超低排放标准下燃煤工业锅炉技术路线介绍
- 格式:pdf
- 大小:721.40 KB
- 文档页数:4
CFB锅炉超低排放改造技术路线分析及应用摘要:本文介绍了超低排放改造技术以及施工方面的内容,并且对其具体改造运行结果进行了分析,可知床温均匀性及可控性、钙硫比、风机电耗、满负荷工况稳定性等均优于改造前,改造效果良好。
通过本文的介绍能够对循环流化床锅炉超低排放改造提供一定参考和帮助,对于节能环保具有现实意义。
关键词:循环流化床锅炉;超低排放改造;技术路线1循环流化床锅炉超低排放改造技术路线分析1.1炉内改造对于循环流化床锅炉来说,其影响NOx最主要的因素就是锅炉的床温以及氧化还原性能,随着锅炉床温的下降以及氧化还原性的增加,锅炉炉膛出口的NOx值会逐渐下降。
遵照此原理,可以利用优化给煤粒度,增加物料的平均粒度、降低底部密相区的悬浮浓度来提升快速床流动有效床料比例,可以确保炉膛内部燃烧热量的有效分配,防止底部出现超温的情况。
1.2增设SNCR装置如果锅炉所用的煤种是烟煤,那么通过简单的炉内改造就无法实现NOx的超低排放要求,此种情况下可以增设价格较低的SNCR烟气脱硝设备。
2应用案例分析2.1工程基本概况反应器一般布置于高压蒸发器换热面下游区域,反应器内进行催化剂支撑及安装导向布置。
常规还原剂氨气制备来源主要可分为液氨、氨水与尿素三种,此例为氨水制备。
氨水原料通过输送泵送入储罐,储罐中的氨水经计量泵通过压缩空气雾化进入蒸发混合装置,与此同时,蒸发混合装置抽取余热锅炉内部分高温烟气实现氨水蒸发,形成氨气送入喷氨格栅进行脱硝反应。
2..2锅炉优化改进方案根据上述情况,可通过优化二次风位置强化分级燃烧效果,布风板风帽更换提高布风均匀性,SNCR脱硝提效等以达到降低NOx排放目的;屏过入口分配集箱设置节流圈,降低屏过壁温偏差,具体优化改造方案如下:提高二次风口,增强分级配风效果(高效二次风方案):(1)方案描述高效二次风系统是一种先进的炉内分级、降低NOx、去除SO2、优化炉内燃烧的技术,通过改变锅炉炉膛燃烧场的方法,在锅炉效率不受影响,甚至稍有提高的情况下,减少石灰石消耗或提高CFB锅炉的脱硫效率、降低现有NOx排放。
[键入文字]CFB 锅炉烟气污染物超低排放技术路线简析循环流化床锅炉(CFB)具有煤质适应性广,污染物排放控制成本低等优势,在我国燃煤电站锅炉中占有较大的比例。
但是随着国家对环境保护的重视,火电站燃煤污染物排放标准不断提高。
1 循环流化床锅炉污染物超低排放技术路线大多数循环流化床锅炉通过炉内低氮燃烧,可将炉膛出口NOx 原始排放浓度控制在200mg/m3 以下,再结合SNCR 脱硝技术,即可实现NOx 的超低排放,这成为循环流化床锅炉NOx 超低排放的首选技术。
由于投资成本极低,炉内脱硫技术通常为循环流化床锅炉首选的脱硫技术。
在炉内脱硫不能满足超低排放要求时,则需在炉外增设二级脱硫。
常见的二级脱硫技术有石灰石-石膏湿法脱硫技术以及半干法CFB-FGD 技术,除尘技术则可根据不同的脱硫技术进行选择。
因此,脱硫技术的选择,成为循环流化床锅炉制定超低排放技术路线的关键。
1.1 启以石灰石-石膏湿法脱硫技术为核心的循环流化床锅炉超低排放技术路线当选择石灰石-石膏湿法脱硫技术时,循环流化床锅炉超低排放技术路线如图 1 所示。
上述超低排放技术路线包括:炉内低氮燃烧+ 炉内脱硫+ SNCR 烟气脱硝+ SCR 烟气脱硝(预留) +FGC(烟气冷却,可选) + 静电除尘器(或电袋除尘器) + 湿法脱硫+ 湿式静电除尘器(或其它高效除尘技术) + FGR(烟气再热,可选)。
相应地,各技术方案中污染物浓度设计如表1 所示。
