中高硫燃煤烟气脱硫除尘的利器——高效渐变分

  北极星大气网讯:摘要□□□□:为应对我邦日益拉长的环保需求以及能源工业可接续进展的急切需求□□□□,资源俭省型燃煤超低排放本事的咨询和进展意旨庞大。本文提出以原有燃煤烟气湿法脱硫塔(WFGD)为底子□□□□□,采用外面咨询、数值模仿、冷态试验、中试试验等步骤□□□□,开垦了基于高效渐变分级本事的复合脱硫塔。正在不创立湿式电除尘器(WESP)的环境下□□□□,实行SO2和烟尘一体化高效协同脱除□□□□□,餍足中高硫燃煤烟气的超低排放央浼。660MW机组超低排放改制树模项目贯串安然安靖运转□□□,监测结果显示□□□,正在脱硫塔入口SO2浓度3585~6249mg/Nm3的环境下□□□,SO2脱除效用99.5%□□□□□,出口SO221.8mg/Nm3□□□□,出口烟尘2.66mg/Nm3。

  近来□□□□,燃煤电厂超低排放央浼日益厉肃。2014年9月□□□□,邦度发改委、环保部、能源局三部委连合下发“发改能源[2014]2093号”文献□□□□,央浼2020前对燃煤机组周至践诺超低和节能改制□□□,东部区域新修燃煤发电机组大气污染物排放浓度根本到达燃气轮机组排放限值□□□,即NOX50mg/Nm3□□□,SO235mg/Nm3□□□□□,烟尘10mg/Nm3。2015年12月□□□□,环保治下发“环发[2015]164号”文献□□□,烟气脱硫除尘设备生产厂家东、中部区域要提前至2017年和2018年完工超低排放改制。部门情况容量有限的省市□□□□,持续提出更为厉肃的排放准绳□□□□,如江苏省、浙江省、山西省、广州市等地央浼燃煤电厂大气污染物到达燃气机组排放准绳[1]□□□□□,即□□□□□:NOX50mg/Nm3□□□□,SO235mg/Nm3□□□,烟尘5mg/Nm3。因为中低硫煤具有含硫量低、灰份低、热值较上等特质□□□,我邦燃煤电厂为了急于应对邦度的环保限值压力□□□□,普通采用价钱较高的中低硫煤。其烟气中SO2和烟尘浓度均较低□□□□,通过抬高WFGD的石灰品德和液气比、优化ESP的供电调控、低低温电除尘改制等一系列办法能够到达超低排放的央浼[2]。一方面□□□□,正在我邦煤炭资源中有大约30%的煤硫含量正在2%以上□□□□,特别西南区域有些煤矿含硫量高达10%□□□,正在山西等区域由于经济性、煤质地区性的区别□□□,普遍行使含硫量胜过2%的煤质;另一方面□□□□□,跟着优质煤的行使量日益加剧□□□□□,我邦燃煤电厂将必需面临低硫煤日益淘汰□□□,燃料本钱上升□□□,而被迫行使中高、高硫煤的时势。

  可是中高、高硫煤燃烧对脱硫和除尘效用的央浼均大大添加。对脱硫体例□□□□□,需求99%甚者更高的脱硫效用本领到达超低排放央浼□□□□,古代的湿法烟气脱硫装备脱硫效用约为90-98%[3]□□□□,难以餍足。为适当更厉肃的排放限值□□□□□,邦内各厂家引进和开垦了众种高效脱硫的本事□□□□,代外性的有双托盘喷淋塔本事、诺尔双轮回本事、单塔双区本事、旋汇耦合本事、串联塔本事等。看待燃煤硫份不高的项目□□□,众种脱硫本事都能够到达98%以上的的脱硫效用□□□,餍足超净排放的央浼。但看待中高硫煤□□□□,脱硫装备烟气SO2浓度正在4000mg/Nm3(燃煤含硫量1.5%驾驭)以上□□□,出口SO2浓度能够安靖到达35mg/m3以下□□□,本质进入运转的超低排放脱硫项目实为鲜睹□□□□,万分是采用单塔计划之前依旧空缺。

  对除尘体例□□□□□,固然ESP看待PM10以上颗粒的捕集效用能够到达99.99%以上□□□□,可是对PM2.5的捕集效用较低约98%驾驭[4]□□□□,对SO3与H2O联络变成的亚微米气溶胶PM1捕集效用更低[5]□□□,常需求正在WFGD后安插WESP来抬高PM2.5的脱除效用。WESP目前利用事迹较众□□□□,出口烟尘可支配正在5mg/Nm3以内□□□□,同时还能够连合脱除石膏和汞等污染物。可是无法去除以至会添加湿烟气中的水雾含量□□□□□,加大烟囱冒“白烟”的局面□□□□,正在日本需求配合管式换热器处理石膏雨题目。另外WESP还存正在投资运转用度高□□□,占地面积大□□□□□,侵蚀、能耗和水耗上等题目[6]。

