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    火电企业超低排放改造:SO3和烟尘的协同脱除控制技术

    发布时间:2017/09/07 点击量:0
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      煤中有机硫、单质硫、以及无机硫中的硫化亚铁统称为可燃硫,煤燃烧过程中几乎所有可燃硫都会被氧化为SO2。炉膛内SO2向SO3转化机理比较复杂:一是火焰内部产生的原子态O与SO2直接发生氧化;二是在飞灰催化剂和高温下,SO2与氧气反应生成SO3。虽然国家层面暂未对SO3排放提出控制要求,但是由于SO3是形成酸雨的主要原因,也是大气PM2.5的重要来源之一,因此随着环保标准越来越严格,燃煤电厂对SO3的管控应提上日程。

      目前国内绝大部分火电厂并未安装专门针对脱除SO3的环保设施,由于硫酸雾极易吸附在烟尘颗粒表面,因此对于目前火电企业超低排放改造来说,在改造时可以统筹考虑SO3和烟尘的协同脱除。

      1、低低温电除尘器协同脱除

      低低温电除尘器由低温省煤器和电除尘器组成。该技术是在电除尘器上游设置换热器,使电除尘器入口烟温降低至酸露点(90℃)左右,此时SO3形成硫酸雾吸附在烟尘颗粒表面,在电除尘器中被除去。回收的热量可用于再加热进入烟囱的烟气,防止烟囱腐蚀,也可用于加热锅炉补给水或汽机凝结水,换热采用的媒介是水。主要有两种工艺路线:路线一为从空预器出来的热烟气通过换热装置加热汽机低加引来的水,汽机冷凝水得到额外的热量后与主凝结水汇合,这样可以减小汽机冷凝水在低加回路系统中所消耗的抽汽量,实现节能的目的;路线二有两级换热器,第一级换热器在静电除尘器前,第二级换热器在烟囱前,两级换热器通过水对烟气进行换热,通过水循环,可以将脱硫塔出来的烟气再加热到80℃左右,不仅可以防止烟囱酸腐蚀,还可以满足烟气扩散对烟温的要求。

      通过低低温电除尘器,可以除去烟气中90%以上的SO3。但是低低温电除尘器对于煤质存在适用范围,目前主要采用灰硫比的技术指标进行判定,灰硫比为燃煤烟气中烟尘量与SO3量之比。研究表明:我国大部分煤种灰硫比都在50以上,适合低低温电除尘器技术改造。

      2、湿式电除尘器协同脱除

      湿式电除尘器是布置在烟气处理设施末端的设备,其与干式电除尘器主要区别是清灰方式不同,湿式电除尘器利用水膜清灰,可以高效脱除吸附在颗粒物表面的硫酸雾,其对SO3脱除率可以高达95%,为防止烟气旁路携带,应采用立式结构,根据现场条件,可采用烟气下进上出或上进下出布置放置,位置可以在吸收塔顶或吸收塔后。由于工作在酸性潮湿环境中,湿式电除尘器极板、极线、外壳应采用防腐等级高的金属制成,一般要求采用316L不锈钢或以上等级抗腐蚀金属材料,采用合金材料时,需连续喷淋阳极板以保持极板清洁,因此需要加装一套循环水及加药处理设施,产生废水量约20~30t/h,运行时应考虑解决系统水平衡问题。近年来有开发耐腐性优异的柔性电极或导电玻璃钢材料,无需进行连续冲洗,耗水量较少,但其燃点较低,若发生放电、失火等造成烟气温度升高容易毁坏湿式电除尘器。由于湿式电除尘器属于精处理设备,除尘效率一般在75%左右,因此入口烟尘含量不宜过高。

      随着燃煤电厂大规模实施烟气超低排放改造,在改造时应统筹考虑SO3、烟尘等的协同控制改造,目前这两种改造方式都可以达到较好的SO3脱除效果,但各有优缺点,低温省煤器可以实现节能的目的,但对燃煤灰硫比有要求,湿式电除尘器为烟气处理设施末端的精处理设备,但产生废水量较多,电厂可以根据燃煤煤质、场地条件、改造费用、废水处理方式等选择合适的改造工艺。

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