1.2 以半干法CFB-FGD 技术为核心的循环流化床锅炉超低排放技术路线当选择半干法CFB-FGD 技术时,循环流化床锅炉超低排放技术路线如图2 所示。
1。
火电厂超低排放技术路线关键技术与工程应用摘要:能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础,煤炭既是我国的主体能源,又是我国大气中各种污染物的主要来源。
随着人们对环保要求的日益严苛,如何解决煤炭开发与利用带来的环境问题已迫在眉睫。
鉴于此,本文是对火电厂超低排放技术路线关键技术与工程进行研究和分析,仅供参考。
关键词:燃煤机组;超低排放;协同治理;电除尘器;脱硫装置;脱硝装置引言:目前我国的烟气协同治理技术路线应用时间较短,超低排放的运行和维护经验相对不足。
为此,在介绍目前我国燃煤电厂超低排放改造技术现状的基础上,对我国已开展超低排放改造过程中及实际运行过程中存在问题进行了系统的总结分析,提出了合理改进运行建议,最后对我国超低排放各技术线路的经济性进行了比较分析和技术选择,并对燃煤电厂超低排放技术未来的发展趋势进行了展望。
一、CFB锅炉超低排放技术路线1、SO2超低排放技术路线CFB锅炉可以通过炉内加石灰石来进行脱硫,但对于达到SO2小于35mg/m3的超低排放要求,本研究推荐采用“炉内脱硫+尾部湿法FGD”的技术,而不采用许多研究者推荐的干法或半干法技术。
只有在特殊条件下,如严重缺水或寿命短的老机组、采用半干法脱硫又能满足当地环保要求的,才考虑选用半干法FGD技术。
2、NOx超低排放技术路线对于CFB锅炉NOx的超低排放,单纯的SNCR有时还难以满足要求,例如当原始NOx的排放浓度为200mg/m3时,要到达50mg/m3要求,至少需要75%的脱硝效率,SNCR不一定能保证,这时可以采用“SNCR+SCR”混合法,即将SNCR工艺的还原剂氨(或尿素)喷到旋风分离器入口,逃逸的氨可在SCR催化剂反应,进一步脱除NOx。
它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺,特别适合现有CFB锅炉脱硝的分步实施,即先安装SNCR工艺,当环保要求越来越严格后,再安装SCR装置。
燃煤电厂烟气污染物超低排放技术路线分析建设环境友好型的清洁燃煤电厂是大气污染防治的一条重要出路,对推进电力行业减排,实现可持续发展具有重要意义。
针对燃煤烟气中烟尘、S02和NoX超低排放技术要求,在收集大量资料和文献的根底上,介绍了超低排放典型技术路线原理、特点和工程应用情况,并对超低排放技术改造过程中存在的问题开展了总结,提出了超低排放的实施及技术路线应根据燃煤电厂的资源环境情况和自身实际情况做出合理选择。
建设环境友好型的清洁燃煤电厂是大气污染防治的一条重要出路,对推进电力行业减排,实现可持续发展具有重要意义。
20**年9月12日,国家发展和改革委员会、环境保护部、国家能源局联合印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划(20**—20**年)》提出,东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本到达燃气轮机组的排放限值,中部地区新建机组原则上接近或到达燃气轮机组排放限值,鼓励西部地区新建机组接近或到达燃气轮机组排放限值。
**、**等地首先出台扶持政策,随之在全国范围内推广。
目前国内外并没有公认的燃煤电厂大气污染物超低排放的定义,实际应用中多种表述共存,如“超低排放”、“近零排放"、“超净排放”等等。
