燃煤電廠超低排放技術(shù)路線對比分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:2014年9月12日，國家發(fā)改委、國家環(huán)保部、國家能源局聯(lián)合發(fā)文“關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》的通知”中要求，穩(wěn)步推進東部地區(qū)現(xiàn)役30萬千瓦及以上公用燃煤發(fā)電機組和有條件的30萬千瓦以下公用燃煤發(fā)電機組實施大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值的環(huán)保改造。

燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值(即在基準氧含量6%條件下,煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50毫克/立方米。針對“行動計劃”，國內(nèi)火力發(fā)電集團提出了“超凈排放（50、35、5（氮氧化物、二氧化硫、煙塵濃度））”、“近零排放”、“超低排放”、“綠色發(fā)電”等類似的口號。

一、目前主流的超低排放技術(shù)介紹

（一）脫硝改造

1、低低氮燃燒器改造常規(guī)低氮燃燒器約75%的NOX是在燃盡風區(qū)域產(chǎn)生的，低低氮燃燒器是通過改造燃燒器，調(diào)整二次風和燃盡風的配比，增加燃盡風的比例，大幅度減少燃盡風區(qū)域產(chǎn)生的NOX，從而有效降低NOX排放。

圖1低低氮燃燒器改造的優(yōu)勢分析

2、脫硝催化劑增加備用層催化劑加層是簡單有效的提高脫硝效率、降低NOX排放的方法，目前在各大電廠超低排放改造中廣泛使用。通過增加催化劑和噴氨量，可以進一步增加煙氣中NOX和氨的反應(yīng)量，減少NOX排放。

小結(jié)：兩種改造方式投資都比較高，相比之下，燃燒器改造的一次性投入大，而催化劑加層的運行成本很大，遠期投資要比低低氮燃燒器要大得多。低氮燃燒器改造用于四角切圓直流燃燒器的比較多，改造也都比較成功，而用于對沖布置的旋流燃燒器的案例較少，而且經(jīng)常會帶來屏過結(jié)焦嚴重、超溫等影響鍋爐安全運行的問題，對于爐膛出口煙溫和排煙溫度較高、容易結(jié)焦的鍋爐來說不是太合適。

相比之下脫硝催化劑加層的效果是比較確定的，脫硝加層會帶來100-150Pa的阻力增加，影響不大，但是單純依靠加層和增加噴氨量來提高脫硝效率，將會帶來氨逃逸的增多，同時SO2轉(zhuǎn)SO3的數(shù)量也會增大，逃逸的NH3與SO3反應(yīng)生成NH4HSO4，該物質(zhì)在150-190℃時為鼻涕狀粘稠物質(zhì)，增加的NH4HSO4可能會造成空預(yù)器差壓上升甚至造成堵塞，影響空預(yù)器的運行效率和運行安全。

（二）脫硫改造

1、脫硫除塵一體化技術(shù)單塔一體化脫硫除塵深度凈化技術(shù)是國內(nèi)自主研發(fā)的專有技術(shù)，該技術(shù)可在一個吸收塔內(nèi)同時實現(xiàn)脫硫效率99%以上，除塵效率90%以上，滿足二氧化硫排放35mg/Nm3、煙塵5mg/Nm3的超凈排放要求。

超凈脫硫除塵一體化裝置是旋匯耦合裝置、高效節(jié)能噴淋裝置、管束式除塵裝置三套系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)合的一體化設(shè)備，應(yīng)用于濕法脫硫塔二氧化硫去除。

旋匯耦合器基于多相紊流摻混的強化傳質(zhì)機理，通過產(chǎn)生氣液湍流，大大提高傳質(zhì)速率，從而達到提高脫硫效率的目的。CFD模擬結(jié)果顯示，加裝耦合器后塔內(nèi)的煙氣分布更加均勻。

圖2下圖為管束式除塵器示意圖及流場模擬結(jié)果

除了旋匯耦合器，脫硫除塵一體化技術(shù)還通過管束式除霧器、增加噴淋層等方式提高脫硫、除塵效率；脫硫除塵一體化技術(shù)主要具有如下優(yōu)勢：

1）效率高。在一個吸收塔里同時完成脫硫除塵，目前可以達到現(xiàn)階段最嚴格的深度超凈脫除的要求，二氧化硫達到35mg/m3以下，粉塵5mg/m3以下。

2）費用低。該技術(shù)在保證高性能的前提下，盡量降低能耗，比同類技術(shù)運行費用電耗低20-30%左右。

3）投資少。該技術(shù)可以在原有裝置基礎(chǔ)上進行改造完成，對于新建電廠，不會額外增加占地和新建費用，投資比傳統(tǒng)技術(shù)低40%左右。

4）運行維護簡單。該技術(shù)在設(shè)計研發(fā)過程中盡量簡化操作，保證零件質(zhì)量，降低更換頻率，從用戶角度減少零件的運行和維護壓力。

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