某厂超净排放改造技术应用研究

某厂超净排放改造技术应用研究

(福建大唐国际宁德发电有限责任公司355006)

摘要:二氧化硫、烟尘及氮氧化物是燃煤电厂三种主要大气污染物。对于国内在役燃煤电厂来说,实施烟气超净排放改造的难点往往在于烟尘的“超净”治理。文章以某电厂为平台,通过分析介绍该技术在该电厂中的应用,介绍了通过综合运用该工艺以实现燃煤电厂烟尘超净排放的可行性,为同类型电厂技改提供一定的借鉴。

关键词:超净排放、协同改造、烟气均布、径流式

引言

某省环保厅进行了摸底排查,要求电力企业在2017年底前做到超净机组的排放标准改造后大气污染物排放浓度基本达到超净排放限值即SO2≤35mg/m3,NOx≤50mg/m3,烟尘≤10mg/m3。在此背景之下,各火电企业开展了一轮大规模的火电厂烟气超低排放改造行动。

1超净排放技术路线选择

该厂经历数次改造加装脱硝、除尘提效装置、低温省煤器后,超低改造集中在炉后狭小场地中,交叉作业难以避免,施工安全风险大。同时国内超低排放改造技术路线繁多所以选择技术路线显得尤为重要,需遵循以下几大原则:

1、尽可能降低工程量与改造风险,且改造后系统安全稳定。

2、改造技术具有前瞻性,必须具备一定潜力适应未来更高的环保要求,避免下次技改。

3、改造后机组对煤种的适应范围要增宽,提升公司核心竞争力。

4、在减排的同时,系统具有较强适应能力,实现最大限度的节能。

2015年初该厂电厂根据调研结果,确定了改造方案。为保证脱硫正常运行达到出口标准,电除尘采用了新技术导电滤槽+高频电源改造,保证电除尘出口小于20mg/Nm3,脱硫吸收塔设计浆池有效容积保证浆液停留时间>4min,#1、#2号脱硫塔浆池提高4.78米,#3、#4号脱硫塔浆池提高3.2米,为保证烟气均流效果原有吸收塔最下层喷淋层至入口烟道顶面之间的距离提高为2.5m,增加了托盘烟气均布装置,为保证脱硫的除尘效果,吸收塔内设置一级管式+三级高效除雾器取代原二级除雾器脱硫塔的出口改造为正圆锥顶出,本次改造新增加了循环泵一台,整体处理能力有效增加。

2超净排放改造技术特点分析

2.1吸收塔脱硫除尘协同改造

2.1.1采用烟气均流装置(合金托盘)

本次改造增加托盘后能够有效的提高反应效率提高反应时间烟气由吸收塔入口进入,形成一个涡流区。烟气由下至上通过合金托盘后流速降低,并均匀通过吸收塔喷淋区。如图1所示:

图1吸收塔内流速截面图

从图1可以看出,设置托盘后,进入吸收塔的气体流速得到了很好的均布作用,大部分气体流速处在平均流速范围内;而没有托盘时,气体的流速分布比例分布范围较宽。托盘的设置可以提高吸收剂利用率;由于托盘可保持一定高度液膜,增加了烟气在吸收塔中的停留时间。当气体通过时,气液接触,可以起到充分吸收气体中部分污染成分的作用,从而有效降低液气比,提高了吸收剂的利用率,从而降低了循环浆液泵的流量和功耗。

2.1.2优化浆液喷淋方案同时采用一级管式+三级高效屋脊除雾器增加处理能力

吸收塔喷淋层喷嘴采用高效喷嘴,喷淋层与喷淋层的上下间距不小于2m。提高了脱硫效率同时增加了烟气与浆液的反应时间。采用管式除雾器去对大雾滴进行拦截,同时还兼顾有均衡流场的作用阻止大部分携带粉尘与石膏浆液直接进入二级除雾器,粉尘与石膏浆液粘在管式除雾器上更易冲洗干净。从而使屋脊式除雾器不易出现二次带水现象。同时选用三级高效屋脊除雾器,提高除雾效果的同时保证了吸收塔出口粉尘含量维持在较低水平。

2.2静电除尘器升级改造

2.2.1采用径流式收尘装置(导电滤槽)对静电除尘进行提效改造

该厂电除尘改造采用在电除尘三、四、五电场本体内部增加径流式收尘装置,对应的收尘板增加顶部振打器,将一、二、三电场工频电源更换为高频电源。

图2径流式除尘装置工作原理图

从图2可以看出荷电粉尘主要受到垂直收尘板表面的电场力和平行收尘板面的气流的作用,其合力方向正好指向径流式收尘板进口处,由于粉尘带负电,而径流式收尘板是正极,因此导电径流式收尘板能有效捕集和过滤进入的粉尘,而且不会出现二次烟尘现象,它既有静电捕集粉尘的功能也有拦截过滤粉尘的作用,而且可提高收尘面积25%以上,同时还可起到电场中气流均布的作用。

同时径流式除尘装置具有以下特点:

不会影响原电场的收尘效果,同时增加了拦截过滤粉尘功能,使收尘效率提高,可降低烟尘排放浓度25-35%;径流式极板收尘装置接近于在电场内每个通道增加了一块极板的收尘面积,增加收尘面积是从根本上提高除尘效率;有利于各电场气流均布的均匀性,利于收尘效率的提高;不会增加能耗,也不会出现大面积拆改设备造成的损失;本体阻力会略有增加,每层约增加15Pa,三四五合计约45Pa;设备相比较转动极板在除尘器内部没有转动部件,运行可靠稳定,维修简单。

4结束语

通过优化设计路线,加强现场施工管理,该厂圆满完成四台机组超净排放改造,从机组改造后的测试效果来看,脱硫系统的出口环保参数均达到设计值,圆满完成改造任务。

参考文献:

[1]中华人民共和国环境保护部,国家质量监督检验检疫局.火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)[S].

[2]煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)[R].发改能源(2014)2093号,2014.

[3]杨西蓉.电厂湿法烟气脱硫吸收塔流场分析及工程应用[D].重庆大学,2012.

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