相关表述和案例的共同点是将燃煤锅炉排放的烟尘、S02和NOX这3项污染物浓度与《火电厂大气污染物排放标准》(GBI3223—20**)中规定的天然气燃气轮机组大气污染物排放浓度限值相比较,将数值上达到或低于天然气燃气轮机组限值的情况称为燃煤机组的“超低排放”,即烟囱出口处烟尘V5mg∕m3、S02V35mg∕m3.N0X<50mg∕m3(该浓度为基准氧含量折算排放浓度,其中燃煤锅炉基准氧含量取6%,燃气轮机组取15%)。
1烟气污染物超低排放技术路线介绍超低排放就是通过多污染物高效协同控制技术,打破燃煤机组单独使用脱硫、脱硝、除尘装置的传统烟气处理格局,实现选择性催化复原(SCR)反应器、低低温除尘设备、脱硫吸收塔及湿法静电除尘等环保装置通过功能优化和系统优化有机整合。
燃煤电厂超低排放技术路线对比分析2014年9月12日,国家发改委、国家环保部、国家能源局联合发文“关于印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014 —2020年)》的通知”中要求,稳步推进东部地区现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组和有条件的30万千瓦以下公用燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的环保改造。
燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条牛下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米。
针对“行动计划”,国内火力发电集团提出了“超净排放(50、35、5(氮氧化物、二氧化硫、烟尘浓度))”、“近零排放”、“超低排放”、“绿色发电”等类似的口号。
二、目前主流的超低排放技术介绍(一)脱硝改造1、低低氮燃烧器改造常规低氮燃烧器约75%勺NOX是在燃尽风区域产生的,低低氮燃烧器是通过改造燃烧器,调整二次风和燃尽风的配比,增加燃尽风的比例,大幅度减少燃尽风区域产生的NOX从而有效降低NOX非放。
图1低低氮燃烧器改造的优势分析2、脱硝催化剂增加备用层催化剂加层是简单有效的提咼脱硝效率、降低NOX 非放的方法,目前在各大电厂超低排放改造中广泛使用 通过增加催化剂和喷氨量,可以进一步增加烟气中NOX 和氨的反应 量,减少NOX 非放。
小结:两种改造方式投资都比较高,相比之下,燃烧器改造的一次性投入大,而催化剂加层的运行成本很大,远期投资要比低低氮燃烧器要大得多。
低氮燃烧器改造用于四角切圆直流燃烧器的比较 多,改造也都比较成功,而用于对冲布置的旋流燃烧器的案例较少,而且经常会带来屏过结焦严重、 超温等影响锅炉安全运行的问题, 对 于炉膛出口烟温和排烟温度较高、容易结焦的锅炉来说不是太合适。
相比之下脱硝催化剂加层的效果是比较确定的,脱硝加层会带 来100-150Pa 的阻力增加,影响不大,但是单纯依靠加层和增加喷氨 量来提高脱硝效率,将会带来氨逃逸的增多,同时S02转S03的数量也会增大,常规烬烧器煽烧器逃逸的NH3与SO3反应生成NH4HSQ4亥物质在150-190 C 时为鼻涕状粘稠物质,增加的NH4HSO4可能会造成空预器差压上升甚至造成堵塞,影响空预器的运行效率和运行安全。
科技成果——燃煤锅炉除尘脱硫脱硝超低排放技术适用范围
适用于电力、市政、钢铁、有色、建材等行业的燃煤锅炉除尘脱硫脱硝超低排放控制
技术原理
超净技术路线:SCR或SNCR+SCR脱硝→布袋除尘→高效湿法脱硫。
工艺流程
