燃煤电厂锅炉超净排放技术改造研究

2022-09-11

我国经济的可持续发展, 迫切需求清洁高效、安全可靠的能源供应。而如何发展超低排放、高效节能的燃煤发电技术, 对于现时代的经济与环境的可持续发展具有重要的意义。

1 电厂大气污染物排放现状

近年来, 全国范围频繁出现雾霾天气, 特别是可吸入颗粒物 (PM10) 、细微颗粒物 (PM2.5) 排放, 引起政府部门、媒体和公众的高度关注。对于固定源排放源的火电厂, 虽然普遍采用了脱销、除尘、脱硫等环保设备, 但全国发电装机总容量以及燃煤总量较大, 火电厂大气污染物排放的总量也相对较大。为了进一步大幅度消减燃煤电厂污染物总量, 基于目前环保最新的技术发展水平之上, 发电行业主动提出将燃煤电厂污染物排放标准向“燃气轮机排放标准”看齐, 即:烟尘、二氧化硫、氮氧化物三项排放限制分别为:5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3, 在业内将此限制定义为燃煤锅炉“超净排放”标准。为满足国家环保政策新规定和新标准, 目前燃煤电厂正在实施新一轮的环保改造, 涉及锅炉低氮燃烧系统改造、烟气脱销、脱硫、除尘器技术改造, 以及关联的风机改造、烟气余热利用、烟囱改造等。

2 烟气超净排放的技术路线

2.1 二氧化硫治理

对现有脱硫装置实际运行性能进行全面评估分析, 根据脱硫装置入口SO2浓度超出实际处理能力的不同程度, 进行整体优化设计改造方案:

(1) 可采用脱硫添加剂、塔内积液板+管网式氧化风管、塔外氧化浆池、串/并联塔改造方案等。

(2) 在脱硫装置入口增设烟气冷却器, 有效回收利用烟气余热, 同时降低脱硫装置入口烟气温度, 从而降低塔内烟气流速并减少工艺水耗量以及运行能耗。

(3) 优化塔内烟气流速, 采用管式除雾器或二级烟道除雾器造等提高除雾器性能, 优化喷淋层设计, 减少除雾器出口雾滴含量, 同时提高脱硫塔的除尘效率 (70%) 以上, 有效减轻“烟囱雨”现象。

2.2 氮氧化物治理

2.2.1 锅炉低氮燃烧。

锅炉燃烧过程中生成的氮氧化物主要由NO和NO2, 通常把这两种氮氧化物称为NOx, 其中NO占90%以上。根据燃煤电厂所在地区NOx排放限值规定, 实际燃用的不同燃煤特性 (烟煤、贫煤和褐煤等) 以及不同的燃烧方式进行综合技术经济分析比较, 优化低氮燃烧系统, 在保证锅炉安全运行以及锅炉效率不明显降低 (主要是飞灰可燃物含量与锅炉排烟中的CO含量不明显升高) 的前提下, 最大限度地通过低氮燃烧技术改造控制NOx生成, 从而降低SNCR、SCR的改造投资及运行费用。

2.2.2 烟气脱销技术。

脱硝的方法较多, 主要有:电子照射法、脉冲电晕法、湿式吸收法、活性炭吸附法等, 目前大量使用的是选择性非催化剂还原法和选择性催化剂还原法, 尤以后者脱硝率高, 技术成熟的优点被广泛使用, 所以选择性催化剂还原法是当前主要的脱硝法。

由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 使得NOx的排放不能达到令人满意的程度, 为了进一步降低NOx的排放, 必须进行烟气脱硝处理。目前通行的烟气脱硝技术工艺大致可分为干法、半干法和湿法3类。其中干法包括选择性非催化还原法 (SNCR) 、选择性催化还原法 (SCR) 、电子束联合脱硫脱硝法;半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等。

脱硝随着环保的要求已是势在必行。目前存在的困难是烟气体积大, 浓度低, NOX总量相对较大, 吸收吸附脱硝后废物最终处置难, 费用高。

结束语

火电厂是我国主要的电能产生方式之一, 它不仅为我们的社会主义现代化建设提供了足够的能量, 也给我们的日常生活带来了方便。由于火电厂是以煤为主的各种燃料燃烧来发电的, 而燃烧也会给坏境带来极大的污染问题, 也是重大的经济能源问题。通过脱销、除尘、脱硫等环保措施, 降低火电厂能量消耗, 实现“环保、节能、降耗”的生产模式是当前亟需研究的问题。

摘要：中国电力的发展主要得益于煤电的增长, 其生产过程中存在着大量的环境污染和生态问题, 对我国的可持续发展形成了巨大的压力。为了进一步大幅度消减燃煤电厂污染物总量, 用环保技术目前最新发展水平, 来推广燃煤电厂超净排放技术是发电行业为煤电的绿色发展提供的一条新思路。

关键词：燃煤锅炉,烟气污染,超净排放