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火電廠脫硫脫硝除塵的意義與原則
時間: 2021-06-03
一、電廠的創新之路勢在必行
目前，國內外應用于工業生產和正在進行中間試驗的煙氣脫硫方法比較多，總體上可以分為三類：即以吸收劑水溶液洗滌煙氣的濕法煙氣脫硫；吸收劑漿液吸收硫及干燥的半干法；以及直接噴射鈣基吸著劑粉料的干法煙氣脫硫。
濕法煙氣脫硫的脫硫效率比較高，適用范圍廣，但系統復雜，設備投資和運行費用高，要求的運行管理水平高，即使在發達國家推廣應用也存在著一定困難。噴霧干燥半干法煙氣脫硫投資及運行費用與濕法比較有所降低，但旋轉霧化噴頭等關鍵設備技術要求高，灰漿系統比較復雜，推廣應用也不容易。與上述兩種脫硫方法相比，噴鈣脫硫成套技術具有投資低，運行成本低，系統簡單，操作容易等優點，在中國被認為有廣闊發展前景的脫硫技術。
連續實施了十多年的強化電力脫硫除塵一體化急待應用示范建設政策使我國電力行業得到迅速發展，進入2000年后，電力總裝機容量超過了3億千瓦。從目前的情況看，新增電源的增長速度基本上能夠實現與國民經濟較高增速之間的動態平衡。與此同時，較多依賴火力發電的電源結構仍未得到有效改善，目前燃煤發電仍占電力總消耗量的75％以上。
由其引發的環境污染問題也隨之趨于嚴重，1998年和1999年我國因煤炭燃燒而排放出的二氧化硫總量分別高達2087萬噸和1857萬噸，居世界第一位，北方地區則接連發生大規模煙塵污染和酸雨現象，火電廠已經成為我國主要的大氣污染源之一。除了二氧化硫外，火電生產過程中還會形成一定的污水，構成了電力污染的一個部分，各個省市已紛紛響應，出臺各種燃煤電廠脫硫的配套優惠政策，這一系列措施使火電廠安裝環保裝置的積極性有所加強，尤其是電力脫硫設備，未來兩三年電力脫硫裝置市場將會達到一個峰值。
二、火電廠設計原則
1.脫硫工藝的選擇應遵照“適應現場、工藝成熟、運行穩定、脫硫效率高、投資省、無二次污染”的原則。電廠附近有豐富的石灰石礦，并己形成了較好的開采體系，設計是以石灰粉作為脫硫吸收劑并直接從市場獲得為基礎，電廠廠內不再進行加工。
脫硫副產品處置按綜合利用為主的原則設計，并為脫硫副產品的利用提供必要條件，若暫時不具備條件，可先堆放在灰場，待條件具備后，再取出。
2. 除塵方案的選擇。兩種除塵設備的比較。目前我國燃煤火電廠的建設，煙氣除塵絕大部分采用電除塵器，制造、運行上都積累了豐富的經驗。在運行火電機組中，只有個別電廠采用了布袋除塵器。國外火電廠煙塵處理技術是電除塵器和布袋除塵器并存，布袋除塵器在歐洲、美國、澳大利亞等國家應用廣泛，布袋使用壽命超過3-6年。特別是對難收塵煤種和煙塵排放量控制嚴格時，布袋除塵器的優勢更明顯。
對于CFB干法脫硫，為了適應目前新版國家環保標準和以后更高的環保要求，以及CFB脫硫后煙氣的特性（低溫、高濕、高濃度、高比電阻、粉塵中鈣基含量高，容易在電除塵器極板、極線上結塊），二級除塵器一般采用兩種方式：一種為特制電除塵器，另一種為布袋除塵器。我國目前運行的CFB脫硫裝置均采用電除塵器，我國尚未有采用布袋除塵器的CFB脫硫裝置。
3.煙氣系統設計及流程。石灰粉采用密封罐車由石灰制粉廠送至電廠脫硫島，利用汽車自備壓縮空氣自卸入石灰粉倉，通過計量式給粉機送至生石灰消化站，消化后通過氣力輸送至熟石灰粉倉儲存。因為位置限制，兩臺爐各用1套吸收劑制備系統，包括生石灰粉倉、熟石灰粉倉、生石灰消化站、稱重給料機、輸送風機、流化風機等。吸收劑制備系統容量按脫硫系統3天需量設計。
方案一：吸收塔后布置布袋除塵器。電廠燃煤煙氣自空預器出口由四路煙氣匯流后，進入前預除塵器（雙室單電場電除塵器，保證除塵效率85%），分離下的粉煤灰仍可保證現有途徑的綜合利用。經前預除塵器后的煙氣沿煙道進入流化床反應塔底部文丘里管狀的入口段。經過脫硫后的反應物連同飛灰及未反應的脫硫劑被煙氣攜帶由流化床反應塔上部的出口流出，進入由原三電場電除塵器改裝的布袋除塵器，布袋除塵器進口設置百葉窗機械除塵器，布袋除塵器分離下的脫硫反應產物連同飛灰及未反應的脫硫劑被脫除下來，通過返料裝置返回吸收塔。凈化后的煙氣由引風機排至煙囪達標排放。煙道尺寸按煙氣流速15m/s設計，確保煙道設計合理，同時避免高的阻力損失。
