湿法脱硫超低排放应用关键技术
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火力发电厂应用脱硫超低排放技术的研究随着工业化进程的加速和能源消费的增加,火力发电厂成为了能源生产的重要组成部分。
火力发电厂排放的硫氧化物对环境和人类健康造成了严重的影响。
脱硫技术的研究和应用成为了当今火力发电厂环保治理的重要课题之一。
本文将对火力发电厂应用脱硫超低排放技术的研究进行探讨,以期为环保治理提供有益的参考。
一、脱硫技术的重要性火力发电厂燃煤产生的废气中含有大量的二氧化硫,而二氧化硫是造成酸雨的主要元凶之一,对环境和生态系统构成了巨大的危害。
酸雨的形成不仅损害了植被和水域生态环境,还对土壤、建筑物等造成了腐蚀,对人类的健康也造成了危害。
减少火力发电厂排放的二氧化硫,降低酸雨对环境的破坏,已成为了当务之急。
二、脱硫技术的常见手段1. 石膏湿法脱硫技术石膏湿法脱硫技术是目前应用最为广泛的一种脱硫方法,其工作原理是将烟气中的二氧化硫与石膏浆液进行接触反应,生成硫酸钙沉淀,从而达到脱硫的目的。
石膏湿法脱硫技术成本相对较低,操作稳定,脱硫效率高,但固体废弃物处理和石膏电解装置带来的二次污染问题亟待解决。
脱硫塔干法脱硫技术是近年来兴起的一种新型脱硫方法,其采用固体吸附剂吸附烟气中的二氧化硫,再进行再生利用,减少了废弃物处理的问题,具有一定的环保优势。
3. 其他脱硫技术还有选用高硫煤和低硫煤相结合的混煤燃烧技术、氧气燃烧技术等。
这些脱硫技术各有特点,可以根据不同的火力发电厂特点和需求进行灵活选择。
三、超低排放技术的研究与应用为了进一步减少火力发电厂对环境的影响,提高环境治理水平,超低排放技术应运而生。
超低排放技术是指将污染物排放量降至极低水平的技术,通常是指将二氧化硫排放量降至小于或等于35毫克/立方米的水平。
为实现这一目标,当前国内外广泛开展了超低排放技术的研究和应用,主要包括以下几个方面:1. 燃煤电厂脱硫技术的改进目前,针对火力发电厂脱硫技术的改进已成为环保治理的重要途径。
采用更高效的脱硫剂、优化脱硫设备结构、提高脱硫设备的操作稳定性等措施,可以显著提高脱硫效率,降低排放浓度,实现超低排放。
燃煤烟气污染物超低排放技术综述及排放效益分析关键词:超低排放超低排放技术超低排放改造针对燃煤电厂烟气中烟尘、SO2和NOx的超低排放要求,对现有常用除尘、脱硫、脱硝技术的原理、改造方法,以及改造后投运实例进行了综合探讨,分析了燃煤电厂烟气污染物超低排放改造后的经济效益及环境效益,以期提供参考。
关键词:燃煤烟气;超低排放;经济效益;环境效益1引言2016年入冬以来,全国各地雾霾天气持续不断,已经严重影响人们的日常生活和身心健康。
我国的能源消费结构以煤炭为主,这是造成我国环境空气污染和各类人群呼吸系统疾病频发的重要根源,无论是能源政策还是经济社会发展要求,其共同目的都是通过控制煤炭消费强度来减少大气污染物排放,改善区域环境质量。
煤电超低排放改造是现阶段发电用煤清洁利用的根本途径,超低排放技术可以进一步减少烟气污染物的排放总量,这是当前复杂形势下解决能源、环境与经济三者需求的最佳手段,也是破解一次能源结构性矛盾的必由之路[1]。
国务院有关部门要求燃煤机组在2020年前完成超低排放改造。
实行对燃煤电厂的超低排放技术改造刻不容缓,由此对超低排放技术改造的技术路线并结合改造案例进行综合介绍。
2超低排放的概念超低排放[2]是指燃煤火力发电机组烟气污染物排放浓度应当达到或者低于规定限值,即在基准氧含量为6%时,烟(粉)尘≤5mg/m3,二氧化硫≤35mg/m3,氮氧化物≤50mg/m3。
3超低排放改造的技术路线我国目前大量工业用电、居民用电,基本都靠燃煤电厂供给,因此选择合理的改造技术显得尤其重要。
对现有净化设备利用率高,改造工程量少的技术成为电厂的首选。
以下针对燃煤电厂常用的几种除尘、脱硝、脱硫设备的改造方式进行综合介绍。
3.1除尘技术目前燃煤电厂采取的除尘超低排放技术有:电除尘、电袋复合除尘、低低温电除尘、湿式电除尘以及最新的团聚除尘技术等。
3.1.1电除尘技术电除尘器[3]的工作原理是通过高压静电场的作用,对进入电除尘器主体结构前的烟道内烟气进行电离,使两极板(阴极和阳极)间产生大量的自由电子和正负离子,致使通过电场的烟(粉)尘颗粒与电离粒子结合形成荷电粒子,随后荷电粒子在电场力的作用下分别向异极电极板移动,荷电粒子沉积于极板表面,从而使得烟气中的尘粒与气体分离,达到净化烟气的目的。
水泥窑超低排放改造可行技术水泥窑是水泥生产过程中重要的设备之一,然而,其排放出的废气对环境和人类健康造成了很大的影响。
为了减少水泥窑排放的污染物,超低排放改造技术被提出并得到了广泛应用。
本文将介绍水泥窑超低排放改造的可行技术。
一、超低排放改造的背景及意义水泥窑排放的废气中主要含有二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等有害物质,对大气环境和人体健康造成了严重的威胁。
超低排放改造旨在通过技术手段降低水泥窑的排放浓度,达到环境保护的要求,保障人类健康。
二、超低排放改造技术的主要措施1. 窑尾烟气处理:通过安装脱硫、脱硝装置,减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
脱硫装置采用石膏湿法脱硫或者选择性催化还原脱硫技术,有效去除二氧化硫。
