火電廠超低排放技術(shù)路線關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用

環(huán)保網(wǎng)訊:目前國(guó)內(nèi)外研究者在火電廠超低排放技術(shù)路線方面有一些研究成果。周洪光等針對(duì)燃用神華煤發(fā)電廠“近零排放”技術(shù)路線進(jìn)行了研究，提出了適用于神華煤的超低排放技術(shù)路線，但是其技術(shù)路線具有較大的局限性，對(duì)其他煤種的適應(yīng)性有較大的局限性。

孫獻(xiàn)斌等對(duì)循環(huán)流化床(circulatingfluidizedbed，CFB)鍋爐超低排放技術(shù)進(jìn)行了研究。曾庭華等針對(duì)CFB鍋爐超低排放技術(shù)路線，提出了基于濕法煙氣脫硫(fluegasdesulfurization，F(xiàn)GD)的CFB鍋爐協(xié)同控制超低排放術(shù)路線，即采用“選擇性非催化還原(ivenon-catalyticreduc-tion，SNCR)或選擇性催化還原(ivecatalyticreduction，SCR)脫硝技術(shù)+除塵器+濕法FGD技術(shù)+濕式電除塵器(wetelectrostaticprecipitator，WESP)”。

梁志宏對(duì)燃煤鍋爐高效低氮氧化物(NOx)協(xié)調(diào)優(yōu)化進(jìn)行了研究，研究了鍋爐高效低NOx調(diào)整優(yōu)化技術(shù)，開(kāi)發(fā)了燃煤鍋爐高效低NOx協(xié)調(diào)優(yōu)化系統(tǒng)。楊青山等對(duì)降低SCR脫硝裝置最低投運(yùn)負(fù)荷進(jìn)行了研究，提出了省煤器煙氣旁路式和限流式加低溫?fù)Q熱器的解決方案。

謝尉揚(yáng)等對(duì)提高SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度的方法進(jìn)行了對(duì)比分析，介紹了高溫?zé)煔饧訜帷⑹∶浩鞣侄尾贾?、旁路部分省煤器給水、提高鍋爐給水溫度等技術(shù)方法。熊桂龍等介紹了3種電除塵技術(shù)———低低溫電除塵器、WESP和電袋除塵器，分別采用理論和試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)3種電除塵器的脫除機(jī)理與脫除性能及在國(guó)內(nèi)外燃煤電站的應(yīng)用情況進(jìn)行了探討。

李德波等采用數(shù)值模擬方法對(duì)鍋爐燃燒和脫硝系統(tǒng)導(dǎo)流板優(yōu)化過(guò)程進(jìn)行了大量研究，為現(xiàn)場(chǎng)燃燒優(yōu)化及脫硝系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行提供了理論基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)其他研究者對(duì)火電廠脫硝、脫硫和除塵的超低排放技術(shù)進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究，取得了較好的工程應(yīng)用效果;但是目前很少有研究者針對(duì)火電廠超低排放優(yōu)化技術(shù)路線進(jìn)行系統(tǒng)的研究，同時(shí)缺乏指導(dǎo)火電廠超低排放技術(shù)改造的技術(shù)路線。

在當(dāng)前火電廠超低排放改造背景下，對(duì)技術(shù)路線的系統(tǒng)研究的缺乏嚴(yán)重制約了火電廠全面超低排放改造實(shí)施，因此開(kāi)展火電廠超低排放技術(shù)路線選擇研究及工程應(yīng)用，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。

本文針對(duì)火電廠超低排放技術(shù)路線選擇進(jìn)行了系統(tǒng)研究，鍋爐爐型包括傳統(tǒng)煤粉鍋爐和CFB鍋爐，鍋爐容量為300MW到1050MW鍋爐等，主要研究了不同類型鍋爐(煤粉爐和CFB鍋爐)進(jìn)行超低排放改造時(shí)，技術(shù)路線選擇的依據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)改造需要解決的關(guān)鍵技術(shù)難題，為火電廠進(jìn)行超低排放改造提供一種指導(dǎo)。

1煤粉爐超低排放技術(shù)路線

1.1二氧化硫(SO2)超低排放技術(shù)路線

1.1.1 SO2超低排放改造技術(shù)現(xiàn)狀

目前火電廠石灰石-石膏濕法FGD工藝主要有:石灰石/石膏濕法、海水法、氨水洗滌法、煙氣CFB法及其他工藝(如MgO法、活性炭吸附法、一體化脫硫、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法等等)。

對(duì)于已投運(yùn)的FGD裝置來(lái)講，要通過(guò)擴(kuò)容改造提高其脫硫能力，最常用的方法主要有提高液氣比和優(yōu)化吸收塔的設(shè)置(如增加托盤、增加性能增強(qiáng)環(huán)等)等，此外，如氧化風(fēng)量不夠或漿池容積不夠，還需做相應(yīng)的改造。采用更高活性的吸收劑也是一種方法。

1.1.2 FGD超低排放改造優(yōu)化技術(shù)

SO2超低排放技術(shù)的選擇與鍋爐燃煤含硫率即FGD系統(tǒng)入口的SO2濃度有直接關(guān)系。根據(jù)GB/T15224.2—2010《煤炭質(zhì)量分級(jí)第2部分:硫分》規(guī)定(見(jiàn)表1)，煤中干燥基全硫分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))St，d>3.00%的煤為高硫分煤，該標(biāo)準(zhǔn)適用于煤炭勘探、生產(chǎn)和加工利用中對(duì)煤炭按硫分分級(jí)。

國(guó)家環(huán)保總局提出在煤炭流通和使用領(lǐng)域，St，d>2.00%的煤就應(yīng)該稱為高硫煤。本研究中將電廠的煤按收到基硫分Sar分為三類:低硫煤，Sar≤1.00%;中硫煤，1.00%2.00%，以此來(lái)選擇SO2超低排放的FGD技術(shù)。由于鍋爐煙氣中SO2的實(shí)際排放濃度(文中污染物排放濃度均為質(zhì)量濃度)和折算含硫量成正比，即科學(xué)地判斷不同煤種的SO2排放濃度，不能只比較其收到基含硫量，而應(yīng)比較其折算含硫量，即要和煤的發(fā)熱量聯(lián)系起來(lái)。

因此對(duì)于相同容量的鍋爐，燃用不同發(fā)熱量的煤種，即使煤的收到基含硫量相同，其SO2的實(shí)際排放濃度是不相同的。

一般來(lái)說(shuō)，煤每1MJ發(fā)熱量所產(chǎn)生的干煙氣體積在過(guò)量空氣系數(shù)α=1.40〔基準(zhǔn)氧體積分?jǐn)?shù)φ(O2)=6%〕時(shí)為0.3678m3/MJ，這個(gè)估算值的誤差在±5%以內(nèi)。相應(yīng)于煤每1MJ發(fā)熱量的含硫量稱為折算含硫量MZS(單位為g/MJ)，即

式中Qar，net，p為煤的收到基低位發(fā)熱量，MJ/kg。這樣可得

式中:ρ(SO2)為煙氣中SO2的實(shí)際排放濃度，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，干基，φ(O2)=6%，單位mg/m3;K為硫的排放系數(shù)。

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