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关于电力工业超低排放技术路径的科普贴

2017-09-22  来源:互联网      燃煤发电  超低排放  上大压小   

化石燃料清洁利用技术在电力工业中的应用由来已久。在化石燃料燃烧,燃烧气体进入烟囱排出前,利用一些污染物治理技术对潜在污染物(烟尘、氮氧化物、硫化物等)进行处理,使污染物达到超低排放,乃至近零排放,从而降低化石燃料燃烧对于空气环境的影响,这类化石燃料污染物治理技术一般被称为超低排放治理技术。具体来说有:

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低NOx燃烧技术

采用上下空气分级燃烧、浓淡分离技术,设置分离的燃烬风,使燃烧区形成弱还原气氛,并降低炉膛烟温,从而减少炉膛内NOx的生成,减轻下游脱硝工艺的建造成本和运行压力,为电厂的低NOx排放创造条件。

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▲燃烧器布置及燃烧器结构图

SNCR脱硝技术

SNCR(Selective non-catalytic reduction),即选择性非催化还原脱硝技术,是指无催化剂的作用下,在适合脱硝反应的“温度窗口(850 ~ 1150℃)”内喷入还原剂,将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。SNCR工艺脱硝效率相对较低。

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▲SNCR工艺流程图

SCR脱硝技术

SCR(Selective Catalytic Reduction),即选择性催化还原技术,是指在催化剂的作用和在氧气存在的条件下,NH3优先与NOx发生还原脱除反应,生成氮气和水。该技术脱硝效率较高,现常用于高效脱硝技术中。

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▲SCR工艺流程图

宽负荷脱硝技术

电力机组低负荷运行时,SCR的入口烟气温度会低于其投运温度,导致SCR无法投运,造成低负荷下的NOx排放超标。宽负荷脱硝技术则可解决这个问题。一般宽负荷脱硝技术有省煤器分级、零号高加、给水旁路、烟气旁路等,根据不同的机组类型选择运用上述技术,可提高低负荷下SCR的入口烟气温度,使机组在较低负荷下也可投入SCR脱硝。

MGGH或低低温省煤器

MGGH(管式换热器)或低低温省煤器的主要工作原理是降低通过静电除尘器的烟气容积流量,延长其停留时间,同时利用低温改善粉尘的比电阻和荷电性能,进而提高除尘效率。MGGH烟气升温段一般布置在烟囱入口前,烟气温度升高有利于烟气抬升和污染物扩散,减少石膏雨的发生。

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▲MGGH系统示意图

低低温静电除尘器与高效电源

与常规静电除尘器相比,在收尘面积相同的情况下,低低温静电除尘器可实现更高的除尘效率。因为经过MGGH或低低温省煤器后,烟气温度低于或接近烟气露点温度,烟气中的SO3析出后与碱性的尘中和,不仅可除尘,还可协同治理SO3。配合高频电源或者脉冲电源等高效电源技术,可进一步提高除尘效率,并节约电耗。

高效脱硫技术

主要包括PH值分区的高效脱硫技术、塔内增效高效脱硫技术和脱硫除尘一体化技术等,可使污染物SO2脱除至超低排放标准(排放浓度≤35mg/Nm³),且可大幅提高烟尘脱除效率(高效的吸收塔除尘效率可达75%甚至更高)。

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▲高效脱硫技术烟气分布及流速分布

WESP湿式除尘器

WESP湿式除尘器布置在脱硫吸收塔后,工作原理与干式除尘器类似,都是高压电晕放电使粉尘或水雾荷电,荷电的粒子在电场力的作用下到达集尘板。但在粉尘的清除方式上,干式电除尘器采用的是机械振打,而湿式电除尘器则采用冲刷液冲洗电极,避免了振打极板导致的二次扬尘。WESP还可进一步脱除粉尘、石膏、SO3、PM2.5等污染物。

循环流化床锅炉(CFB)脱硝及

半干法一体化脱硫除尘系统

循环流化床锅炉的特殊结构更利于SNCR技术的应用,其SNCR脱硝效率可达到60%~80%。CFB通过炉内脱硫结合炉后半干法一体化脱硫除尘技术,SO2的脱除效率可达99%以上,最终粉尘排放浓度可低于5~10mg/Nm³,满足超低排放的要求。

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▲CFB锅炉SNCR脱硝及干法一体化脱硫除尘系统

走在前列的

广东院超低排放技术

作为负责任的工程承包商,广东院不仅在燃煤发电、大型循环流化床发电、大型燃气-蒸汽联合循环发电、超洁净排放等领域拥有核心设计技术和丰富的工程管理经验,并致力于在项目中全面推行高效、节能、绿色、环保等理念,在追求电力工业建设精益求精的同时,将其中的先进技术应用于更广泛领域,创造更大环保和社会价值。

广东院成立了烟气污染物超低排放技术和大型循环流化床锅炉烟气净化处理系统研究等课题组。在高效脱硫、除尘、脱硝,循环流化床脱硫、除尘、脱硝,脱硫及除尘一体化等技术领域深耕细作,将超低排放技术不断推向新的阶段。

广东院密切跟踪了解设备的最新技术,深入研究设备性能,对脱硝、除尘、脱硫、脱汞技术进行一体化设计,在确保超低排放的同时降低造价。

广东院技术创新团队也是工程实施团队,将技术创新成果运用到工程中去,由技术创新转化为超低排放成果。

广东院近年来取得的清洁燃烧专利技术成果丰富,先后获得“一种提高脱硫效率的单塔双循环脱硫系统”、“一种循环处理锅炉热烟气与脱硫废水的装置”、“一种利用电厂锅炉烟气余热使尿素热解的装置”、“可调式脱硝烟温控制系统”等多项专利技术。

通过不断努力,广东院超低排放技术在实际应用中效能显著。

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惠州热电厂1号机组环保近零排放改造工程

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大埔电厂“上大压小”新建工程高效脱硫改造项目

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钦州电厂二期2×1000MW扩建工程

这些燃煤发电机组的排放指标已达到或超过天然气发电机组的排放标准。

广东院将竭尽全力开展技术创新,科学防治污染物,从源头控制和降低化石燃料使用对环境的影响,运用自身所长服务社会,创造价值,保卫蓝天,保卫民众赖以生存的地球环境。

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