脱硝装置采用选择性催化还原脱硝技术或者氨水喷射脱硝技术,降低氮氧化物的排放。
2. 余热回收利用:水泥窑烟气中含有大量热能,可以通过余热回收设备进行回收利用,提高能源利用效率。
常见的余热回收技术包括余热锅炉、余热发电等。
3. 颗粒物治理:采用除尘设备对水泥窑烟气中的颗粒物进行净化。
常见的除尘设备包括静电除尘器、袋式除尘器等,可以有效降低颗粒物的排放浓度。
三、超低排放改造技术的优势和挑战1. 优势:超低排放改造技术可以有效降低水泥窑的排放浓度,达到环保要求。
同时,通过余热回收利用,还可以提高能源利用效率,降低生产成本。
2. 挑战:超低排放改造技术在实施过程中面临一些技术和经济上的挑战。
首先,改造设备需要占用一定的空间,对现有生产线进行改造会带来一定的困难。
其次,改造设备的投资和运维成本较高,对企业经济造成一定的压力。
此外,改造过程中需要保证生产正常进行,对生产线的停机时间要求较高。
四、超低排放改造的应用案例超低排放改造技术已经在国内外水泥企业得到了广泛应用。
例如,某水泥企业在窑尾烟气处理方面采用了石膏湿法脱硫和选择性催化还原脱硝技术,成功降低了二氧化硫和氮氧化物的排放浓度;同时,通过余热回收利用,将烟气中的热能转化为电能,提高了能源利用效率。
超洁净排放技术简介随着经济的发展和地区环境容量的限制,国家对提高了燃煤机组火电机组排放标准,即排放废气中粉尘、SO2和NO x分别小于5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。
以较少污染物的排放,改善当地环境。
针对我国燃煤电厂超低排放需求,我公司研发自己的超低排放技术路线及产品,用低成本和简洁可靠的技术使SO2及粉尘的排放达到超低要求。
下面就我们的超低排放技术的两种技术进行简要介绍。
一、SO2超低排放技术:加装双气旋气液耦合脱硫增效装置1、常规湿法喷淋式吸收塔在进一步提高脱硫效率时存在的几个问题:1)吸收塔内烟气偏流造成烟气短路(俗称:烟气爬壁)导致脱硫效率低。
2)浆液与烟气接触时间短、接触频率低,为提高脱硫效率得增加喷淋层。
3)喷淋层下部区域烟气温度过高,不利于浆液对二氧化硫的吸收2、湿法喷淋式吸收塔加装双气旋气液耦合器对提高浆液吸收二氧化硫效率的理论依据:1)浆液吸收二氧化硫过程可分三个步骤(见下图1)(1)溶质(二氧化硫)由气相(烟气)主体扩散到气液两相界面;(2)气相(烟气)穿过液相(浆液)界面;(3)气相(烟气)由液相(浆液)界面扩散到浆液主体。
图一因此,如果能使气相(烟气)穿透液相(浆液)液膜,便可使吸收反应加快。
由于在液相中任一点化学反应都是平衡状态,二氧化硫一旦到达气液界面,就在界面与液体反应达到平衡,但由于反应是可逆的,界面必有平衡分压,在界面发生中和反应,使其液相(浆液)的钙离子浓度相应减少,而反应物(亚硫酸钙)浓度相应增加。
因此,二氧化硫在气液界面平衡分压必较浆液主体要高一些,这就在气液界面液膜中溶解了未被完全反应的二氧化硫,溶解的二氧化硫形成了向浆液主体扩散和继续反应的倾向。
反应速率方程可表达为取单位面积的微元液膜,其离界面深度为x,微元液膜厚度为dx,(见图2)从界面情况来分析,被吸收的二氧化硫到达气液界面,一部分被反应生成平衡状态,在界面上,由于活性组分钙离子浓度较低,而产物亚硫酸钙浓度较高,因此界面处二氧化硫组分必向平衡分压较低的浆液主体方向扩散,同时,界面上已经反应了的二氧化硫与浆液中的钙离子生成物亚硫酸钙态向液体主体扩散,而未反应的二氧化硫则以溶解态的二氧化硫继续向液体主体方向扩散,二氧化硫的吸收速率等于已反应了的二氧化硫组分与未反应的二氧化硫组分向液膜扩散速度之和。
超低排放技术方案首先是大气污染物治理技术。
大气污染物主要包括颗粒物(PM2.5、PM10)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)等。
针对颗粒物的治理技术主要包括机械除尘、静电除尘、湿法除尘等。
其中,静电除尘采用在气流中加电场的方式,使颗粒物带电并被收集,具有高效、经济的特点。
对于SO2的治理,常用的方法是石灰石石膏法和海水脱硫法。
这两种方法分别利用石灰或者海水与SO2反应生成硫酸钙或者硫酸钠,从而达到脱硫的效果。
对于NOx的治理,常用的方法是选择性催化还原法,利用氨在催化剂的作用下与NOx反应生成氮和水。
其次是水污染物治理技术。
水污染物主要包括重金属、有机物、氮磷等。
对于重金属的治理,常用的方法有沉淀、吸附和隔离等。
其中,沉淀是利用金属离子与沉淀剂反应生成不溶性沉淀物,从而减少金属离子的浓度。
吸附是利用吸附剂吸附金属离子,常用的吸附剂有活性炭、聚合物等。
对于有机物的治理,常用的方法包括生化处理和物理吸附等。
生化处理是利用微生物将有机物降解为无害的物质,常见的方法有好氧生物处理和厌氧生物处理等。
物理吸附则是利用活性炭等吸附剂将有机物吸附,从而达到去除有机物的目的。
对于氮磷的治理,主要利用生化法和化学沉淀法。
生化法主要利用硝化和反硝化过程将氨氮转化为硝态氮和氮气,磷酸盐通过生物吸附和化学还原得到去除。
再次是固体废物处理技术。
固体废物主要包括垃圾、煤矸石等。
对于垃圾的处理,常用的方法有焚烧和填埋。
焚烧是利用高温燃烧将垃圾转化为无害物质和能量,可以减少垃圾的体积和有害物质的排放。
填埋是将垃圾掩埋在地下,采用生物降解和厌氧条件降解有机物,将废物体积减少并避免有害物质排放。
