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火电厂湿式除尘器与脱硫技术
作者:网站管理员    发布于:2016-05-11 08:15:04    文字:【】【】【

脱硫技术以高效除雾器技术为核心,通过改善除雾器结构形式,优化烟气流场、加强喷淋等措施提高除尘效率。

除雾器有管式、平板式和屋脊式三种型式:管式除雾器去除大雾滴效果显著,阻力小,去除小雾滴效果较差。平板式除雾器结构简单,易引起液滴的二次夹带。屋脊式除雾器设计流速大,经波纹板碰撞下来的雾滴可集中流下,减轻烟气夹带雾滴,除雾面积比较大。超净脱硫技术一般采用多层屋脊式加管式组合型除雾器,将将管式除雾器加装在脱硫塔喷淋层和第一级屋脊式之间,借用屋脊式冲洗水实现自清洁,同时预清除大大粒径的石膏浆液,防止堵塞并通过在波纹板叶片上增加小钩脱除20~100μm的微小颗粒。

超净脱硫技术还采用列措施进一步提高除尘效率:(a)使用双头喷嘴增加喷嘴密度、通过气液比调节和背压调节实现更高的雾化覆盖率,提高粉尘吸附的概率;(b)设置带有气动乳化装置的双托盘加强塔内烟气与喷淋液的接触;(c)增设导流板、筛板、壁面分配环等装置改善流场,强化气液接触条件,同时减少塔壁的烟气逃逸;(d)增设水平烟道除雾器进一步提高脱尘除雾效率。

3 湿式电除尘器与超净脱硫技术的对比

为保证烟囱出口粉尘排放浓度达到5mg/Nm³标准,不论是湿式电除尘器方案或超净脱硫方案,都要求脱硫塔入口粉尘浓度不能超过20mg/Nm³。因此这两种方案都要求按遵循烟气协同治理理念,采用合理的高效除尘技术控制粉尘排放浓度,即包括低低温、高频高压电源等干式除尘技术,也包括脱硫塔内双头喷嘴、双托盘、导流板等装置。两种方案的主要区别在对脱硫塔高效除雾器或湿式电除尘器的选择。


以某660MW工程为例,煤质及灰分特性分析表明:设计煤种和校核煤种烟气温度达到100℃时的比电阻分别比120℃时下降3.23和3.38倍,灰硫比均超过200,低温腐蚀对下游设备的影响可以忽略,适合采用低低温除尘技术。设置五电场高频高压电源后设计煤种的干式除尘器出口粉尘浓度小于15mg/m³,校核煤种灰分较高,粉尘浓度高于20mg/m³。两种方案的烟尘排放浓度计算如表2所示:


从上述比较可以看出,湿式电除尘器相对超净脱硫技术:

设备投资高,以两台1000MW机组为例,湿式电除尘器本体投资约增加6300万(导电玻璃钢)至9200万(金属极板),超净脱硫技术设备投资增加约600万元;

系统复杂,包含了维持电除尘器电场的电控设备,尤其对于金属极板类湿式电除尘器还需要增加复杂的废水处理系统,设备投资和运行维护费用进一步增加,年运行费用比超净脱硫技术增加约1000万元;

场地要求高,湿式除尘器一般单独布置,占地较大,即使采用脱硫塔顶部布置方案,对脱硫塔支撑强度,尾部烟道布置均有较高要求,而超净脱硫技术仅脱硫塔高度稍有增加,对于改造项目优势明显;

超净脱硫技术遵循烟气协同治理技术路线,发掘无湿式除尘器的除尘流程中各设备的除尘潜能,对各设备除尘效率的要求已接近甚至超过目前的理论极值。这一方面说明目前的除尘工艺流程中,各系统的除尘能力还有一定的裕量,另一方面也提醒设计人员注意虽然已有多个工程成功通过了环保检测,但在煤种灰分较高时,排放是否能够保证稳定低于5mg/Nm³的环保要求仍有待更多的工程实践数据证明。

湿式电除尘器对于亚微米颗粒除尘效率高,因此对于SO3、石膏的微液滴以及汞等重金属的水溶性化合物微颗粒均有较高的脱除效率,对烟气的净化程度由于电场的作用高于超净脱硫技术。当前粉尘检测手段特别是在线检测手段,对于亚微米颗粒测试的灵敏度不高[3]。随着检测技术的提高,湿式电除尘器对亚微米颗粒捕集能力的优势会更加突出。

湿式电除尘器和超净脱硫技术是目前火电厂除尘系统为达到超净排放而采用的两种技术,遵循烟气协同治理理念,配合低低温除尘、高频电源、强化喷淋等技术手段,两种方案对于粉尘、SO3、石膏液滴均有很高的脱除效率,可以满足污染物的近零排放要求。

脱硫技术节约投资、系统简单可靠、施工及维护方便、场地要求较低,因此在中低灰分煤种、场地、工期或资金紧张的工程中具有比较明显的优势;湿式除尘器对烟气的净化程度高,尤其对于亚微米超细粉尘、重金属和SO3酸雾等污染物有很强的捕集能力,在煤种灰分较高,场地限制较少的工程中可以满足更高的污染物排放要求。

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