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大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案研究

大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案研究

本文摘要:大型燃煤机组使用SCR脱硝方式,石灰石-石膏湿法副产物,并在副产物装置前布置低温省煤器,副产物装置后再行安装湿式电除尘器,需要符合目前尤为严苛的环保拒绝。 1脱硝技术发展趋势 脱硝技术从技术途径上可分成较低氮自燃技术和SCR烟气脱硝技术。 较低氮自燃技术主要是使用复合式的空气分级较低NOx自燃技术,SOFA风的比例从25%提升到35%,该自燃技术在取得较高的自燃效率、保证煤粉安全性平稳自燃的同时能有效地减少NOx的废气,减轻炉后脱硝的压力。

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大型燃煤机组使用SCR脱硝方式,石灰石-石膏湿法副产物,并在副产物装置前布置低温省煤器,副产物装置后再行安装湿式电除尘器,需要符合目前尤为严苛的环保拒绝。  1脱硝技术发展趋势  脱硝技术从技术途径上可分成较低氮自燃技术和SCR烟气脱硝技术。

较低氮自燃技术主要是使用复合式的空气分级较低NOx自燃技术,SOFA风的比例从25%提升到35%,该自燃技术在取得较高的自燃效率、保证煤粉安全性平稳自燃的同时能有效地减少NOx的废气,减轻炉后脱硝的压力。炉后烟气脱硝目前主要使用SCR烟气脱硝技术、SNCR烟气脱硝技术、SNCR/SCR牵头烟气脱硝技术。  1.1SCR烟气脱硝技术  该技术是在烟气中重新加入还原剂(如尿素),反应后分解N2和水。

在有催化剂的情况下,该反应活化温度为300℃~400℃,相等于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度。目前该技术脱硝效率大约为60%~90%。

  1.2SNCR烟气脱硝技术  该技术为非选择性还原剂脱硝技术,因此必须较高的反应温度,还原剂喷入炉膛温度为850℃~1100℃的区域,还原剂(尿素)很快分解成为NH3并与烟气中的NOx展开SNCR反应分解N2,该方法是以炉膛为反应器。SNCR脱硝技术效率较低,一般为20%~50%,近期的研究结果表明,用尿素做到还原剂时,有可能会产生毁坏大气层中臭氧的N2O。  1.3SNCR/SCR牵头烟气脱硝技术  该技术为上述两种脱硝技术的综合,效率较高,一般为60%~80%效率介于SCR与SNCR两者之间,并且SNCR-SCR牵头脱硝工艺中的SCR脱硝效率不应小于30%,该技术系统及运营更加简单,目前使用该技术的工程很少。  综上所述,脱硝技术在今后的发展趋势是较低NOx自燃技术与炉后SCR烟气脱硝技术相结合齐头并进的策略。

同时必须研发较低负荷(此时反应温度更加较低,SCR脱硝系统的催化剂效率较低)脱硝技术,明确的构建可以使用省煤器分段,在锅炉较低负荷时,温度亦能超过催化剂活化反应温度的区域加设脱硝装置,另一种方法就是研发低温催化剂。  2副产物技术  目前大型锅炉的副产物技术基本上都是使用石灰石-石膏湿法副产物工艺,其原理大同小异,在此仍然赘述。

湿法副产物的核心部分在于吸收塔,其型式主要有填料塔、液柱塔、喷淋塔、钹泡塔和双回路塔,其特点及比选讲解如下。  2.1填料塔  填料塔内装设液体填料,浆液由填料层表面眼泪,烟气在穿越填料过程中与浆液认识反应,已完成副产物过程,其结构非常简单,但压损大,不易阻塞,目前很少用于。

  2.2液柱塔  液柱塔为无填料塔,液柱由下往上横向喷气,构成液柱,烟气由塔顶或塔底转入吸收塔,气、液两互为扰动白热化,充份传质,已完成SO2吸取,其特点是效率高,无堵塞,缺点是烟气阻力损失大。  2.3喷淋吸收塔  喷淋吸收塔为目前运用最少的塔型,烟气自下而上运动,吸取机浆液则由塔顶的燃烧室呈圆形喇叭状横向或以一定的角度向上喷气。喷淋塔中的烟气和吸收剂浆液两互为认识面积与喷淋密度成正比。

该喷淋塔的结构非常简单,耗资较低,压降小,副产物效率较高,缺点为烟气产于不出均匀分布。喷淋塔又有好多明确方案,在此仍然进行。  钹泡塔通过喷气管将烟气鼓入石灰石浆液面以下的部分,让烟气被浆液充份沐浴后鼓冷水喷出,因此故名。

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该技术主要特点是副产物效率高,煤种适应性好,除尘效果好,烟气流量分配均匀分布,缺点是阻力较小,结构较简单。  目前高硫煤要超过高于50mg/Nm3的废气标准,须要使用串联吸收塔技术,即使用分级副产物,两个吸收塔中各自设置喷淋层,烟气先在预洗塔中脱除部分SO2和其它污染物之后转入后吸收塔脱除剩下的污染物。

两塔串联运营,联合副产物,需要符合废气标准,但系统简单,占地面积较小。此外中国自律研发出有液柱+喷淋双塔技术,前塔使用液柱塔,除去烟气中70%的SO2,然后转入逆流喷淋塔,更进一步脱除瓦解的SO2,超过废气标准,最低副产物效率平均98.5%。这两种串联吸收塔技术,前者初投资及施工可玩性皆小于后者,而副产物效率非常,故引荐使用液柱+喷淋双塔技术。  3除尘技术  因袋式除尘器不受滤袋质量的影响较小,且无长年运营平稳的业绩,故本文只辩论电除尘器。

目前使用干式电除尘器+湿式电除尘器的人组,可使烟囱出口粉尘浓度掌控在5mg/Nm3。  影响电除尘效率的因素很简单,但大体上可分成三类:a)工况条件:燃煤特性(成分、溶解分、发热量、灰熔特性等),飞灰性质(成分、力度、密度、比电阻、黏附性等),烟气性质(温度、湿度、烟气成分、露点温度等);b)电除尘器的技术状况:如近于配上型式、结构特点、振打方式及其加速度大小、气流产于的均匀分布性及电场区分情况、电气控制特性等;c)运营条件:如运营电压、板电流密度、积灰情况、振打周期等。  静电除尘器的优点如下:a)效率高,一般可超过99.8%以上,需要捕集0.01m以上的细粒粉尘;b)阻力损失较为小,一般为300Pa以下,可以处置温度高达400℃;c)处置烟气量大,寿命长。

缺点是设备较简单,设备加装、调试、运营及确保的管理水平拒绝低,其次对粉尘比电阻有一定的拒绝,对粉尘有一定的选择性,对较细的粉尘除尘效率不低。


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