由燃煤锅炉排出的烟气,经SCR或SNCR+SCR脱硝后,进入布袋除尘器进行高效烟气除尘,再由引风机进入脱硫反应塔脱除SO2,净化后烟气通过烟囱排放。
关键技术
SNCR+SCR联合脱硝工艺;直通均流高效节能袋式除尘器;高效
喷淋空塔脱硫系统,包括气流分布板、增效环、高效喷淋系统、精细化设计高效除雾器等;多污染物协同脱除,达到综合治理最佳的效果。
典型规模
该技术能广泛应用于电力、市政、钢铁、有色、建材等行业的燃煤锅炉除尘脱硫脱硝超低排放控制。
应用情况
该技术实施在沈阳热电厂3、4号锅炉烟气除尘、脱硫、脱硝项目等。
典型案例
(一)项目概况
沈阳热电厂始建于1958年,目前建有8台燃煤机组,二期工程2×25MW机组即#3、#4炉,于1983年建成投产。
#3、#4炉烟气除尘、脱硫、脱硝装置于2015年11月建成投运,设备运行正常。
(二)技术指标
项目实施后颗粒物排放浓度≤10mg/Nm3;氮氧化物排放浓度≤50mg/Nm3,SO2排放浓度≤35mg/Nm3,均达到超低排放要求。
(三)投资费用
该项目总投资约8000万元。
(四)运行费用
本燃煤锅炉烟气除尘脱硫脱硝协同治理技术,相较于传统工艺,更加高效节能,能达到多污染物协同高效治理的目的,沈阳热电厂#3、#4炉烟气除尘脱硫脱硝装置运行电耗约3700kWh/h。
超低排放标准下燃煤工业锅炉技术路线介绍
我国燃煤工业锅炉广泛应用于冶金、化工、水泥、造纸、供电等多个行业,多年来由于技术装备落后、运营管理水平不高、环保措施不到位等因素,造成了非常严重的污染。
近年来,随着烟气治理技术不断发展,国家对烟气污染物的排放控制日趋严格。
要求所有具备改造条件的人没电厂,到2020年力争实现烟尘、SO2、NO x在基准氧含量6%的条件下,排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。
就目前的政策来看,针对燃煤工业锅炉超低排放的开发推广已是大势所趋。
一、主流污染控制技术
燃煤锅炉的主流污染控制技术是袋式除尘技术、湿式电除尘、湿法脱硫技术、低氮燃烧技术、SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术。
1、除尘技术
1)干式除尘
袋式除尘技术是一种利用袋状过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的干式除尘技术。
目前根据烟气的温湿度、原始灰尘浓度、酸碱度等使用条件的不同,已开发出多种耐热性良好、化学性能稳定、过滤效率出色的滤袋产品。
袋式除尘技术效率高,一般可达到99.5%以上,烟尘排放质量浓度可低于30mg/m3,对亚微米颗粒具有较高的分级除尘效率,已广泛应用在各工业领域,成为中国大气污染控制的主流技术。
2)湿式电除尘
湿式电除尘采用液体冲刷集尘极表面进行清灰,不受粉尘比电阻影响,可有效捕集效率低的污染物,主要用于解决湿法脱硫出口复合污染物(石膏雨、酸雾、细微颗粒物,超细雾滴,汞等)排放问题,酸雾去除率可达到95%,尘可到到5mg/m3以下。
2、湿法脱硫技术
湿法脱硫技术是一种用碱性氧化物水溶液或水浆液在吸收塔内喷淋洗涤烟气中SO2的技术。
根据采用脱硫剂的不同,常用的湿法脱硫技术有石灰石/石膏法、氨法和氧化镁法等三类,脱硫效率均能达到95%以上。
湿法脱硫技术在电力、冶金、石化等行业应用广泛,占世界脱硫总装机容量的85%左右。
中国90%以上的烟气脱硫工程采用石灰石/石膏湿法脱硫工艺,辽宁、山东等镁矿储量较为丰富的地区会应用氧化镁法脱硫工艺。
3、NO x控制技术
1)低氮燃烧技术
