帶你了解火電廠脫硫脫硝除塵的意義與原則

本文首先介紹了電廠走脫硫脫硝除塵的創(chuàng)新之路的價(jià)值，爾后解讀了火電廠脫硫、脫硝、除塵設(shè)計(jì)原則，接著分析了脫硫脫硝除塵一體化應(yīng)用前景，全篇系工作經(jīng)驗(yàn)所得，一紙管窺，細(xì)致入微，旨在促進(jìn)自身不斷提升。

自2014年7月1日以后，現(xiàn)有火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組，開(kāi)始執(zhí)行污染物新排放限值。而實(shí)際上，火電廠脫硫等設(shè)施執(zhí)行情況并不樂(lè)觀；嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)只有切實(shí)貫徹落實(shí)才能獲得預(yù)期的效果。國(guó)家為了鼓勵(lì)現(xiàn)有火電廠以及鋼鐵、水泥等其他工業(yè)，加大除塵和脫硫脫硝力度，在2013年專(zhuān)門(mén)發(fā)布了環(huán)保電價(jià)制度，對(duì)采用新技術(shù)進(jìn)行除塵設(shè)施改造、煙塵排放濃度低于30mg/m3，并經(jīng)環(huán)保部門(mén)驗(yàn)收合格的燃煤發(fā)電企業(yè)除塵成本予以適當(dāng)支持。

同時(shí)，將全國(guó)范圍內(nèi)脫硝電價(jià)上調(diào)0.2分/kWh，達(dá)到1分/kWh，這提升了火電廠脫硝積極性，明顯提高火電廠脫硝項(xiàng)目收益率。大氣污染治理是環(huán)保部2014年工作重點(diǎn)，地方政府大氣治理考核辦法上月已經(jīng)公布，這些政策出臺(tái)將持續(xù)推動(dòng)重點(diǎn)排污企業(yè)增加環(huán)保投入，對(duì)應(yīng)的除塵脫硝細(xì)分產(chǎn)業(yè)將保持高景氣。

一、電廠脫硫脫硝除塵的創(chuàng)新之路勢(shì)在必行

目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和正在進(jìn)行中間試驗(yàn)的煙氣脫硫方法比較多，總體上可以分為三類(lèi)：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(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用高，要求的運(yùn)行管理水平高，即使在發(fā)達(dá)國(guó)家推廣應(yīng)用也存在著一定困難。噴霧干燥半干法煙氣脫硫投資及運(yùn)行費(fèi)用與濕法比較有所降低，但旋轉(zhuǎn)霧化噴頭等關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)要求高，灰漿系統(tǒng)比較復(fù)雜，推廣應(yīng)用也不容易。與上述兩種脫硫方法相比，噴鈣脫硫成套技術(shù)具有投資低，運(yùn)行成本低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作容易等優(yōu)點(diǎn)，在中國(guó)被認(rèn)為有廣闊發(fā)展前景的脫硫技術(shù)。

連續(xù)實(shí)施了十多年的強(qiáng)化電力脫硫除塵一體化急待應(yīng)用示范建設(shè)政策使我國(guó)電力行業(yè)得到迅速發(fā)展，進(jìn)入2000年后，電力總裝機(jī)容量超過(guò)了3億千瓦。從目前的情況看，新增電源的增長(zhǎng)速度基本上能夠?qū)崿F(xiàn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)較高增速之間的動(dòng)態(tài)平衡。與此同時(shí)，較多依賴火力發(fā)電的電源結(jié)構(gòu)仍未得到有效改善，目前燃煤發(fā)電仍占電力總消耗量的75％以上。

由其引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題也隨之趨于嚴(yán)重，1998年和1999年我國(guó)因煤炭燃燒而排放出的二氧化硫總量分別高達(dá)2087萬(wàn)噸和1857萬(wàn)噸，居世界第一位，北方地區(qū)則接連發(fā)生大規(guī)模煙塵污染和酸雨現(xiàn)象，火電廠已經(jīng)成為我國(guó)主要的大氣污染源之一。除了二氧化硫外，火電生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)形成一定的污水，構(gòu)成了電力污染的一個(gè)部分，各個(gè)省市已紛紛響應(yīng)，出臺(tái)各種燃煤電廠脫硫的配套優(yōu)惠政策，這一系列措施使火電廠安裝環(huán)保裝置的積極性有所加強(qiáng)，尤其是電力脫硫設(shè)備，未來(lái)兩三年電力脫硫裝置市場(chǎng)將會(huì)達(dá)到一個(gè)峰值。

二、火電廠脫硫、脫硝、除塵設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則

1.脫硫工藝的選擇應(yīng)遵照“適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)、工藝成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、脫硫效率高、投資省、無(wú)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(kāi)采體系，設(shè)計(jì)是以石灰粉作為脫硫吸收劑并直接從市場(chǎng)獲得為基礎(chǔ)，電廠廠內(nèi)不再進(jìn)行加工。

