超低排放脫硫除塵一體化技術(shù)及其問(wèn)題

高飛

摘 要：本文介紹了超低排放脫硫除塵一體化設(shè)計(jì)技術(shù)，及其在電廠(chǎng)上的應(yīng)用，并提供一些運(yùn)行數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)新超低排放脫硫除塵一體化FGD提供設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞：超低排放；脫硫除塵一體化；煙氣脫硫

中圖分類(lèi)號(hào)： T-19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）31-178-2

0 引言

2014年9月14日，由國(guó)家三部委發(fā)布的2016-2020年國(guó)家減排計(jì)劃，要求東部等地區(qū)火力發(fā)電廠(chǎng)污染物粉塵、SO2和NOX排放分別達(dá)到10、35和50mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)。近半年來(lái)，各大電力公司紛紛響應(yīng)國(guó)家的減排計(jì)劃，在新建和老機(jī)組改造上采用新技術(shù)和新方法使粉塵和SO2排放濃度達(dá)到10和35mg/Nm3的要求，特別是粉塵的排放，一些地區(qū)提出了更高的要求，甚至要求達(dá)到5mg/Nm3、2.5mg/Nm3的要求。

本文是基于近半年本人參加新建和老機(jī)組脫硫除塵一體化改造，對(duì)脫硫除塵一體化的技術(shù)路線(xiàn)和存在的問(wèn)題進(jìn)行論述。

1 超低排放脫硫技術(shù)

1.1 老機(jī)組的超低脫硫排放改造

為了實(shí)現(xiàn)超低排放的目標(biāo)，必須提高脫硫效率，由原來(lái)的效率一般低于99%提高到超過(guò)99%以上的效率，有的機(jī)組甚至達(dá)到99.5%左右。

提高脫硫效率的基本措施是提高液氣比L/G和增加煙氣與石灰石漿液的接觸，使煙氣與石灰石漿液充分接觸而發(fā)生反應(yīng)。目前主要采用在老塔加裝噴淋層、老塔加噴淋層+塔外漿池、串塔、單塔雙循環(huán)和雙塔雙循環(huán)等技術(shù)來(lái)解決脫硫效率提高而引起的增加液氣比和需要加大漿液反應(yīng)池容積等措施，除了上述技術(shù)方法外，在吸收塔內(nèi)加裝托盤(pán)、湍流裝置或截流環(huán)等，進(jìn)一步增加煙氣與石灰石漿液的接觸，有效地增加脫硫反應(yīng)的效果，在脫除SO2的同時(shí)，也有效脫除煙氣中的粉塵。對(duì)老塔的改造，加裝的噴淋層一般布置在老塔噴淋層的上面，增加漿液在吸收塔內(nèi)的停留時(shí)間，從而增加石灰石漿液與煙氣反應(yīng)的時(shí)間，有利于SO2的脫除。表1是大唐集團(tuán)太原第二發(fā)電廠(chǎng)七期13號(hào)機(jī)組采用單塔內(nèi)加裝管式湍流裝置及噴淋層的改造方案，于2014年11月投入運(yùn)行，運(yùn)行效果良好。

1.2 新機(jī)組的超低脫硫排放技術(shù)

對(duì)新設(shè)計(jì)的脫硫裝置，可以全面考慮各方面的因素，在保證脫硫效率的同時(shí)，特別要考慮在吸收塔內(nèi)粉塵的去除，要求吸收塔內(nèi)選擇合適的煙氣速度，增加進(jìn)口煙道至最下部噴淋層的距離，在吸收塔噴淋層下部加裝托盤(pán)或湍流裝置，使石灰石漿液與煙氣充分接觸和反應(yīng)，加大噴淋層之間的距離，加大最上層噴淋層至除霧器最下端的距離，加大除霧器上端至出口煙道的距離，使吸收塔內(nèi)流場(chǎng)更均勻，同時(shí)采用高效除霧器等，這些措施都有利于增加煙氣在吸收塔內(nèi)與石灰石漿液的接觸時(shí)間，在提高脫除SO2效率的同時(shí)，更有利于脫除煙氣中的粉塵。

1.3 高硫煤超低脫硫排放技術(shù)

對(duì)吸收塔入口SO2濃度達(dá)到6000mg/Nm3以上的機(jī)組，如FGD出口要求控制在35mg/Nm3以下時(shí)，需要的液氣比L/G數(shù)值很大，當(dāng)噴淋層數(shù)超過(guò)6層以上時(shí)，可考慮采用2級(jí)塔方案，即串塔方案，或單塔雙循環(huán)的方案，經(jīng)過(guò)2級(jí)吸收塔的脫除，SO2和粉塵的脫除效果良好。

2 脫硫吸收塔內(nèi)粉塵的脫除

2.1 漿液的洗滌

脫硫吸收塔內(nèi)脫除粉塵的機(jī)理主要是靠再循環(huán)漿液對(duì)煙氣的洗滌，然后在除霧器的作用下進(jìn)一步脫除煙氣中的霧滴及顆粒物。

為了有效脫除吸收塔內(nèi)的粉塵，吸收塔的設(shè)計(jì)采取合適措施，加大煙氣與再循環(huán)漿液的接觸，延長(zhǎng)煙氣在吸收塔吸收區(qū)的停留時(shí)間，并選擇高效除霧器等方法。

