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摘要:随着我国社会主义市场经济的飞速发展,我国各个行业都得到了极大的提升,当前,为达到超低排放的要求,大气污染治理的各种技术也得到大力发展,由于超低排放改造中粉尘的脱除主要是对原有除尘器的优化改进,部分电厂采用了湿式电除尘(WESP)技术,但越来越多的电厂开始直接采用脱硫系统协同除尘的技术路线,因此本文重点对脱硫脱硝及湿式电除尘技术及其经济性进行了分析。脱硫、脱硝技术难以借助其他污染物脱除设备或新工艺进行协同脱除,超低排放改造依然主要依靠各污染物脱除设备自身的效果,因此研究方向仍集中在原有设备的提效研究上。比如基于石灰石-石膏湿法脱硫技术的单塔SPC-3D技术、BFI技术、U型塔技术、串联塔技术、双循环技术,基于SCR技术的SCR提效技术、SNCR+SCR协同脱硝技术等。此外,随着各种技术的不断发展,各种技术的投资和运行成本也存在着较大差异,合理选择不同污染物的脱除技术路线,有效控制投资和运行成本是我国在巨大环保压力下面临的难点。
关键词:燃煤电厂;脱硫;环保
引言
由于系统复杂,系统设备多,现有的湿法脱硫存在能耗高问题,因此,在实现排放最优的前提下,如何优化运行,降低厂用电,同时保证安全、高效的生产是湿法脱硫研究的热点。影响脱硫环保、经济指标的主要参数包括:吸收塔浆液pH值、吸收塔液位、浆液密度、浆液循环泵等。
1脱硫技术
在燃煤电厂等大型工业,脱硫技术仍然是以湿法脱硫技术为主。石灰石-石膏湿法脱硫采用石灰石浆液作为吸收剂,烟气经除尘器去除主要粉尘后进入吸收塔,并从塔底向上流动,石灰石浆液由上向下喷淋,烟气中的SO2与吸收剂充分接触反应,生成亚硫酸钙沉淀物落入浆液池,亚硫酸钙与氧化空气反应生成石膏,净化后的烟气从脱硫塔出口排出。据统计数据显示,中国电力行业的湿法脱硫技术约占91.75%,干法脱硫占3.36%,海水脱硫占2.35%,其他技术占2.54%。针对超低排放的改造要求,在传统石灰石-石膏法脱硫技术基础上,结合笔者对现有技术的统计和总结分析。得出,目前脱硫改造技术多种多样,但大多仍是基于石灰石-石膏湿法脱硫技术,新技术主要是对其传质效率和运行稳定性进行了提升。文丘里吸收塔、LLB-AIDA等技术由于运行成本较高,而平流塔、折流塔、鼓泡塔等脱硫效率有限,在超低排放改造中选择较少,而托盘塔、串联塔等技术由于投资和运行成本相对较低,且脱硫效率可达99%以上,基本能满足我国目前的超低排放改造对脱硫技术的要求,是目前的选择重点。
2燃煤电厂脱硫与环保
2.1工作原理
1)待整个系统全部安装完毕后,工作人员使用废水旋流器向系统三联箱内注入废水,同时起动搅拌器及加药装置。当澄清池内的水满溢出后流入废水箱,此时的水质还不能达到要求。工作人员通过查看排放泵出口的水质浓度来调节加药量,使排放的废水逐渐达到标准。2)压滤机主要是对泥进行脱水,然而由于进泥压力较大,因此设计人员与厂家联系对输送泵轴芯进行更换,并将输送泵的控制方式改为变频控制,最终将输送泵的频率保持在30%,这样能够使压滤机的入口压力控制在恒定的0.5MPa。3)压滤机内的滤板沟槽上的凸出部位能够对滤布进行支撑。废水流过过滤布并经过沟槽流出,再经过清水滤渣和压缩空气,将废水中的洗涤液清除。完成以上后工作人员将滤渣除掉,再更换滤布,进行下一轮的工艺。
2.2主动应用新技术,夯实过程管理
为减轻脱硫系统MGGH烟气加热器腐蚀、积灰,提高风机效率,降低用电率,经调研,决定在烟道尾部安装氟塑料换热器,该技术在国内百万机组尚属空白。为确保氟塑料换热器的顺利运用,电厂通过多种举措,夯实过程管理。(1)建立过程参数统计分析制度在集控画面上建立报警系统:黄字闪烁,表示运行参数已达或即将达到设定上限或下限;红字报警,表示设备参数超过标准,需检查设备。通过该系统,各级管理者可随时查看设备运行情况。新设备安装后,增加了同比、环比、与目标值对比、细分设备耗电量及趋势对比,且在对比维度、内容完整性和丰富性方面得到了很大提升。(2)坚持加强员工教育,完善培训制度氟塑料换热器在百万机组上的应用尚属首例,鉴于运行人员专业知识、业务水平参差不齐,为此,电厂每月安排了一次反事故演习,包括“换热器泄漏处理”“、换热器结垢应对”等。此外,专业工程师每月两次的授课,让有关人员熟悉氟塑料特点,了解巡检要点,掌握通过补水压力、补水泵启停次数等判断换热器运行情况,提升了稳定运行能力。(3)坚持严格规范的月度分析制度,优化换热器运行生产部门每月召开一次月度分析会,分析设备运行、抢修组织、信息联动、业务配合等方面存在的问题,及时协调解决。为将各项考核内容定量化,公司细化了经济小指标考核体系,增加了“环境税节支率挂靠经济指标奖”,为评价员工能力和节电意识提供了工具。运用新制度,实现了脱硫厂用电率的下降和运行质量的提升。
2.3脱硝前置
目前,在焦化企业得到应用的脱硝前置组合工艺主要有“热风炉+低温SCR脱硝+余热锅炉+石灰石石膏法脱硫”、“SCR低温脱硝+余热回收+双塔双碱半干法(D-RD)脱硫+两级除尘”、“SCR脱硝+余热回收+半干法脱硫+除尘”和“低温SCR脱硝+氨法脱硫+烟气再热”等。具体应用脱硝前置组合工艺的企业主要有山西焦化股份有限公司、首钢京唐西山焦化有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司焦化厂等。以山西焦化集团股份有限公司为例,该企业2#、3#焦炉烟道气中NOx和SO2前期排放浓度分别为1200mg/m3和200mg/m3,远远不能满足排放标准。因此,于2018年6月采用“SCR脱硝+余热回收+半干法脱硫+除尘”的组合工艺,建成了脱硫脱硝及余热回收装置。新建装置的脱硝反应器内装有专用的中低温SCR催化剂,催化剂的活性温区230~300℃,能够满足烟气最大量时脱硝效率达到87.5%以上的需求,同时SO2转化为SO3的转化率控制在1%以内,出口氨逃逸率≤5~8×10-6,该脱硝反应器能适应焦炉50%~100%负荷之间任何工况运行。该套装置直接利用焦炉烟道气原有温度进行脱硝,且烟气经过SCR反应器后,温度损失仅5~10℃,后序余热回收系统实现了对焦炉尾气余热的高效回收,实现了能量的梯级合理利用。整套装置的脱硫效率在90%~93%,脱硝效率达到89%~90%。
结语
总而言之,随着环保压力的进一步加大,为解决燃烧电厂在面临超低排放改造的投资和运行成本增加压力,应根据重点组成情况合理选择。同时,可考虑采用一些先进技术来进一步提升燃煤电厂的环保经济性。
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