对于煤矸石的处理,常用的方法是浸泡氧化法(WAO)。
WAO是指用氧化剂与煤矸石发生氧化反应,将其转化为无害的物质。
最后是低碳技术。
低碳技术主要包括降低能源消耗和使用清洁能源。
降低能源消耗的方法有节能改造、提高能源利用效率、绿色建筑等。
节能改造主要包括对现有设备进行优化和升级,采用高效节能设备等。
典型石灰石-石膏湿法脱硫超低排放技术主要工艺流程1 pH 值物理分区双循环技术典型石灰石-石膏湿法 pH 值物理分区双循环脱硫主要工艺流程见图 1。
图 1 典型石灰石-石膏湿法pH 值物理分区双循环脱硫工艺流程石灰石-石膏湿法单塔双循环工艺是该类技术的典型代表,其特点是在吸收塔内喷淋层间加装浆液收集装置,并通过管道连接吸收塔外独立设置的循环浆液箱,实现下层喷淋一级循环浆液和上层喷淋二级循环浆液的物理隔离分区,并对上下两级循环浆液的 pH 值分别控制。
一级循环浆液 pH 值为 4.5~5.3,二级循环浆液 pH 值为 5.8~6.2。
二级循环浆液经旋流系统后部分返回,部分排至吸收塔内浆液池。
一、二级循环间加装烟气导流锥提高气流均布。
2 pH 值自然分区技术典型石灰石-石膏湿法 pH 值自然分区脱硫主要工艺流程见图 2。
图 2 典型石灰石-石膏湿法脱硫 pH 值自然分区脱硫工艺流程石灰石-石膏湿法单塔双区工艺是该类技术的典型代表,其特点是在吸收塔底部浆液池内加装分区隔离器和向下引射搅拌系统或类似装置,使密度较重的石灰石滞留在浆液池底层形成浆液 pH 值自然上下分区,循环泵抽取高 pH 值浆液进行喷淋吸收。
吸收塔浆液池内隔离器以上浆液 pH 值为 4.8~5.5,隔离器以下浆液 pH 值为 5.5~6.2。
喷淋区加装提效环、均流筛板以强化气液传质及烟气均布。
3 pH 值物理分区技术典型石灰石-石膏湿法 pH 值物理分区脱硫主要工艺流程见图 3。
图 3 典型 pH 值物理分区脱硫工艺流程石灰石-石膏湿法塔外浆液箱pH值分区工艺是该类技术的典型代表,其特点是在吸收塔外独立设置塔外浆液箱,通过管道与吸收塔相连,塔外与塔内的浆液分别对应一级、二级喷淋,实现了下层喷淋浆液和上层喷淋浆液的pH值物理分区。
吸收塔内浆液池的浆液pH值为5.2~5.8,塔外浆液箱的浆液pH值为5.6~6.2。
喷淋区加装均流筛板以强化气液传质及烟气均布。
一种超低排放湿法脱硫塔喷淋层区域烟气阻力计算方法
超低排放湿法脱硫塔喷淋层区域的烟气阻力计算是一个复杂的过程,它涉及到流体力学、化学反应动力学以及多相流等多个领域。
为了简化计算,我们可以采用一些基本的假设和模型。
首先,我们假设烟气在喷淋层区域是均匀分布的,并且烟气的流动是一维稳态流动。
喷淋层对烟气的阻力主要来自于液滴对烟气的冲击和摩擦,以及液滴蒸发时带走的热量对烟气温度的影响。
基于这些假设,我们可以使用以下步骤来计算烟气阻力:
1.计算喷淋层的液滴直径和分布:这通常通过实验或经验公式得到。
液滴直径和
分布会影响烟气与液滴的相互作用。
2.计算液滴对烟气的冲击阻力:这可以通过计算液滴与烟气之间的相对速度、液
滴密度和烟气密度等参数来得到。
冲击阻力与液滴的速度和直径的平方成正比。
3.计算液滴蒸发带走的热量对烟气温度的影响:这可以通过计算液滴蒸发所需的
热量和烟气与液滴之间的热交换系数来得到。
烟气温度的降低会导致其密度的增加,从而影响烟气的流动阻力。
4.计算总的烟气阻力:将上述两部分阻力相加,得到喷淋层区域的总烟气阻力。
这个阻力可以通过压降来表示,即烟气在进入和离开喷淋层区域时的压力差。
具体的数学模型和公式可能因不同的脱硫塔设计和操作条件而有所不同。
在实际应用中,通常需要根据具体的工程情况和实验数据来调整和修正计算方法和参数。
需要注意的是,这里提供的是一种简化的计算方法,仅用于说明烟气阻力计算的基本原理和步骤。
在实际工程中,还需要考虑更多的因素,如喷淋层的结构、烟气的成分和温度、液滴的化学性质等。
石灰石(石灰)湿法脱硫技术湿法脱硫中所应用的脱硫系统位于烟道的末端,脱硫过程中的反应温度低于露点,因此,脱硫后的烟气需要进行加热处理才能排出。
由于脱硫过程中的反应类型为气液反应,其脱硫效率和所用脱硫添加剂的使用效率均较高,因此,在许多大型燃煤电站中都已建成使用。
一、石灰石(石灰)湿法脱硫技术概述根据最新的技术统计资料显示,到目前为止投入使用的脱硫技术种类已经超过200种,在形式多样的脱硫技术中,湿法脱硫技术是应用范围最广、脱硫效率最高的一种应用技术,占脱硫设备总装机量的80%以上,始终占据着脱硫技术领域的主导地位。
石灰石(石灰)湿法脱硫技术作为最成熟的一种脱硫技术,其脱硫效率可到90%以上,成为效果最显著的脱硫方法。
石灰石(石灰)湿法脱硫技术经过几十年的发展,已被应用于600MW 烟气单塔的烟气处理系统中,脱硫剂的利用效率基本稳定在95%以上,反应过程所消耗的电能不足电厂出力的1.5%,与十多年前的脱硫系统相比,在脱硫成本轻微上升的条件下脱硫效果却得到了质的飞跃。
二、石灰石(石灰)湿法脱硫技术的应用原理(一)工艺流程石灰石(石灰)湿法脱硫技术的基本过程是:烟气经锅炉排出后进入除尘器,之后进入脱硫塔,脱硫塔内的石灰石浆液与烟气中的SO2进行气液反应,生成CaCO3和CaCO4。
在反应之后的浆液中充入氧气,可将CaCO3氧化成CaCO4和石膏,石膏经脱水处理后可作为脱硫反应的副产品被回收利用。
工业实践中采用最多的脱硫塔方式是单塔,在单塔中可完成脱硫反应的全过程,脱硫成本和运行费用也更低。