脫硫副產(chǎn)品處置按綜合利用為主的原則設(shè)計(jì)，并為脫硫副產(chǎn)品的利用提供必要條件，若暫時(shí)不具備條件，可先堆放在灰場(chǎng)，待條件具備后，再取出。

2.除塵方案的選擇。兩種除塵設(shè)備的比較。目前我國(guó)燃煤火電廠的建設(shè)，煙氣除塵絕大部分采用電除塵器，制造、運(yùn)行上都積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在運(yùn)行火電機(jī)組中，只有個(gè)別電廠采用了布袋除塵器。國(guó)外火電廠煙塵處理技術(shù)是電除塵器和布袋除塵器并存，布袋除塵器在歐洲、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家應(yīng)用廣泛，布袋使用壽命超過(guò)3-6年。特別是對(duì)難收塵煤種和煙塵排放量控制嚴(yán)格時(shí)，布袋除塵器的優(yōu)勢(shì)更明顯。目前國(guó)內(nèi)可以生產(chǎn)布袋除塵器，但布袋濾料、隔膜閥和控制部分不過(guò)關(guān)，尚需要進(jìn)口。

對(duì)于CFB干法脫硫，為了適應(yīng)目前新版國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和以后更高的環(huán)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(jié)塊），二級(jí)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(guó)目前運(yùn)行的CFB脫硫裝置均采用電除塵器，我國(guó)尚未有采用布袋除塵器的CFB脫硫裝置。

3.煙氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及流程。石灰粉采用密封罐車(chē)由石灰制粉廠送至電廠脫硫島，利用汽車(chē)自備壓縮空氣自卸入石灰粉倉(cāng)，通過(guò)計(jì)量式給粉機(jī)送至生石灰消化站，消化后通過(guò)氣力輸送至熟石灰粉倉(cāng)儲(chǔ)存。因?yàn)槲恢孟拗疲瑑膳_(tái)爐各用1套吸收劑制備系統(tǒng)，包括生石灰粉倉(cāng)、熟石灰粉倉(cāng)、生石灰消化站、稱重給料機(jī)、輸送風(fēng)機(jī)、流化風(fēng)機(jī)等。吸收劑制備系統(tǒng)容量按脫硫系統(tǒng)3天需量設(shè)計(jì)。

方案一：吸收塔后布置布袋除塵器。電廠燃煤煙氣自空預(yù)器出口由四路煙氣匯流后，進(jìn)入前預(yù)除塵器（雙室單電場(chǎng)電除塵器，保證除塵效率85%），分離下的粉煤灰仍可保證現(xiàn)有途徑的綜合利用。經(jīng)前預(yù)除塵器后的煙氣沿?zé)煹肋M(jìn)入流化床反應(yīng)塔底部文丘里管狀的入口段。經(jīng)過(guò)脫硫后的反應(yīng)物連同飛灰及未反應(yīng)的脫硫劑被煙氣攜帶由流化床反應(yīng)塔上部的出口流出，進(jìn)入由原三電場(chǎng)電除塵器改裝的布袋除塵器，布袋除塵器進(jìn)口設(shè)置百葉窗機(jī)械除塵器，布袋除塵器分離下的脫硫反應(yīng)產(chǎn)物連同飛灰及未反應(yīng)的脫硫劑被脫除下來(lái)，通過(guò)返料裝置返回吸收塔。凈化后的煙氣由引風(fēng)機(jī)排至煙囪達(dá)標(biāo)排放。煙道尺寸按煙氣流速15m/s設(shè)計(jì)，確保煙道設(shè)計(jì)合理，同時(shí)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(yù)器出口由四路煙氣匯流后，進(jìn)入前預(yù)除塵器（雙室單電場(chǎng)電除塵器，保證除塵效率85%），分離下的粉煤灰仍可保證現(xiàn)有途徑的綜合利用。經(jīng)前預(yù)除塵器后的煙氣沿?zé)煹肋M(jìn)入流化床反應(yīng)塔底部文丘里管狀的入口段。經(jīng)過(guò)脫硫后的反應(yīng)物連同飛灰及未反應(yīng)的脫硫劑被煙氣攜帶由流化床反應(yīng)塔上部的出口流出，進(jìn)入經(jīng)改造的二級(jí)電除塵器（三電場(chǎng)靜電除塵器），在二級(jí)電除塵器的入口段設(shè)置一個(gè)百葉窗機(jī)械預(yù)除塵器，這樣可避免煙塵濃度過(guò)大對(duì)電除塵器性能帶來(lái)不利影響。

編輯：張偉