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國內外煤電項目超低排放改造技術研究:除塵、脫硝、脫硫

發布時間:2022-01-05

國內外煤電項目 超低排放改造研究

燃煤電廠發電的基本原理∶燃料(煤炭)在鍋爐中燃燒加熱水生成蒸汽,蒸汽壓力推動汽輪機旋轉,然后汽輪機帶動發電機旋轉產生電能。在整個發電過程中所產生的廢棄物主要是爐渣、灰和煙氣。由于發電用水主要是用于循環冷卻水,外排廢水一般經水處理后排放且排量較小。發電企業所產生的主要固體廢棄物為脫硫石膏和粉煤灰,脫硝石膏和粉煤灰在建材行業可用于生產水泥、混凝土等大宗建材,實現綜合利用。綜上所述,燃煤發電企業對環境產生影響最大的便是外排煙氣。目前國內、外超低排放措施主要有除塵、脫硫和脫硝三個方面。

(1)除塵技術

目前國內主要采用的技術主要有靜電除塵、袋式除塵和兩者結合的電袋復合除塵技術。其中靜電除塵(簡稱ESP)主要工作原理是構建兩個電極,并在電極之間通高壓直流電,電暈和收塵兩極將產生強電場,電廠能夠促使粉塵電離,電離后的粉塵顆粒將在電廠的作用下運動而沉積在極板上,然后對電極進行振打能夠將粉塵振動到除塵器的底部灰斗。袋式除塵器的主要工作原理包含過濾和清灰兩部分。布袋過濾的核心原理是通過濾料實現粉塵的表面和內部深層過濾。清灰是指當濾袋表面的粉塵積聚達到阻力設定值時,清灰機構將清除濾袋表面煙塵,布袋除塵器能夠連續工作。電袋復合式除塵器除塵是將靜電除塵與袋式技術相結合。

為提高除塵效率,國內、外的一些新技術如∶聚并除塵技術、高頻電源技術、濕式電除塵技術、煙氣調質技術、旋轉電極技術等除塵技術。目前經實踐,除塵效率高、應用廣泛的方式是濕式除塵、低低溫除塵改造和加裝高頻電源改造。


(2)脫硫技術

煙氣脫硫(FGD)能夠有效減少二氧化硫的排放,防止二氧化硫污染的主要技術方案。19世紀50年代,工業化帶來污染困擾的國外開始研究煙氣脫硫技術。美國、德國、日本等發達國家自 20世紀60年代以來,在煙氣脫硫技術方面通過大量研究工作,取得了較多的成果。據不完全統計,脫硫技術方案目前已有數百


種之多,其中效果較好的有二十多種?梢愿鶕摿蚋碑a物狀態分為;濕法脫硫技術、干法脫硫技術和半干法脫硫技術三種。就其脫硫效果而言濕法脫硫由于應用成熟,使用最多。

為實現脫硫增效,國內、外主要圍繞增加煙氣與石灰石漿液反應的次數做工作,主要有增加二級塔、增加噴淋層、增加噴淋密度和單塔雙循環技術。



(3)脫硝技術

目前國內外常用的脫硝技術有多種,主流技術包括 SCR選擇性催化還原法、SCNR 非選擇性催化還原法、SCR-SNCR 混合脫硝法等。SCR 工藝是由美國Eegelhard公司于1959年開發,20世紀70年代日本率先將該方法進行了工業化。SCR煙氣脫硝系統,通常采用選擇性催化還原工藝,在該種催化劑的催化反應下,將NH3氨氣噴入煙氣中,在催化劑的作用下,可以將NOx 還原生成為N2 和 H2O。選擇性非催化還原脫氮過程是將氨、氨水或尿素等還原劑進入爐溫度900~1100℃的地區,還原劑迅速熱分解的 NH3和其他成分,然后在煙氣氨與反應產生氮氣和水。目前,外國公司使用SNCR技術。NCR-SCR 混合脫硝且有節

省投資的優勢,選擇性催化還原法的過程脫氮效率的優勢還原劑工藝爐技術和可控硅過程相結合,可控硅使用了轉義氨催化反應,能夠更加有效的減少氮氧化物。20世紀 70年代,SNCR-SCR 混合脫硝技術于首次在日本的一座燃油裝置上試驗并推廣。三種方法相互比較選擇性催化還原的脫硝效率的最高可以達到 90%,該種技術相對較為成熟,系統的運行更加安全可靠,運行過程也更加便于維護。

為實施超低排放限值需要進行改造的技術路線主要有低氮燃燒器改造、增加催化劑層數、或者低氮燃燒器改造+增加催化劑層數等方案。








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