(二)反应过程烟气中的SO2在脱硫塔内的反应过程可用下面两个方程表示,其中,第二个反应过程中生产的CaSO3会被烟气中的氧气氧化生成CaSO4,形成副产品被回收利用。
SO2+CaCO3—CaSO3+CO2 石灰石浆液(1)SO2+Ca(OH)2—CaSO3+H2O 石灰浆液(2)(三)脱硫效率脱硫效率受到诸多因素的影响,其中,脱硫塔中的pH值对脱硫效率会产生较大的影响。
“超低”排放技术在我国燃煤电厂的应用摘要:电厂的污染物排放量巨大,对环境造成极大的威胁。
新形式下的环保要求迫使企业纷纷加大减排力度。
本文结合电厂中的超低排放技术的应用,对该技术的具体实现进行分析介绍,以期提升超低排放技术的应用和推广。
关键词:超低排放燃煤电厂环保1引言我国的一次能源中有70%-80%的能源是由煤炭提供,尤其是电力资源。
目前,我国电网中的电力资源绝大部分是通过燃煤电厂提供,煤炭在燃烧过程中产生大量的污染物,对人体健康产生较大的威胁。
当前形势下,国家对于环境保护力度的加大,电厂纷纷采取“超低”排放技术来减轻企业对于环境的污染程度。
“超低”排放技术即在原来脱硫、脱硝和除尘的基础之上进行协同脱除技术,并在传统技术基础之上进行提效,减少电厂的排放量。
本文结合电厂中的实际应用,对超低排放的技术进行分析探析,以促进该技术的使用和推广。
2“超低”排放技术的发展及特点随着国家持续推进燃煤电厂的超低排放改造,在出台了脱硫、脱硝、除尘等电价补贴政策的同时,排放标准也渐趋严格。
在减排重压下,燃煤电厂也在不断加大环保资金的投入。
超低排放技术主要追求脱硝、脱硫及除尘过程的协同作用,使得相关的排放物达到超低排放标准。
协同作用的策略可以简要概括为:氮氧化物的脱除:炉内低氮氧化物燃烧和SCR技术协同应用。
粉尘脱除策略:干式电除尘+湿法脱硫+湿法电除尘器。
二氧化硫的脱除策略:煤硫分控制+湿法脱硫+GGH技术。
目前,我国超低排放技术研究和应用逐步加强,但低成本的超低排放技术仍是未来研究和应用的重点。
3电厂脱除技术概述3.1 脱硫技术燃煤烟气中二氧化硫的控制途径主要是通过燃烧工艺、改进烟气净化系统。
鉴于我国大量使用煤作为燃料燃烧的基本国情,脱除烟道气中硫的含量具有重要的意义。
依据脱硫时煤炭处于燃烧的位置不一样,将脱硫过程分为三类:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。
其中燃烧后的脱硫技术在电厂中的应用最广,下文主要介绍燃烧后脱硫相关技术。
锅炉烟气排放减少关键技术分析锅炉烟气是指由于燃烧燃料所产生的气体,这些气体经由锅炉管道进入大气中,造成严重的空气污染。
那么,如何减少锅炉烟气排放?本文将从技术层面进行分析,并介绍关键技术。
I. 超低排放燃烧技术超低排放燃烧技术是指通过提高锅炉燃烧的效率来减少烟气排放。
其核心技术是采用先进的燃烧设备,如高效的燃烧器、微粒捕集器等。
这种技术对锅炉的燃烧系统和空气分配系统进行调整,提高燃料燃烧的效率,从而减少烟气排放。
II. 脱硫技术烟气中的二氧化硫是造成大气污染的主要成分之一,因此,减少锅炉烟气排放的关键之一是减少二氧化硫的排放。
脱硫技术分为干法、湿法和半干法。
其中,湿法脱硫是目前使用最广泛的一种脱硫技术,其优点是易于操作,去除效率高,灰渣的利用也比较容易。
III. 脱排技术脱排技术是指通过物理或化学手段将污染物从排气中去除,达到减少烟气排放的目的。
目前,主要采用的脱排技术有电除尘、袋式除尘和湿式除尘。
其中,湿式除尘的效率比较高,能够去除直径小于5微米的颗粒物,达到超低排放的标准。
IV. 节能技术节能技术是指通过优化锅炉的燃烧过程,降低能耗,达到减少烟气排放的目的。
目前,采用的主要节能技术有余热回收、废气热回收和改进锅炉运行方式等。
这些技术能够有效地降低锅炉能耗,减少燃料消耗,从而达到减少烟气排放的目的。
综上所述,要减少锅炉烟气排放,关键是采用超低排放燃烧技术、脱硫技术、脱排技术和节能技术。
这些技术能够提高锅炉的燃烧效率,降低能耗,达到减少烟气排放的目的。
在未来,随着环保意识的不断提高,相信这些技术也会不断的创新和进步,为我们的环境保护事业做出更大的贡献。
中小型燃煤电厂超低排放的技术措施在我国,绝大部分的发电厂主要是以燃烧煤炭发电为主。
随着社会的不断发展,人们对环境也越来越重视起来,因此,相关部门发布了燃煤电厂大气污染物排放新标准,并且将“清洁高效发展煤电”作为能源发展计划的关键任务之一,这就使得能源清洁化以及保护环境的压力比较大,而中小型燃煤电厂要达到有关部门要求,实现超低排放,就需要集成各种先进并且高效的除尘技术、脱硫技术以及脱硝技术[1]。
1 中小型燃煤电厂除尘技术的选择1.1 除尘技术介绍1.1.1 干式电除尘器提效技术干式电除尘器提效是一种比较成熟的除尘技术,其基本原理是使烟气中的灰尘带上电荷,然后在利用电除尘器进行捕获收集。
其能够处理大量的烟气,并且具有很高的除尘效率,此外其适用范围很广,成本以及运行维护费用较低,不会造成二次污染。
1.1.2 袋式除尘技术袋式除尘技术是通过将纤维滤料制成袋状,然后来对烟气中的粉尘进行捕获。
其优点是除尘效率高,并且适用于各类粉尘,对于亚微米级的粉尘具有很好的捕获效果,然而其受到的阻力比较高,因此滤袋的使用寿命不长。