脫硫吸收塔在脫除SO2的同時(shí)，也脫除一部分煙氣中的粉塵，當(dāng)采用電除塵器時(shí)，粉塵的粒徑分布較大，大粒徑的粉塵在吸收塔內(nèi)易于被吸收塔內(nèi)再循環(huán)漿液洗滌掉，吸收塔內(nèi)除塵效率較高。采用布袋除塵器經(jīng)過(guò)除塵的煙氣，煙氣中的粉塵粒徑較小，易于被煙氣攜帶，在吸收塔內(nèi)粉塵的脫除效率較低，一般吸收塔內(nèi)的粉塵脫除效率都在50%以上。

從2014年下半年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)各環(huán)保公司在老機(jī)組脫硫裝置改造和新建機(jī)組脫硫裝置上聯(lián)合考慮脫硫除塵一體化方案，大唐環(huán)境公司在大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠(chǎng)8號(hào)機(jī)組脫硫裝置上采用加裝2層噴淋層和塔外漿池的改造方案，除霧器采用國(guó)內(nèi)某公司的管式旋流除霧器，運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。從表中數(shù)據(jù)可以看出，脫硫效率達(dá)到99.5%以上，在吸收塔入口粉塵低于15mg/Nm3的情況下，脫硫吸收塔出口的粉塵排放值低于5mg/Nm3。

2.2 高效除霧器

早期的脫硫裝置上加裝的除霧器，主要作用是脫除煙氣中的霧滴，要求除霧器在FGD出口煙氣中霧滴濃度達(dá)到75mg/Nm3，由于霧滴中含有水分及石膏等固體顆粒物，一些脫硫裝置投入運(yùn)行后出現(xiàn)石膏雨現(xiàn)象，為了進(jìn)一步降低霧滴攜帶的石膏造成的石膏雨，國(guó)內(nèi)外一些公司開(kāi)發(fā)出高效除霧器，使FGD出口煙氣中霧滴濃度降低到40mg/Nm3以下，為了達(dá)到粉塵排放濃度10mg/Nm3的目標(biāo)，考慮到霧滴中含有的石膏等固體物也是粉塵的一部分，目前要求除霧器廠(chǎng)家提供除霧效果更好的除霧器，基于對(duì)FGD出口粉塵濃度要求達(dá)到10或5mg/Nm3，考慮到霧滴中含有10-20%的粉塵，F(xiàn)GD出口煙氣中霧滴濃度必須降低到20mg/Nm3或更低。

通過(guò)與國(guó)內(nèi)外除霧器廠(chǎng)家交流，目前能保證FGD出口煙氣中霧滴濃度降低到20mg/Nm3以下的廠(chǎng)家很少，國(guó)內(nèi)某環(huán)保公司開(kāi)發(fā)出一種管式旋流除霧器，在一些電廠(chǎng)得到應(yīng)用，但從張家口8號(hào)機(jī)組上應(yīng)用來(lái)看，除塵效率也不是很理想，且擔(dān)心低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)由于煙氣速度降低而引起旋流動(dòng)能的降低會(huì)影響除塵效果。

3 脫硫除塵一體化技術(shù)問(wèn)題

從目前投運(yùn)的超低排放脫硫裝置來(lái)看，脫硫裝置SO2達(dá)到35mg/Nm3的排放要求沒(méi)有技術(shù)問(wèn)題，難點(diǎn)就在粉塵，脫硫除塵一體化只是利用吸收塔內(nèi)漿液的洗滌或旋流作用去除一部分粉塵，并不能包治百病，細(xì)小的粉塵很難在吸收塔內(nèi)脫除掉，再加之出口煙氣中的霧滴含有一定量的固體顆粒物，這些因素都造成只通過(guò)吸收塔的作用很難將經(jīng)過(guò)FGD后煙氣中的粉塵濃度降到很低，根據(jù)最近投運(yùn)的一些機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)，在吸收塔入口粉塵濃度超過(guò)20mg/Nm3的情況下，很難達(dá)到5mg/Nm3以下的要求，有些電廠(chǎng)提出要求FGD入口煙氣粉塵30mg/Nm3，而出口要求達(dá)到5mg/Nm3以下的想法是不切合實(shí)際的。

4 總結(jié)

本文介紹了目前超低排放脫硫除塵一體化技術(shù)，對(duì)老機(jī)組改造和新建機(jī)組提出了設(shè)計(jì)技術(shù)及建議，從目前來(lái)看，達(dá)到超低SO2排放指標(biāo)的技術(shù)有很多方法都可以實(shí)現(xiàn)，技術(shù)上沒(méi)有任何問(wèn)題；對(duì)于粉塵，由于細(xì)小的粉塵很難在吸收塔內(nèi)去除，再加之出口煙氣中的霧滴含有一定量的固體顆粒物，這些因素都造成經(jīng)過(guò)FGD后煙氣中的粉塵濃度很難達(dá)到很低的指標(biāo)，電廠(chǎng)在選用脫硫除塵一體化技術(shù)時(shí)必須提高除塵器的效率，降低脫硫裝置入口粉塵的濃度，以利于通過(guò)吸收塔達(dá)到所要求的粉塵排放濃度。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 郭俊.火電廠(chǎng)脫硝技術(shù)與應(yīng)用以及脫硫脫硝一體化發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑知識(shí).

[2] 姚勝威.脫硫超低排放技術(shù)在電廠(chǎng)中的應(yīng)用探討[J].機(jī)電信息，2016，15.