  WFGD的重要效用为脱除SO2□□□□□,同时兼有部门烟尘及其它污染物协同脱除的效率□□□□□,但邦内依据空塔、烟气脱硫除尘设备生产厂家托盘塔等脱硫装备得出的体味值□□□,以为湿法脱硫的除尘效用仅为50%驾驭□□□□□,歧视了WFGD的除尘潜能。一方面□□□,原有环保准绳较低不行促使企业合心ESP以外的除尘效用□□□□,古代的ESP+WFGD体例就能餍足SO2和烟尘的排放限值;另一方面□□□□,WFGD体例内除尘机理繁复□□□□□,烟尘与气相、液相之间产生繁复的拖曳、碰撞、拦截等物理经过□□□□,鲜有成熟的机理咨询和工业树模为WFGD的除尘效用供应昭着的外面凭据。

  武汉凯迪电力环保有限公司与华能邦际股份有限公司针对中高硫煤的超低排放题目□□□□□,打破古代简单体例或装备只重视于对简单污染物支配的理念□□□□,提出基于高效渐变分级本事的新型脱硫塔工艺□□□□,稳固革原WFGD主体布局□□□□□,不创立WESP□□□,通过单塔改制实行深度脱硫协同高效除尘。正在入口SO2为5440 mg/Nm3□□□□□,烟尘为30 mg/Nm3的要求下□□□□,单塔脱硫效用99.5%□□□□,出口SO230mg/Nm3□□□,烟尘3mg/Nm3。为中高硫煤的超低排放改制供应了优异的处理计划。

  正在古代的石灰石-石膏法单塔脱硫工艺中□□□□,因为喷淋层喷出的招揽浆液会落到塔底浆池区进一步氧化□□□□,烟气脱硫除尘设备生产厂家正在喷淋层区需较高pH值以利于SO2招揽□□□□□,正在浆池区需较低pH值以利于CaSO31/2H2O氧化。从招揽角度而言□□□□□,为实行较低的排放浓度□□□,必需加大招揽剂用量□□□□,而气液传质饱动力跟着烟气中SO2浓度低重而低重□□□□□,正在稳固革平均要求的环境下□□□□,加大浆液轮回量□□□□□,抬高液气比的功效是极为有限的;此外□□□,通过抬高pH值而加大对SO2的招揽又难以确保石膏的寻常氧化□□□□,夸大一侧的功效都晦气于招揽塔的寻常运转。

  本本事的合节是□□□□□,正在喷淋层的上方创立一层新型高效传质内件区□□□,由于气液传质需求该塔内件上布满一层招揽浆液□□□□,因此该传质装备称为薄膜持液层。其布局上网罗一层掩盖塔全截面的集液盘□□□,集液盘上安插有众个矩形或圆柱形升气孔□□□□□,每个升气孔均被一个底部开若干小孔的气罩封扣□□□□□,烟气通过升气孔进入气罩□□□□□,再通过气罩底部间隙和周边众个侧壁小孔沿着秤谌倾向进入液膜层□□□□□,与浆液宽裕混淆□□□,使浆液变成欢娱状况并与浆液产生响应。因为薄膜区浆液正在塔全截面均布□□□□,无塔壁宣泄效应□□□□,气液宽裕接触□□□,SO2和烟尘脱除效用高。且该浆液与喷淋段浆液独立□□□□,可采用5.4~6.5高pH 值□□□,明显抬高SO2脱除效用。通过溢流液位高度调动(50mm~200mm)□□□□□,可适当分歧的脱硫负荷转折。同时正在合理的流速安排下□□□□□,烟气原委持液层后激起的是液泡会夹带少量液滴□□□□□,液滴粒径和液滴负荷均较小□□□□,有利于后续除雾器的液滴去除。

  渐变分级复合脱硫塔的除尘道理如图2所示□□□□,烟尘正在脱硫塔内从下向上按序通过托盘、喷淋层、薄膜持液层□□□□,结尾经除雾器进入烟囱排放。烟尘通过托盘经过中□□□□,部门烟尘被托盘筛孔流下来的液滴所逮捕重入塔底□□□□□,而大部门烟尘通过筛孔正在托盘区激起液泡□□□□,添加了烟尘与液体的接触时机□□□,气体获得净化。原委托盘净化的含尘烟气无间向上运动□□□,来到脱硫塔的喷淋区□□□□,浆液由喷嘴喷出向下运动□□□□,与烟气逆流接触□□□□,气流宽裕接触并对烟气中的SO2实行洗涤脱除□□□,同时气流中的烟尘与液滴之间的惯性碰撞、拦截、扩散、凝集以及重力重降等效率□□□□□,使烟尘被捕集。含尘烟气无间向上通过持液层时再进一步激起洪量液泡□□□□,添加气、尘与液三相的传质面积□□□,洗涤烟尘和雾滴。净化后的烟气夹带少量的雾滴进入除雾器□□□□□,烟气获得进一步的净化□□□□,烟尘和雾滴最终获得高效捕集。

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