1.1.3 湿式电除尘技术湿式电除尘技术的原理同干式电除尘技术比较相似,湿式电除尘技术是利用水雾将烟气中的粉尘凝聚,然后再使粉尘在电场中共同荷电,一起被捕获,并且聚集在极板上的水汽将会形成一层水膜,使得极板保持清洁,再通过水流将灰尘冲洗,由于不需要振动设备,所以也不会产生二次灰尘,具有较高的除尘效率。
1.2 除尘技术的选择通过上面对3种主要除尘技术的分析,袋式除尘技术在使用过程中由于受到的阻力很大,通常滤袋的使用寿命不长,这会增加除尘的成本,不适合中小型燃煤电厂。
另外,湿式电除尘技术虽然具有较高的除尘效率,但一般用在大型的燃煤发电厂作为综合型的治理设备,一次成本高,也不适合中小型燃煤电厂。
而干式电除尘器提效技术能够处理大量的烟气,并且具有很高的除尘效率,此外其适用范围很广,成本以及运行维护费用较低,不会造成二次污染,基于以上优点,中小型燃煤电厂可以选择干式电除尘器作为其除尘的首选。
浅谈湿法脱硫技术问题及脱硫效率摘要:随着我国家国民经济的持续发展,对工业生产的需求和生活在电力上的人们日益增加。
但同时电厂所提供的生产力是会对环境产生影响的,为了尽可能的达到国家制定的安全标准,严格控制了过程中生成的二氧化硫。
基于此,讨论和分析湿脱硫技术和脱硫效率的问题。
关键词:湿法脱硫;技术问题;脱硫效率引言:脱硫是工业生产中防治大气污染的重要技术措施之一。
一般指燃料燃烧前从燃料中脱硫的过程和燃烧气体排放前脱硫的过程。
脱硫有很多选择。
总的来说,脱硫技术的选择原则主要有:脱硫技术比较成熟,脱硫效率高,能满足环保控制要求,并已得到推广应用;脱硫成本相对便宜且合理,包括初期投资和后续运行;无论副产品是否易于处理,最好不要造成二次污染或具有可回收价值;不影响发电用燃煤质量,硫含量应用范围广;脱硫剂可长期供货,价格低廉。
目前最常用的方法只有三种,即干法脱硫、湿法脱硫和半干半湿法脱硫。
其余的原因是成本高、技术要求高、使用频率低。
一般来说,三类硫排放控制工艺是:在燃烧前向其他化学原料中添加物质以改变其性质,减少污染;燃烧中选择封闭式鼓风炉,对这些污染气体进行均匀回收;燃烧后经过专业处理,达到国家统一脱硫标准。
工艺的种类很多,化学法有石膏法和磷铵肥法,用得比较多,化学法有喷雾干燥法。
湿法脱硫技术在我国燃煤发电项目中应用广泛。
下面就湿法脱硫和脱硫效率的技术问题进行分析探讨。
一、燃煤电厂脱硫废水的来源及特点在燃煤电厂中,烟气污染物主要包括二氧化硫、硫化物、氯化物、氟化物、重金属离子和烟尘等。
为防止硫污染,必须对含硫烟气进行脱硫处理。
根据工艺特点,目前烟气脱硫技术有湿法、半干法和干法三种,大部分燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺。
为避免污染物在厂内堆积,湿法脱硫工艺为避免系统内污染物富集,须排放一部分废水以维持系统内污染物浓度,这部分废水主要含有大量悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属等污染物。
二、湿法脱硫技术出现问题原因1结垢、堵塞等问题分析在湿法脱硫技术中,使用的主要材料是石灰石或石膏。
湿式电除尘新技术助燃煤电厂实现超低排放当前,我国环境状况总体恶化的趋势尚未得到根本遏制,环境矛盾日益凸显,环保压力持续加大。
部分区域和城市大气雾霾现象突出,许多地区主要污染物排放量超过环境容量。
今年以来,各级政府陆续出台多项政策措施,下大力气治理PM2.5,改善空气质量。
湿式电除尘器在满足超低排放、治理PM2.5方面的效果得到业内专家一致认可,环境保护部在《环境空气细颗粒物污染防治技术政策(试行)》(征求意见稿)中明确指出:鼓励火电企业采用湿式电除尘等新技术,防止脱硫造成的“石膏雨”污染。
作为一种先进的烟气治理技术,湿式电除尘技术在欧洲、美国、日本等国家已得到广泛应用且效果良好。
国内企业自主开发的湿式电除尘技术,已在燃煤电厂取得成功应用。
上海长兴岛第二发电厂燃煤锅炉湿法脱硫后改造工程配套湿式电除尘器,出口粉尘排放浓度仅为6.1mg/m3,引起业界高度关注。
我国也有环保企业引进国外的湿式电除尘技术,并有多家电厂签订湿式电除尘器合同,最大配套机组为1000MW。
相信随着湿式电除尘技术在我国的推广应用,其必将成为燃煤电厂满足超低排放、治理PM2.5的有力武器。
大气环境形势严峻,PM2.5控制势在必行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)中规定,一般地区燃煤锅炉烟囱烟尘排放限值30mg/m3,重点地区燃煤锅炉烟囱烟尘排放限值20mg/m3,汞及其化合物污染物排放限值0.03mg/m3。
根据新修订的《环境空气质量标准》(GB3095—2012),将PM2.5纳入强制监测范畴,并明确规定了时间要求,到2015年,在我国所有地级以上城市开展PM2.5监测;2016年,各地都要按照新修订的标准监测和评价环境空气质量状况,并向社会发布结果。
国务院在《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的批复意见中明确指出:到2015年,重点区域工业烟粉尘排放量下降10%;可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)年均浓度分别下降10%、5%。
湿法脱硫双塔双循环在超低排放改造中的实际应用摘要:本文重点介绍了宝庆公司#1#2机组超低排放改造中采用湿法脱硫双塔双循环的实际应用和改造效果对比。
