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        鍋爐煙氣超低排放改造方案的選用
        點擊次數:1640 發布時間:2017-09-05

        目前我國部分地區大氣污染嚴重,火電廠鍋爐煙氣廢物排放是主要污染源之一,由于目前嚴峻的環保壓力,燃煤電廠煙氣超低排放改造是國內電廠都要進行的一次系統改造,目前超低排放有多種工藝方案,如何確定方案至關重要,關系到投資成本、二次廢物排放、運營成本、安全危險程度等。

        超低排放

        關鍵詞:半干法;脫硫脫硝;超低排放

        1、目前我國大氣污染的現況

        中國大氣污染的主要來源是生活和生產用煤,主要污染物是顆粒物、SO2、NOx。是影響城市空氣質量的主要污染物,SO2、NOx污染也保持在較高水平,是形成霧霾、酸雨天氣的主要因素,燃煤煙氣排放成為大氣污染的主要污染源之一。

        鑒于目前嚴重的污染現狀,國家頒布了《中華人民共和國環境保護法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》和相關條例,制定了版《火電廠大氣污染物排放標準》。

        2015年8月18日,山東省環保廳印發《關于加快推進燃煤機組(鍋爐)超低排放的指導意見》,意見指出:全省單臺10蒸t/h以上燃煤鍋爐全部進行超低排放改造,超低排放指標要求在6%基準含氧量條件下,SO2排放濃度不高于35mg/m3,NOx排放濃度不高于50mg/m3,煙塵排放濃度不高于5mg/m3。

        2國內主要的超低排放方案的比較

        目前,常規的鍋爐煙氣超低排放改造路線通常為3種:(1)選擇性非催化還原脫硝技術(SNCR)+選擇性催化還原脫硝技術(SCR)+石灰石-石膏/鎂法/氨法脫硫技術+濕式電除塵器。

        (2)強氧化劑脫硝+半干法脫硫+布袋除塵系統。

        (3)催化氧化法脫硝+半干法脫硫+布袋除塵器系統。

        *種方案的主要優點在于氨法是氣液相反應,反應速率快,吸收劑利用率高,能保持脫硫效率95%~99%;缺點是:投資及運行成本比較高,氨法工藝系統復雜,整體初投資費用較高;存在氨逃逸、氣溶膠等問題;液氨作為吸收劑,其來源比較麻煩,且存在運輸和儲存等方面的安全風險;配套的液氨儲罐及氨站屬重大危險源,是每次各類安全檢查*的監督檢查項目,更是麻煩,這也是無副產氨水的火電廠不愿意接受的一個主要原因。

        第二種方案同上述*種方案工藝路線相比,流程簡單,不存在低溫腐蝕及水污染問題,但由于采用強氧化劑,系統整體運行安全性降低,主要是由于強氧化劑如亞氯酸鈉等易燃,同時,強氧化劑生產制造成本過高,采用該工藝經濟性較差。另外二氧化硫與二氧化氮雖同為強酸性氣體,但兩者同吸收劑發生酸堿反應的化學反應速率相差較大,因此,對反應器設計要求較高。

        第三種方案,催化氧化脫硝+半干法脫硫+布袋除塵工藝也是在循環流化床半干法脫硫技術基礎上發展而來,目前,代表性的工藝煙氣循環流化床同時脫硫脫硝除塵技術。

        煙氣循環流化床同時脫硫脫硝除塵技術,不同于其他聯合脫硫脫硝技術,是指利用煙氣中原有的O2,通過使用低溫氧化催化劑,加速煙氣中的NO同O2反應生成NO2,后通過吸收劑Ca(OH)2將煙氣中的SO2和NO2同時吸收形成硫酸鹽和硝酸鹽,反應后的煙氣進入到尾部布袋除塵器進行煙塵收集。

        該技術的zui大特點為在不額外消耗氧化劑的條件下,實現了低溫煙氣中NO向NO2的轉化,且后續脫硫脫硝反應相互促進,同常規半干法脫硫技術相比脫除效率有明顯提升,該技術脫硫效率可以達到95%以上,脫硝效率超過85%,尾部脈沖袋式除塵器通過使用該公司*的新型脈沖清灰裝置及內部流場優化技術,保證了煙塵的超低排放。該技術可以滿足鍋爐煙氣超低排放的要求。

        超低排放

        圖1鍋爐煙氣超低排放改造方案工藝流程圖

        超低排放

        3循環流化床同時脫硫脫硝工藝的優勢

        該工藝是基于半干法的新型煙氣污染控制一體化技術,無論是與傳統濕法脫硫工藝還是與傳統半干法工藝相比較,在多種污染物協同脫除效果、工藝穩定運行、超低排放達標方面都有較大優勢:

        (1)技術先進,工藝流程與傳統循環流化床脫硫技術相似,配合使用催化劑及復合吸收劑,達到同時脫硫脫硝的功能,而且脫硫脫硝效率很高。

        (2)面對日漸嚴苛的環保要求,半干法技術較濕法相比有更大的升級空間,在多污染物協同控制的角度上看,半干法循環流化床脫硫脫硝技術就比濕法脫硫技術工藝集成度更高,投資省占地少,超低改造技術路線更加成熟豐富。

        (3)本工藝末端除塵設備為袋式除塵器,煙塵排放濃度可以控制在5mg/m3以內,可以控制PM2.5的產生,滿足國家對煙氣的煙塵超凈排放濃度的要求。

        (4)該工藝在脫除SO2、NOx的同時,對SO3、氯化物和氟化物吸收率超過90%。

        (5)在對汞等重金屬污染物的脫除效果方面,由于煙氣循環流化床工藝采用鈣基物質Ca(OH)2為吸收劑,對煙氣中的二價離子汞Hg2+及其他離子態重金屬污染物具有很好的脫除效果,同時脫硫配套的除塵裝置可以有效捕捉顆粒汞HgP。

        (6)解決了濕法脫硫副產物處置難問題,沒有廢水產生,生產過程中用水量極少,節約了水資源。

        (7)因吸收劑為干態,脫硫脫硝副產物也是干態,能直接利用氣力裝置輸送,脫硫渣與傳統半干法的脫硫渣不同,可以直接利用。

        (8)煙氣在塔內的停留時間較長,使SO2、NOx與吸收劑能得到充分的混合,提高了脫硫脫硝效率。

        (9)煙氣負荷大范圍(50%~110%)變化時下,系統仍可正常運行。

        (10)主體設備為空塔,內部支撐件和可動部件少,易損件少,主要彎曲處采用耐磨材料設計,工藝全程無腐蝕點,整個裝置檢修率低,可靠性高。

        4超低排放工藝方案選擇

        從有無廢水產生、是否產生低溫腐蝕以及副產物的處置等方面綜合比較分析,認為采用半干法脫硫+布袋除塵器工藝是實現鍋爐煙氣凈化的*選擇,但考慮到采用強氧化劑脫硝的各種弊端,因此,煙氣脫硝采用安全性更好、脫硝效率更高、運行成本更低的催化氧化法,即煙氣循環流化床同時脫硫脫硝除塵工藝對循環流化床鍋爐進行超低排放改造。

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