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    电力行业烟气净化解决方案

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    我国能源结构呈现“富煤、缺油、少气”的特征,以煤为主的能源供应格局在未来相当长时期内不会发生根本性改变,随着我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,火电装机容量仍在不断增长。2015年上半年,我国火电项目新投产2343万千瓦,同比增长55%,火电总装机量已达9.35亿千瓦;同时,各地火电项目核准开工步伐加快,核准在建规模达1.9亿千瓦,已发路条约2亿千瓦。

    电力行业是既是清洁能源的创造者,又是一次能源消耗大户和污染排放大户,因而是实施节能减排的重要领域,是大气污染治理政策的导向行业。燃煤发电虽已是我国煤资源利用“更清洁”的方式,但因其基数大,仍是我国大气污染的主要排放源之一,且面临着越来越严峻的环境压力,治理要求迅速深入,逐步走向洁净排放、超净排放。

    重要地区特别排放限值如下:

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    由于环境容量等原因,各省市、地区相继出台了更为严格的地方排放限值,江苏、浙江、山西、广州等更是要求燃煤电厂大气污染物排放参考燃气轮机组排放标准,即当前的超净排放。

    3. 电力锅炉烟气污染物排放及治理现状

    当前火电/热力锅炉烟气净化主要集中于除尘、脱硫及氮氧化物控制,其余污染物控制工作暂处于研发与试点阶段。

    除尘:火电锅炉除尘早期主要采用电除尘器,后期部分进行了电改袋或电袋,这三类除尘设备合理设计、运行正常的情况下,结合后续脱硫塔的部分收尘效应,一般可以满足当前的标准要求。但部分除尘设备存在技术改造迟暖、选型设计不合理、烟气工况变化、运行维护不佳、设备老化等各种问题以致排放超标。同时,现场测试表明,我国电厂电除尘器排放烟尘中PM2.5所占的质量比超过百分之90以上,其余为PMl0,随着治理力度与深度的持续加大,环保形势严峻,新型除尘技术及工艺应用迫在眉睫。

    供热锅炉的治理形势更为严峻,不少热力锅炉配套的除尘器技术落后、设备老旧,明显与当前形势脱节。在大气“国十条”中,其中一条即是要求整治中小燃煤锅炉,所以当前热力锅炉除尘系统改造正在深入进行,均需改造上马新型除尘设备。

    脱硫:火电机组烟气脱硫经过“十一五”、“十二五”期间的集中强制建设,现已基本完成,运行也较为稳定,截止2012年底,全国已投运烟气脱硫机组超过6.8亿千瓦,占总容量的百分之90。

    应用于我国火电烟气脱硫的主要工艺有:石灰石-石膏湿法、循环流化床法、海水法、NID法、氨法、氧化镁法、双碱液法等,其中石灰石-石膏法所占比重达百分之90以上,脱硫配套设备和材料已全部国产化。但由于前期爆发式增长的行业发展导致产品良莠不齐,部分系统设计先天不足,设备故障率高。此外,近两年火电二氧化硫排放标准不断修订,现役机组脱硫设施大部分需进行升级改造以满足新的要求。当前烟气脱硫工作主要集中于现役机组改造及新建机组配套。

    脱硝:火电机组烟气脱硝自“十一五”开始大量试点,在“十二五”期间被纳入节能减排控制指标,并随着新的火电厂大气污染物放标准的颁布落实,烟气脱硝成为了“十二五”期间的工作。

    要满足新的环保要求,仅靠早期的低氮氧化物燃烧技术及SNCR已难以实现,要新建SCR反应系统,当前电力锅炉脱硝系统正处于建设阶段,SCR催化剂已国产化。

    SNCR+SCR烟气脱硝技术链

    SCR脱硝系统

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    SCR脱硝系统通过往烟气内喷入氨,氮氧化物在催化剂的作用下,与氨反应被还原成氮气与水,实现氮氧化物净化的目标。SCR脱硝系统主要包括氨站系统和硝区系统两大部分。氨站系统可采用液氨、尿素和氨水作为还原剂。硝区系统可以采用蜂窝式、板式和波纹板式催化剂。

    SCR脱硝系统具有以下技术特点:

    ◆ 脱硝效率高,可达百分之80~90,可保障烟气排放满足排放标准;

    ◆ 技术成熟可靠,煤质、机组负荷适应范围广。

    SNCR脱硝系统

    SNCR脱硝系统通过在高温段(850~1100℃)喷入尿素或氨水,在无催化剂的情况下将氮氧化物还原成氮气与水,实现净化的目标。SNCR系统由于无催化剂,一次性投资及运行费用低,脱硝效率为百分之30~50。

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    石灰石-石膏法烟气脱硫

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    湿法烟气脱硫系统具有脱硫效率高,可靠性强,脱硫副产品可综合利用,不会造成二次污染等优点。该技术是解决电力锅炉烟气脱硫的选择,适用于燃煤发电厂、燃煤供热锅炉、冶金烧结机等企业的烟气脱硫工程,是净化锅炉尾气的首要选择。

    主要特点:

    l、脱硫效率高,可达百分之95以上;

    2、吸收剂化学剂量比低;

    3、液/气比(L/G)低,可降低脱硫系统的能耗;

    4、可获得纯度很高的脱硫副产品—石膏,为脱硫副产品的综合利用创造了有利条件;

    5、采用空塔型式使吸收塔内径大幅度的减小,同时大大减少了内部构件,降低了结垢的可能性;

    6、采用价廉易得的石灰石/石灰作为吸收剂,能够有效地控制运行成本;

    7、系统具有较高的可靠性,系统可用率可达百分之98以上;

    8、 对锅炉燃煤煤质变化适应性好,当燃煤含硫量增加时,仍可保持较高的脱硫效率;

    9、对锅炉负荷变化有良好的适应性,在不同的烟气负荷及SO2浓度下,脱硫系统仍可保持较高的脱硫效率及系统的稳定。

    工艺流程

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    烟气脱硫后湿式电除尘

    湿式电除尘器是燃煤烟气复合污染物控制的精处理技术装备。对于亚微米大小的颗粒,包括微细颗粒物(PM2.5)、SO3酸雾、重金属(汞等)都有较好的收集性能,且具有以下性能优势:

    Ø 不受粉尘比电阻影响,可有效捕集其它烟气治理设备捕集效率较低的污染物(如PM2.5等);

    Ø 可捕集湿法脱硫系统产生的污染物,消除石膏雨;

    &Oslash; 可达到其它除尘设备难以达到的极低的烟尘排放限值(如<3mg/m3)

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