超低排放改造168小时试运行期间,在标准工况情况下FGD出口排放始终满足超低排放标准,表明该项目取得圆满成功,为燃煤电厂脱硫提效改造和超低排放提供技术参考。
关键词:双塔双循环;湿法脱硫;超低排放改造;湿式电除尘器引言:随着国家对节能减排工作的不断深入,环保标准将不断提高,排放监督将愈发严格。
根据最新的GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》,重点地区火电机组二氧化硫排放浓度将执行35 mg/Nm3(标态,干基,6%氧)的标准。
脱硫系统出现了出力不足,SO2排放指标不能处于受控状态,SO2有可能不能达标排放,烟囱排放烟气携带液滴情况时有发生,所以须对原脱硫系统进行改造。
1.原脱硫系统概述宝庆公司2×660MW火电机组,#1于2011年12月投产,#2于2012年4月投产。
#1、#2机组同步建设烟气脱硫装置。
脱硫装置采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,1炉1塔、不设GGH、湿磨制浆,FGD设计入口SO2浓度为6440 mg/Nm3(标态,干基,6% O2),SO2排放浓度小于200 mg/Nm3(干,6% O2);除尘装置采用电除尘工艺,每台炉配两台卧式双室五电场电除尘器,设计入口浓度≤39.43 g/Nm3(标干,6% O2),设计除尘效率≥99.83%,设计出口浓度≤100 mg/Nm3(标干,6% O2)。
原吸收塔采用五层喷淋层,配置五台离心式循环浆液泵,三台罗茨式氧化风机,上层四台搅拌器(氧化层),底部四台搅拌器,喷淋层上方设置两级四层除雾器。
整个系统由烟气系统、吸收塔系统、氧化风系统、石灰石浆液制备供应系统、石膏排出及脱水系统、工艺水系统、废水收集系统、事故浆液储集系统、工业水系统等组成。
1.脱硫提效改造1、原设备基础上改造#1、#2机组脱硫改造工程主要内容有:烟气系统、吸收塔系统、氧化风系统、石灰石供浆系统、石膏一级脱水系统、事故浆液系统、工艺水系统、工业水系统等,并确保各系统满足改造后脱硫性能要求。
Nafion除湿技术在“超低排放”CEMS中的应用(大唐长春第二热电有限责任公司)摘要:燃煤电厂在大力推广“超低排放”的同时,对CEMS气态污染物监测系统中低量程SO2和NOX在低温、高湿度烟气条件下的监测提出了极为苛刻的要求。
如何整改或升级现有的冷干直抽法CEMS,并使其适用于“超低排放”限值,极具经济和社会效益。
Nafion干燥管凭借其独特的气态膜除湿、保留目标气态的特点,为冷干直抽法CEMS拓宽了一条原位预处理的路径。
而以Nafion管为核心的雪迪龙GZ-C3反渗透干燥器,可彻底解决冷干直抽法CEMS中冷凝水析出和低量程SO2溶于冷凝水的问题,是一种创新的冷干直取法CEMS样气预处理技术。
关键词:Nafion ;超低排放;CEMS;冷干直抽法1 背景20__年5月,国家环保部发布了《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-20__);9月国家发改委、环保部以及国家能源局下发了关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(20__-20__)》的通知(发改能源〔20__〕2093号),要求东部地区、中部地区、西部地区新建和在役燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到或接近达到燃气轮机机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下,氮氧化物、二氧化硫、烟尘排放浓度分别不高于50、35、10毫克/立方米)。
随着“超低排放”限值的实施,对环保设施稳定运行的要求越来越高,大量的工程应用以及实验室反复测试表明,超低排放改造后,如果不能在烟气进入氮氧化物、二氧化硫的测量仪表前除去烟气中的水分,将严重影响CEMS系统测量的准确性、真实性和稳定性。
针对上述情况,本文介绍了通过Nafion除湿技术在“超低排放”CEMS中的应用,消除了气体组分中水汽对测量的干扰,保证了仪器准确性、真实性和稳定性。
2 超低排放改造后冷干直抽法CEMS对预处理技术的挑战脫硫系统由于涉及建设周期、建设成本和运行成本,目前中国几乎所有的脱硫系统都没有通过GGH进行脱水。
浅谈火电厂脱硫超低排放改造技术摘要:随着环保标准不断提高,单塔单循环湿法脱硫技术已无法满足低能耗、高效率的脱硫要求,故对脱硫系统进行增容改造。
在石灰石-石膏湿法脱硫工艺超低排放改造过程中,采用湿式电除尘、单塔一体化超低排放改造技术、单塔双区高效脱硫除尘技术等可完全满足污染物达标排放的要求,论文主要对以上三种技术的原理及优缺点进行分析。
关键词:火电厂;脱硫;排放改造技术1改造方案选择石灰石—石膏湿法烟气脱硫技术是目前世界上最成熟、可靠性最高、应用最广的烟气脱硫技术,我国90%以上的燃煤电厂均采用该工艺。
为实现超低排放标准,主要有两种改造方式:单塔增效改造和增设新塔改造。
若采用单塔双循环方案,需要对原吸收塔继续抬高,增加一层受液盘和三层喷淋层,需要截塔加高约15m。
现四层喷淋层作为第一个循环,新增三层喷淋层作为第二个循环,同时,第二个循环需要增加塔外循环浆池。