低氮燃烧技术是采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等手段,通过延缓燃烧进程或稀释烟气显热,以控制热力型NO x的一类技术的统称。
国家环境保护燃煤工业锅炉节能与污染控制工程技术中心采用空气分级燃烧和烟气再循环等方式,开发的新一代煤粉工业锅炉燃烧器已可实现NO x折算初始排放浓度<200mg/m3。
2)SNCR脱硝技术
SNCR选择性非催化还原是一种通过向高温烟气中尿素或氨基化合物作为还原剂,有选择性地把烟气中的NO x还原为N2和H20的脱硝技术。
操作温度在800℃~1000℃,脱硝效率在30%~80%。
3)SCR脱硝技术
SCR选择性催化还原是一种基于在催化剂的作用下,通过向烟气中喷入尿素或氨基化合物作为还原剂,有选择性地将烟气中的NO x还原为N2和H2O的脱硝技术。
操作温度与催化反应的活性温度范围有关,以V2O5/TiO2金属氧化物为例,反应温度在260℃~425℃,脱硝效率在80%以上。
二、超低排放技术路线
氮氧化物和二氧化硫的超低排放对于目前的技术来说都不是难题,通过一定的措施较容易实现,技术难点是总尘控制,脱硫塔出口石膏雨、硫铵雨、酸雾等问题控制。
目前超低排放技术路线主要围绕这个难点呈现出两个主要
工艺技术路线,一个是烟尘的终端治理,主要以湿式电除尘为核心的技术路线,一个是烟尘终端治理,主要以湿式电除尘为核心的技术路线,二是烟气协同治理。
1、超低排放工艺路线一
锅炉→脱硝→烟气冷却器→干式除尘→烟气湿法脱硫→湿式电除尘→烟囱。
该技术路线是为满足烟尘排放浓度不高于mg/m3,在脱硫塔后面加装湿式电除尘作为二级除尘设备,目前主要用于石灰石-石膏法脱硫塔后面,在氨法脱硫用加湿电的成熟经验还不足。
湿式电除尘能够高效控制烟尘和去除石膏颗粒、SO3酸雾等污染物的排放,适合脱硫除尘老系统的升级改造或者对指标控制特别严格的地区。
2、超低排放工艺路线二
氧化脱硝→空气预热器→干式除尘→烟气湿法脱硫除尘协同处理→烟气再热(可选择安装)→烟囱。
为降低环保设备的运行和投资费用,高效烟气脱硫除尘协同处理技术成为了重要的研究方向。
该工艺技术路线是采用低温电除尘,电除尘前安装烟气再热器,烟气温度从120~140℃左右降低到烟气酸露点一下(约90℃)实现低温电除尘,有效控制尘和SO3含量,减轻后端处理难度。
保证进入脱硫塔入口的尘含量低于20mg/Nm3,当然在国内除尘有采用干式除尘,保证进入脱硫塔入口的尘含量低于30mg/Nm3,脱硫与除尘主要在脱硫塔内实现,该技术路线避免了湿式电除尘带来的高投资、高能耗、搞维护量。
三、结语
燃煤工业锅炉能源消耗量大,污染物排放量大,应参照政策要求,开展针对燃煤工业锅炉的超低排放技术改造。
选择技术可靠、经济性好的改造方案,对实现燃煤锅炉超低排放改造意义重大。
红外烟气分析仪厂商与产品推荐
单位名称:湖北锐意自控系统有限公司
产品推荐:红外烟气分析仪(低量程在线型)Gasboard-3000Plus
Gasboard-3000Plus是一款基于国际领先的非分光红外气体分析技术,由湖北锐意自控系统有限公司自主研发的新一代低量程在线烟气分析仪。
创造性采用隔半气室气路设计,在延续上一代产品稳定性能的同时,测量准确度更高,漂移更低,外界干扰(温度波动、电压波动等)对其影响更小。
同时具有如下特点:
①测量范围小于200ppm,满足国家环保行业标准;分辨率达到1ppm,适用于低浓度烟气认证;
②多组分测量气体间基本无交叉干扰,测量准确度高;
③数据管理简捷,可通过多种接口传输到上级集中控制系统;
④配置专业化预处理方案,自动化程度高,无需人工值守即可实现实时在线监测。