摘要:随着我国经济发展方式的转变和经济结构的调整以及环境压力的增加,作为污染排放大户的燃煤电厂的污染控制技术面临新的挑战和发展机遇。为了加强对污染物排放的严格控制,我国的燃煤电厂超低排放技术改造势在必行,烟尘的超低排放也发展出多种技术,选择也越来越多,文章对燃煤电厂烟尘超低排放技术进行研究,以期为相关从业人士提供一定参考意见。
关键词:燃煤电厂;烟尘;超低排放
引言
随着时代的发展,人们越来越重视环保问题,各地空气环境质量要想得到有效改善,就要确保燃煤电厂的超低排放技术能够实现准确测量,对其日常运行进行优化。目前烟尘超低排放技术主要分为静电除尘技术与深度除尘技术。本文针对燃煤电厂烟尘超低排放技术措施进行了探讨。
1、超低排放简介
超低排放最早用于电力行业,2015年12月11日环境保护部发布《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》,要求到2020年所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放。具体是指火电厂燃煤锅炉在发电过程中产生的烟气污染物,采用多种协同脱除技术,使其大气污染物排放指标符合燃机标准,即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度(基准含氧量6%)分别不超过10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3,比《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降50%、30%和50%,这标志着电力行业已经迈入“煤电超低排放时代”。随着电力行业超低排放改造逐步完成,其他领域污染源的治理已经加速,散烧煤、石油、化工、钢铁等是下一步治理的重点。
2、影响燃煤电厂烟尘排放值的因素
2.1浆液循环泵运行台数
浆液循环泵启动后会导致脱硫后烟气湿度增加,浆液循环泵启动数量大,会加大对脱硫塔烟气的洗涤,降低烟气中的粉尘含量,也会加大托盘上液膜厚度,提高托盘的除尘效果。
2.2除雾器冲洗
除雾器冲洗时同样会导致脱硫后烟气湿度增加,对粉尘测量结果有影响。随着湿度的增加,会导致脱硫出口烟尘浓度上升。
2.3烟气流速
烟气流速越大,除尘器过滤效果差,脱硫的洗涤效果也差。这些都是实际影响粉尘排放浓度的。同时烟气流速还直接影响实测称重法的结果,对CEMS测量无影响。
2.4除尘器
除尘器的运行效果受上游设备运行状况影响较大。燃煤电厂超低排放改造后,当煤种、烟温、烟气粉尘特性发生变化时,若不能及时对除尘器采取有效的应对调整措施,将直接影响其除尘效果和能耗指标,造成除尘器运行可靠性降低。
3、燃煤电厂超低排放控制方法分析
3.1烟尘超低排放控制技术
根据烟尘超低排放控制技术的工作原理,主要有这几种:静电式、旋转电极式以及湿式静电。静电除尘技术的优势在于工作时不易受到外界温度的影响,工作效率较高,能够除掉绝大多数的粉尘,并且静电除尘可以连续的高强度作业,不会对设备造成太大的损耗,节省作业成本。静电式除尘的不足在于几乎无法将微尘除去;旋转电极式除尘的优势在于反电晕的出现的概率降低,并且使用的设备体型较小。无需太多的使用面积,而旋转电极式除尘的不足之处在于适用范围小,对设备操作工专业技能要求高,安装工艺流程较为复杂;湿式静电除尘的优势在于既能够将残留在尘板上的微尘清除掉,还能够降低阻力的影响,加强集尘板对带电微尘的吸附能力。此外,该除尘方式还能够高效率的抑制微尘和酸性污染物等复合型污染物的含量,然而湿式静电除尘由于使用水进行除尘,很可能会给环境带来二次污染,有背目前国家提出的可持续发展理念。