改造后吸收塔高度将超过50m,现有吸收塔荷载也无法满足改造需要,必须进行加固,改造困难较大,且仍需设置塔外浆池,占地面积较大;若采用增设新塔,串联塔方案,可以利用原吸收塔作为一级塔,在原事故浆液箱新建二级串联塔。
2改造路线2.1湿式电除尘湿式电除尘技术是一种用来处理含湿气体的高压静电除尘设备,主要用来除去烟气中的尘、酸雾、气溶胶、PM2.5等有害气体,对雾霾天气也有一定的治理作用。
另一方面,由于存在脱硫浆液雾化夹带、脱硫产物结晶吸出,也会形成PM2.5。
在目前的烟气治理工艺流程中,湿法脱硫之后没有对脱硫工艺产生的细颗粒物进行控制,还有烟尘、PM2.5、SO3、汞及重金属等多种污染物直接从烟囱排出,处于一种自由开放状态,从而导致烟囱风向的下游经常出现“酸雨”、“石膏雨”等现象,或者有长长烟尾的“蓝烟”现象。
因此,在湿法脱硫装置之后安装湿式电除尘是最佳选择。
湿式电除尘能够去除90%以上的PM2.5细微粉尘、SO3烟雾,并能达到几乎零浊度的排放,此外还能去除NH3、SO2、HCl等。
湿法脱硫超低排放应用关键技术传统湿法脱硫能否达到超低排放?随着燃煤电厂污染物“超低排放”的呼声越演越烈,人们对实现“超低排放”技术的关注度也越来越高。
目前,烟气协同治理技术已成为燃煤电厂满足“超低排放”的主流技术之一,可使燃煤污染物排放浓度达到或接近燃机标准。
国内已有多套采用烟气协同治理技术路线的燃煤电厂烟气“超低排放”机组投运,为燃煤电厂污染物控制提供了重要参考。
在国外,烟气协同治理技术是在现有的燃煤电厂污染治理技术路线进行升级改造,即能实现超低排放的要求,该技术主要以日本燃煤电厂为代表,重点在于采用了低低温电除尘器技术,但烟囱出口污染物超低排放控制还是要靠湿法脱硫技术来把关,从这一点看,湿法脱硫技术在烟气协同治理技术中扮演着一夫当关、万夫莫开的角色。
相比较国外先进技术,我国已形成成熟的燃煤电厂烟气污染治理技术(烟气脱硝(SCR)+电除尘+湿法脱硫),与烟气协同治理技术没有本质上的差异,那为什么我国燃煤电厂不能做到超低排放呢?关键在于忽视了湿法脱硫在污染物把关控制中起到的关键作用。
我国早在90年代就引进了湿法脱硫技术,通过消化吸收已全面掌握。
目前,市场上80%以上燃煤电厂采用石灰石/石膏湿法脱硫技术。
通过对现有的湿法脱硫装置进行分析,低二氧化硫排放已有成熟案例,但难对粉尘实现超低低排放鲜有报道,其主要原因表现为以下几个方面:(1)忽视了湿法脱硫协同除尘能力传统的湿法脱硫系统主要以脱除二氧化硫为主,在设计时忽视了吸收塔的协同除尘能力。
国家权威机构结合大多数脱硫装置,包括空塔、托盘塔得出的经验值,认为湿法脱硫的除尘效率仅为50%左右,该观念广泛地被环保企业和燃煤电厂所接受,产生这种观念的主要原因在于:一方面,现有环保标准尚不能促使企业关注湿法脱硫的脱硫效率之外的除尘效率,即采用常规的湿法脱硫系统就能满足现有的二氧化硫和烟尘的排放限值;另一方面,湿法脱硫的除尘机理复杂尚无成熟理论可循。
携带烟尘的烟气进入吸收塔后,与喷淋层喷出的浆液发生一些列复杂的碰撞、拦截等物理过程,鲜有成熟的机理研究案例和工业示范应用为湿法脱硫的除尘效率提供明确的理论依据,因此要想深入地研究湿法脱硫的除尘机理并非易事。
(2)石膏雨现象的困扰当吸收塔设计不恰当、除雾器选型不合适时,会引起脱硫装置排放的烟气中夹带大量的小液滴,严重时烟囱周围会降落大量的石膏雨,对设备造成堵塞、结垢、腐蚀等问题及对电厂周围环境造成二次污染。
“石膏雨”是烟气中夹带的石膏浆液随烟气排放以“雨”的形式落到地面的一种现象。
“石膏雨”频发的原因在于石灰石/石膏湿法脱硫工艺中,烟气经过喷淋层喷出的浆液洗涤后会携带大量的带细小的液滴到达除雾器,这些液滴中包含着固形物或可溶物,主要是石灰石浆液吸收SO2后的生成物、过剩的脱硫剂以及未被捕集的粉尘。
如果烟气在除雾器处的流速超过设计值,除雾性能将大大降低,甚至失效,除雾器也会在高速的烟气下发生二次携带现象,大量的石膏浆液将会随烟气被带入烟囱,出现石膏雨现象。
“石膏雨”的形成与多方面的因素有关,主要包括除雾器的除雾效果、吸收塔的设计、运行操作等。
目前,我国已能自主设计生产除雾器,大多除雾器的排放出口液滴携带量的保证值为75mg/Nm3,且国内业界认为除雾器出口雾滴含固量等同于塔内石膏含固量(20%),即除雾器出口排放的液滴对烟尘的贡献值为75mg/Nm3×20%=15mg/Nm3。
因此,许多改造工程往往仅要求烟气中的粉尘经过湿法脱硫系统后其浓度不再升高即可,对脱硫的除尘性能不敢多做奢求。
(3)湿法脱硫系统偏流严重湿法脱硫系统的烟气偏流是导致粉尘排放浓度高的重要因素之一。
一方面,由于我国燃煤电厂污染物治理起步较晚,在燃煤电厂建设中未给污染治理设备预留充足的空间,导致新建或改造的湿法脱硫设备烟道布置不合理,烟道布置难以满足流场设计基本要求,烟气经过烟道进入吸收塔前偏流严重。
另一方面,湿法脱硫装置普遍采用单塔单侧入口进气方式,该方式会造成烟气沿塔截面的流场不均,在入口对侧形成高速烟气流场,致使烟气到达首层喷淋层入口处流场分布偏流严重,一方面是远离吸收塔入口区域的液气比较低,另一方面是靠近吸收塔入口区域的液气比较高,这是是引起近塔壁烟气逃逸,脱除效率偏离设计值的原因之一。
加上超低排放对SO2、尘等主要污染物的排放浓度要求极低,烟气偏流的影响更是不能达到性能设计值的主要原因。
湿法脱硫超低排放技术的专注者上述湿法脱硫装置烟尘控制难题阻碍了烟气协同治理技术在我国超低排放技术应用中的推广,由于通过湿法脱硫改造、升级达到超低排放技术难度大,实施风险高相当一部分的环保企业认为在湿法脱硫系统后通过增加处理设备来达到超低排放要求是一种行之有效、一劳永逸的技术选择。