方案二：吸收塔后布置電除塵器。電廠燃煤煙氣自空預器出口由四路煙氣匯流后，進入前預除塵器（雙室單電場電除塵器，保證除塵效率85%），分離下的粉煤灰仍可保證現有途徑的綜合利用。經前預除塵器后的煙氣沿煙道進入流化床反應塔底部文丘里管狀的入口段。經過脫硫后的反應物連同飛灰及未反應的脫硫劑被煙氣攜帶由流化床反應塔上部的出口流出，進入經改造的二級電除塵器（三電場靜電除塵器），在二級電除塵器的入口段設置一個百葉窗機械預除塵器，這樣可避免煙塵濃度過大對電除塵器性能帶來不利影響。
三、一體化應用前景
根據我們目前了解的國內外行情來看，在電站鍋爐脫硫除塵設備上，多采用石灰石法設備，耗資多，設備磨損快，維護檢修費用大，運行費大。要想將脫硫脫硝除塵一體化技術裝置國產化項目全面推廣實施，就要廢除噴淋塔和石灰石-石膏法，這將為我國有色金額冶煉及熱電廠節約大量的投資治理廢氣費用，該裝置的投資是同類產品投資的30%，運行費用是同類裝置的20%；硫資源回收，同時項目的運行減少了我國工業生產造成的和二氧化硫污染，保護環境及生態平衡，是實現我國潔凈化工業生產和資源合理利用的有利保障。依據我國國情，電力脫硫脫硝除塵一體化技術裝置是實現以廢治廢，廢物二次利用，它不僅是投資小，更直觀的是運行費用低，三為一體設備建設周期短。
四、結束語：為實現我國循環經濟長足發展而努力
發展科技創新、服務社會，促進我國環保產業建設和社會可持續的發展，堅持以科技創新促進產業，以產業推動社會文明的經營理念，采用科技服務與環保產業化相結合、項目運作與資本運作相結合、科技成果轉化與產業化開發相結合的運作新模式，拓展以煙氣脫硫除塵一體化技術裝置及其配套服務為主，實現我國循環經濟長足發展。
目前，國內外應用于工業生產和正在進行中間試驗的煙氣脫硫方法比較多，總體上可以分為三類：即以吸收劑水溶液洗滌煙氣的濕法煙氣脫硫；吸收劑漿液吸收硫及干燥的半干法；以及直接噴射鈣基吸著劑粉料的干法煙氣脫硫。
濕法煙氣脫硫的脫硫效率比較高，適用范圍廣，但系統復雜，設備投資和運行費用高，要求的運行管理水平高，即使在發達國家推廣應用也存在著一定困難。噴霧干燥半干法煙氣脫硫投資及運行費用與濕法比較有所降低，但旋轉霧化噴頭等關鍵設備技術要求高，灰漿系統比較復雜，推廣應用也不容易。與上述兩種脫硫方法相比，噴鈣脫硫成套技術具有投資低，運行成本低，系統簡單，操作容易等優點，在中國被認為有廣闊發展前景的脫硫技術。
連續實施了十多年的強化電力脫硫除塵一體化急待應用示范建設政策使我國電力行業得到迅速發展，進入2000年后，電力總裝機容量超過了3億千瓦。從目前的情況看，新增電源的增長速度基本上能夠實現與國民經濟較高增速之間的動態平衡。與此同時，較多依賴火力發電的電源結構仍未得到有效改善，目前燃煤發電仍占電力總消耗量的75％以上。
由其引發的環境污染問題也隨之趨于嚴重，1998年和1999年我國因煤炭燃燒而排放出的二氧化硫總量分別高達2087萬噸和1857萬噸，居世界第一位，北方地區則接連發生大規模煙塵污染和酸雨現象，火電廠已經成為我國主要的大氣污染源之一。除了二氧化硫外，火電生產過程中還會形成一定的污水，構成了電力污染的一個部分，各個省市已紛紛響應，出臺各種燃煤電廠脫硫的配套優惠政策，這一系列措施使火電廠安裝環保裝置的積極性有所加強，尤其是電力脫硫設備，未來兩三年電力脫硫裝置市場將會達到一個峰值。
二、火電廠設計原則
1.脫硫工藝的選擇應遵照“適應現場、工藝成熟、運行穩定、脫硫效率高、投資省、無二次污染”的原則。電廠附近有豐富的石灰石礦，并己形成了較好的開采體系，設計是以石灰粉作為脫硫吸收劑并直接從市場獲得為基礎，電廠廠內不再進行加工。
