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以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路
点击次数:1530 更新时间:2017-09-06

烟气污染物协同治理系统是在充分考虑燃煤电厂现有烟气污染物脱除设备性能(或进行适当的升级和改造)的基础上,引入“协同治理”的理念建立的,具体表现为综合考虑脱硝系统、除尘系统和脱硫装置之间的协同关系,在每个装置脱除其主要目标污染物的同时能协同脱除其它污染物,或为其它设备脱除污染物创造条件。

低低温电除尘

烟气超低排放协同治理典型技术路线包括:以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线和以湿式电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线。

本期我们将介绍“以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线”。

一、技术路线介绍

以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理典型技术路线为:脱硝装置(SCR)→热回收器(WHR)→低低温电除尘器(低低温ESP)→石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置(WFGD)→湿式电除尘器(WESP,可选择安装)→再加热器(FGR,可选择安装)。

当燃煤电厂污染物需达到超低排放的要求时,可采用以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线,如图1所示。

当烟尘排放限值为5mg/m3,且不设置WESP时,低低温电除尘器出口烟尘浓度宜小于20mg/m3,湿法脱硫装置的除尘效率应不低于70%。

当烟尘排放限值为10mg/m3,且不设置WESP时,低低温电除尘器出口烟尘浓度宜小于30mg/m3,湿法脱硫装置的除尘效率应不低于70%。

低低温电除尘

图1线图

注:

当不设置再加热器(FGR)时,热回收器处的换热量按上图①所示回收至汽机回热系统;

当设置再加热器(FGR)时,热回收器处的换热量按上图②所示至再加热器(FGR)。

1.关键设备主要功能

(1)脱硝装置(SCR)

主要功能是实现NOx的脱除,若通过在脱硝系统中加装汞氧化催化剂,可提高元素态汞的氧化效率,有利于在其后的除尘设备和脱硫设备中对汞进行脱除。

(2)热回收器(WHR)

主要功能是使烟气温度降低至酸露点以下,一般为90℃左右。此时,绝大部分SO3在烟气降温过程中凝结。由于烟气尚未进入电除尘器,所以烟尘浓度高,比表面积大,冷凝的SO3可以得到充分的吸附,下游设备一般不会发生低温腐蚀现象,同时实现余热利用或加热烟囱前的净烟气。

(3)低低温电除尘器(低低温ESP)

主要功能是实现烟尘的脱除,同时实现SO3的协同脱除。当烟气经过热回收器时,烟气温度降低至酸露点以下,SO3冷凝成硫酸雾,并吸附在粉尘表面,使粉尘性质发生了很大变化,不仅使粉尘比电阻降低,而且提升了击穿电压、降低烟气流量,从而提高除尘效率。

低低温电除尘器在除尘的基础上对SO3的脱除率一般不小于80%,zui高可达95%。而且低低温电除尘器的出口粉尘粒径会增大,可大幅提高湿法脱硫装置协同除尘效果。

(4)湿法烟气脱硫装置(WFGD)

主要功能是实现SO2的脱除,同时实现烟尘、SO3等的协同脱除。

采用单塔或组合式分区吸收技术,改变气液传质平衡条件,优化浆液pH值、浆液雾化粒径、钙硫比、液气比等参数,优化塔内烟气流场,改善喷淋层设计,提高除雾器性能等提高脱硫效率。

低低温电除尘器的出口粉尘粒径增大,WFGD出口的液滴中含有石膏等固体颗粒,要达到颗粒物的超低排放,WFGD的除尘效率可≥70%,提高其协同除尘效率的措施有:

1)较好的气流分布;

2)采用合适的吸收塔流速;

3)优化喷淋层设计;

4)采用高性能的除雾器,除雾器出口液滴浓度为20mg/m3~40mg/m3;

5)采用合适的液气比。

(5)湿式电除尘器(WESP)(可选)

(6)烟气再热器(FGR)

主要功能是将50℃左右的烟气加热至80℃左右,改善烟囱运行条件,同时还可避免烟囱冒白烟的现象,并提高外排污染物的扩散性,具体工程可根据环境影响评价文件或经济性比较后选择性安装。

2.污染物协同脱除

脱硝、除尘和脱硫设施在脱除其自身污染物的同时,对其他污染物均有一定的协同脱除作用。各个设备处理的污染物协同脱除如表1所示,典型污染物治理技术间的协同脱除作用如表2所示。

表1各污染物协同脱除

低低温电除尘

表2典型污染物治理技术间的协同脱除作用

低低温电除尘

3.技术优势

(1)该技术路线理念先进,现实可行;

(2)利用原有设备进行改造集成,初投资、运行成本增幅较小;

(3)不会造成新的二次污染及能源消耗转移;

(4)具有良好的技术适应性,可应用于新建或改造机组;

(5)不同模块间具有良好的集成性能,可根据不同排放要求进行有效组合。

二、可达到的性能指标

该技术路线可达到的性能指标如下:

(1)湿法脱硫系统的协同除尘效率≥70%,烟尘排放可达到10mg/m3甚至5mg/m3以下;

(2)SO2排放≤35mg/m3;

(3)NOX排放≤50mg/m3;

(4)SO3的脱除率≥80%,zui高可达95%以上。

三、适用条件

该技术路线的适用条件如下:

(1)灰硫比大于100;(关于灰硫比的计算在本专栏第三期时已介绍过)

(2)中、低硫且灰分较低的煤种;

(3)低低温ESP出口烟尘浓度<15mg/m3时,电场数量一般应≥5个;除尘难易性为容易或较容易的煤种,ESP所需比集尘面积(SCA)一般应≥130m2/(m3/s);除尘难易性为一般的煤种,ESP所需SCA一般应≥140m2/(m3/s)。

对于灰硫比过大或燃煤中含硫量较高或飞灰中碱性氧化物(主要为Na2O)含量较高的煤种,烟尘性质改善幅度相对减小,对低低温电除尘器提效幅度有一定影响。

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