作为环保行业的领头羊企业,武汉凯迪电力环保有限公司秉承着科学发展观、奉献环保、造福人类的理念,坚持走节能、环保的中国特色湿法脱硫技术路线,总结已承接的200多套湿法脱硫装置运行数据,通过自主研发全面、系统地研究了高效除尘深度脱硫技术,深入剖析了不同技术流派的特点,建立了高效除尘和深度脱硫的理论模型,结合数值模拟、半工业化实验和已有产品实测数据完成了吸收塔内件、整体吸收塔结构的精细化设计以及相关技术的集成优化,形成了凯迪II代高效除尘深度脱硫托盘塔技术。
湿法脱硫超低排放关键应用技术有哪些?(1)低低温电除尘技术烟气协同治理技术路线中以低低温电除尘为核心,该技术可大幅度降低电除尘器出口烟尘浓度至20mg/Nm3以下,并且因烟气温度被降至酸露点附近(一般为90℃左右)一定程度地增大了电除尘器出口排放的烟尘粒径,为下游湿法脱硫对粉尘的脱除创造了有利条件。
如图1所示,为传统电除尘器排放的烟尘的粒径分布情况,可以看出除尘前1~7μm的粉尘颗粒质量占比较少,主要分布在大于10μm的区间。
经过除尘器除尘后,大颗粒的粉尘被捕集,而微细粉尘占比明显增大。
图1传统电除尘器排放粉尘的粒径分布具有关数据报道,对低低温电除尘器排放出口粒径变化状况进行了试验测试,当电除尘入口温度在130℃左右时,出口粉尘粒径分布小于2.5μm;当电除尘器入口温度降至90℃附近时,电除尘器出口平均粉尘粒径大于2.5μm。
而对于湿法脱硫系统,烟尘粒径越大相对应的烟尘去除效率越大,因此在湿法脱硫系统前增设低低温电除尘技术,将为湿法脱硫超低排放技术的实施创造有利条件。
(2)凯迪Ⅱ代高效除尘托盘技术技术原理烟气进入吸收塔后,依次通过托盘、喷淋层及除雾器。
喷嘴喷出的浆液由塔上部喷入落到托盘上,与含尘烟气接触,部分粉尘被托盘筛孔流下来的液滴所捕获,或由于气流在改变方向时的惯性力作用,部分较粗的尘粒沉降到塔的底部被底部液膜捕集;而大部分微细粉尘与烟气一起通过小孔进入托盘上部的持液层,烟气高速进入持液层并激起大量的液泡,形成的液膜能有效的增大烟气与浆液的传质表面积,粉尘在惯性、扩散作用的同时又不断地受到液泡的扰动,使粉尘不断改变方向,增加了粉尘与液体的接触机会,气体得到净化。
PM2.5去除效率高如图2所示,为空塔对烟尘粒径的分级去除效率,由图可知,空塔喷淋对于1~2.5μm的粉尘,分级除尘效率较小,粉尘去除效率变化不明显;对于3~5μm的粉尘,分级除尘效率较大,粉尘去除效率变化明显;对于大于5μm的粉尘,分级除尘效率区趋于稳定接近100%。
如图3所示,为托盘对烟尘粒径的分级去除效率,由图可知,托盘对不小于2μm的粉尘具有较高的捕集效率。
对于0.1~1μm的粉尘,有10%~30%的捕集效率;对于1~2μm的粉尘,有30%~40%的捕集效率。
在一定条件下,在同一粒径分布区间,托盘的分级除尘效率比空塔喷淋高。
因此,凯迪的托盘塔技术对PM2.5的粉尘具有较为显著的脱除性能优势。
图2空塔对烟尘粒径的分级去除效率关系图3托盘对烟尘粒径的分级去除效率关系流场均布效果好托盘还能提供烟气均布效果,左边图为空塔中烟气进入吸收塔后达到喷淋层时的流场分布图,可以发现偏流很严重;右边图为托盘塔中烟气进入吸收塔后达到喷淋层时的流场分布图,烟气经过托盘后得到了强制均布,能较好的与喷淋层浆液分布匹配。
图4喷淋层出口流场优化前后效果对比技术优点烟尘最低可达到5mg/Nm3;高效去除PM2.5;装置能耗低;项目实施工程量小,工期短;与湿式电除尘器相比,系统简单,占地小,投资成本低,运行能耗低、设备维护较易、废水排放量小等;(3)高性能除雾技术针对石膏雨现象,凯迪环保对除雾器的理论模型、结构及做了全面的研究。
认为除雾器排放的液滴中的含固量与石膏浆液池中的含固量不一样,即除雾器中排放的液滴含固量小于20%,跟除雾器排放的液滴粒径分布有关,如图5所示。
图5除雾器出口液滴粒径分布与质量百分比关系(4)全烟气流场仿真技术全烟气流场仿真技术是指借助流场计算软件将上述湿法脱硫超低排放技术进行计算机试验优化,通过增设导流装置、调整塔内件布置、优化吸收塔关键结构,调校吸收塔内流场分析并辅以冷态物理模型予以流场验证,使吸收塔流场达到理想状态以实现设计值。
凯迪环保是国内最早关注烟气流场分布对湿法脱硫系统性能影响的企业,通过借助先进的流场分析软件及冷态物理模型试验对湿法脱硫的关键位置进行分析,以使烟气与浆液充分接触,达到理论计算的性能要求。
凯迪环保拥有一流的CFD数值模拟研究团队,通过自主研发,实现了对复杂的湿法脱硫系统进行气、液、固多相流的流场分析,借助该技术已对华能长兴电厂、华能玉环电厂、华能邯峰等多个燃煤电厂的流场进行设计优化,确保高效除尘超低排放设计能达到最佳效果。
如图6所示,为湿法脱硫超低排放技术优化设计前、后流场分析图。
图6全烟气流场仿真技术湿法脱硫超低排放技术应用案例(1)华能长兴高效超超临界2×660MW机组机组规模:2×660MW技术路线:低低温电除尘+湿法脱硫超低排放技术入口烟尘浓度:≥15mg/Nm3;出口烟尘浓度:≤3mg/Nm3;除尘效率:≥80%;承建单位:武汉凯迪电力环保有限公司(2)华能玉环百万机组机组规模:1000MW技术路线:低低温电除尘+湿法脱硫超低排放技术入口烟尘浓度:≥20mg/Nm3;出口烟尘浓度:≤3mg/Nm3;除尘效率:≥85%;。