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3.2电袋复合除尘器代替静电除尘
目前燃煤电厂应用较多的就是电袋复合除尘器,其主要是把电除尘中的荷电除尘和袋除尘中的过滤拦截机理进行有机融合的新型除尘器,该除尘器具有稳定排放、长期使用的特征,并且不会被煤质的变化所影响,较为适合我国煤质变化多的情况。一般情况下,该除尘器能有效保障出口烟气粉尘的浓度保持在20~30mg/m3左右,但是当烟气经过脱硫吸收塔时,就可能携带一些细石膏颗粒,造成粉尘浓度大幅度增加,进而要不断创新除尘方式。
3.3电除尘器技术
电除尘器是燃煤电厂烟尘治理的主流技术,美国燃煤电厂约80%除尘设备为电除尘器,欧盟比例约为85%,而日本几乎全部的燃煤电厂均使用电除尘器。据统计,截至2015年底,我国燃煤电厂除尘设备中电除尘器约占70%。常规电除尘器存在“细颗粒物荷电难”、“高比电阻粉尘反电晕”和“振打引起二次扬尘”3个技术瓶颈,随着燃煤电厂大气污染物排放标准进一步加严,国内外均对燃煤电站烟气颗粒物脱除技术提出了更高要求,尤其是超低排放实施以来,电除尘技术面临前所未有的挑战,特别是针对细颗粒物的经济高效脱除。
3.4高效除尘除雾器
采用高效除尘除雾器的高效除尘除雾技术,可以让饱和状态烟尘气体当中的液体与粉尘得到净化处理。在装置内,烟尘气体会得到十分剧烈的运动,利用液体相互凝聚自重掉落、装置捕捉等运动状态,可以让烟尘气体液滴得到有效清除,进而让除尘目标得以实现。经过检测,发现在我国内蒙古某电厂中,为让烟尘超低排放得以实现,其采用了国电清新专利高效除尘除雾器,其烟囱入口处的烟尘具有1.11mg/Nm3的平均浓度,满足烟尘浓度小于等于5mg/Nm3的燃气轮机排放标准,效果相对较好。
3.5吸收塔除尘技术
3.5.1喷淋增效环技术
常规的吸收塔除尘技术容易发生烟尘溢出情况,降低了工艺的处理效率。在常规吸收塔的每层喷淋层增设喷淋增效环,就可以使这一问题得以解决。其基本原理是,喷淋增效环的作用是将塔壁处的烟尘弃流导流进入塔中心处,从而有效提高除尘效率。
3.5.2高效喷淋层技术
与普通喷淋层技术相比,高效喷淋技术因具有较低的喷嘴流量和更低的雾化颗粒粒径范围。高效喷淋层采用双头双向高效空心锥,单头流量为20m3/h~35m3/h,仅为普通喷嘴流量的一半,与普通喷淋技术雾化粒径范围相比,浆液雾化粒径范围降低至33.3%~36.4%,因此大大地提高了处理效率。高效喷淋层的喷淋覆盖率是普通喷淋层的2倍,除尘效率大幅度提高。相关监测数据表明,高效喷淋层与喷淋增效环配合应用时,烟尘的粒径范围越小,其除去率越小;烟尘的粒径范围越大,其除去率越高。
3.5.3高效除雾器技术
经过吸收塔除雾器处理净化后的雾滴中仍然含有大量的固体颗粒和溶解盐,该固体颗粒是导致烟尘产生的重要因素之一。为了降低吸收塔出口烟尘浓度,提高除尘效率,应当从控制除雾器出口的雾滴含量着手。
结束语
超低排放是推进能源清洁高效利用的重大国家行动,为了加强对污染物排放的严格控制,我国的燃煤电厂超低排放技术改造势在必行,烟尘的超低排放也发展出多种技术,选择也越来越多,本文主要介绍了烟尘超低排放控制技术、电袋复合除尘器、电除尘器技术以及吸收塔除尘技术等,希望可以为燃煤电力企业的绿色发展贡献力量。
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论文作者:王光,冯浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签:烟尘论文; 超低论文; 电厂论文; 燃煤论文; 技术论文; 高效论文; 除尘器论文; 《基层建设》2018年第34期论文;