脫硫副產品處置按綜合利用為主的原則設計，并為脫硫副產品的利用提供必要條件，若暫時不具備條件，可先堆放在灰場，待條件具備后，再取出。
2. 除塵方案的選擇。兩種除塵設備的比較。目前我國燃煤火電廠的建設，煙氣除塵絕大部分采用電除塵器，制造、運行上都積累了豐富的經驗。在運行火電機組中，只有個別電廠采用了布袋除塵器。國外火電廠煙塵處理技術是電除塵器和布袋除塵器并存，布袋除塵器在歐洲、美國、澳大利亞等國家應用廣泛，布袋使用壽命超過3-6年。特別是對難收塵煤種和煙塵排放量控制嚴格時，布袋除塵器的優勢更明顯。
對于CFB干法脫硫，為了適應目前新版國家環保標準和以后更高的環保要求，以及CFB脫硫后煙氣的特性（低溫、高濕、高濃度、高比電阻、粉塵中鈣基含量高，容易在電除塵器極板、極線上結塊），二級除塵器一般采用兩種方式：一種為特制電除塵器，另一種為布袋除塵器。我國目前運行的CFB脫硫裝置均采用電除塵器，我國尚未有采用布袋除塵器的CFB脫硫裝置。
3.煙氣系統設計及流程。石灰粉采用密封罐車由石灰制粉廠送至電廠脫硫島，利用汽車自備壓縮空氣自卸入石灰粉倉，通過計量式給粉機送至生石灰消化站，消化后通過氣力輸送至熟石灰粉倉儲存。因為位置限制，兩臺爐各用1套吸收劑制備系統，包括生石灰粉倉、熟石灰粉倉、生石灰消化站、稱重給料機、輸送風機、流化風機等。吸收劑制備系統容量按脫硫系統3天需量設計。
方案一：吸收塔后布置布袋除塵器。電廠燃煤煙氣自空預器出口由四路煙氣匯流后，進入前預除塵器（雙室單電場電除塵器，保證除塵效率85%），分離下的粉煤灰仍可保證現有途徑的綜合利用。經前預除塵器后的煙氣沿煙道進入流化床反應塔底部文丘里管狀的入口段。經過脫硫后的反應物連同飛灰及未反應的脫硫劑被煙氣攜帶由流化床反應塔上部的出口流出，進入由原三電場電除塵器改裝的布袋除塵器，布袋除塵器進口設置百葉窗機械除塵器，布袋除塵器分離下的脫硫反應產物連同飛灰及未反應的脫硫劑被脫除下來，通過返料裝置返回吸收塔。凈化后的煙氣由引風機排至煙囪達標排放。煙道尺寸按煙氣流速15m/s設計，確保煙道設計合理，同時避免高的阻力損失。
方案二：吸收塔后布置電除塵器。電廠燃煤煙氣自空預器出口由四路煙氣匯流后，進入前預除塵器（雙室單電場電除塵器，保證除塵效率85%），分離下的粉煤灰仍可保證現有途徑的綜合利用。經前預除塵器后的煙氣沿煙道進入流化床反應塔底部文丘里管狀的入口段。經過脫硫后的反應物連同飛灰及未反應的脫硫劑被煙氣攜帶由流化床反應塔上部的出口流出，進入經改造的二級電除塵器（三電場靜電除塵器），在二級電除塵器的入口段設置一個百葉窗機械預除塵器，這樣可避免煙塵濃度過大對電除塵器性能帶來不利影響。
三、一體化應用前景
根據我們目前了解的國內外行情來看，在電站鍋爐脫硫除塵設備上，多采用石灰石法設備，耗資多，設備磨損快，維護檢修費用大，運行費大。要想將脫硫脫硝除塵一體化技術裝置國產化項目全面推廣實施，就要廢除噴淋塔和石灰石-石膏法，這將為我國有色金額冶煉及熱電廠節約大量的投資治理廢氣費用，該裝置的投資是同類產品投資的30%，運行費用是同類裝置的20%；硫資源回收，同時項目的運行減少了我國工業生產造成的和二氧化硫污染，保護環境及生態平衡，是實現我國潔凈化工業生產和資源合理利用的有利保障。依據我國國情，電力脫硫脫硝除塵一體化技術裝置是實現以廢治廢，廢物二次利用，它不僅是投資小，更直觀的是運行費用低，三為一體設備建設周期短。
四、結束語：為實現我國循環經濟長足發展而努力
發展科技創新、服務社會，促進我國環保產業建設和社會可持續的發展，堅持以科技創新促進產業，以產業推動社會文明的經營理念，采用科技服務與環保產業化相結合、項目運作與資本運作相結合、科技成果轉化與產業化開發相結合的運作新模式，拓展以煙氣脫硫除塵一體化技術裝置及其配套服務為主，實現我國循環經濟長足發展。
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