dian)廠(chang)已有(you)近(jin)30年(nian)的應用(yong)歷史,對于燃煤(mei)電(dian)廠(chang),主(zhu)要作為(wei)(wei)(wei)煙氣(qi)污染物復合控(kong)制的精(jing)處理技(ji)術裝備。典(dian)型的燃煤(mei)電(dian)廠(chang)工程應用(yong)案例為(wei)(wei)(wei)日本中部(bu)電(dian)力碧南電(dian)廠(chang)1~3號700MW機(ji)(ji)組(zu)和4~5號1000MW機(ji)(ji)組(zu)。1~3號機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用(yong)的工藝路(lu)線為(wei)(wei)(wei):SCR+常規電(dian)除(chu)塵器(qi)+WFGD+WESP,4~5號機(ji)(ji)組(zu)采(cai)用(yong)的工藝路(lu)線為(wei)(wei)(wei):SCR+熱回(hui)收器(qi)+低(di)(di)低(di)(di)溫電(dian)除(chu)塵器(qi)(末電(dian)場(chang)(chang)采(cai)用(yong)移動(dong)電(dian)極技(ji)術)+WFGD+WESP+煙氣(qi)再熱器(qi)。1~3號機(ji)(ji)配套WESP為(wei)(wei)(wei)三菱重工產品(pin),電(dian)場(chang)(chang)數為(wei)(wei)(wei)2個(ge),4~5號機(ji)(ji)配套WESP為(wei)(wei)(wei)日立公司產品(pin),電(dian)場(chang)(chang)數為(wei)(wei)(wei)1個(ge)。投產至今(jin)運行情(qing)況(kuang)良好,煙塵排放濃(nong)度長期保(bao)持(chi)在(zai)2mg/m3~5mg/m3水(shui)平,在(zai)煤(mei)質較好情(qing)況(kuang)最低(di)(di)達到(dao)1mg/m3,運行20多年(nian)來,殼體和內(nei)件(jian)未發現(xian)腐蝕問題。

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