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超低排放标准下燃煤工业锅炉技术路线介绍

2018-11-16 15:40:52 来源:网络 评论:0 点击:

我国燃煤工业锅炉广泛应用于冶金、化工、水泥、造纸、供电等多个行业,多年来由于技术装备落后、运营管理水平不高、环保措施不到位等因素,造成了非常严重的污染。近年来,随着烟气治理技术不断发展,国家对烟气污染物的排放控制日趋严格。要求所有具备改造条件的人没电厂,到2020年力争实现烟尘、SO2、NOx在基准氧含量6%的条件下,排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。就目前的政策来看,针对燃煤工业锅炉超低排放的开发推广已是大势所趋。

主流污染控制技术

燃煤锅炉的主流污染控制技术是袋式除尘技术、湿式电除尘、湿法脱硫技术、低氮燃烧技术、SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术。

1除尘技术

1)干式除尘

袋式除尘技术是一种利用袋状过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的干式除尘技术。目前根据烟气的温湿度、原始灰尘浓度、酸碱度等使用条件的不同,已开发出多种耐热性良好、化学性能稳定、过滤效率出色的滤袋产品。

袋式除尘技术效率高,一般可达到99.5%以上,烟尘排放质量浓度可低于30mg/m3,对亚微米颗粒具有较高的分级除尘效率,已广泛应用在各工业领域,成为中国大气污染控制的主流技术。

2)湿式电除尘

湿式电除尘采用液体冲刷集尘极表面进行清灰,不受粉尘比电阻影响,可有效捕集效率低的污染物,主要用于解决湿法脱硫出口复合污染物(石膏雨、酸雾、细微颗粒物,超细雾滴,汞等)排放问题,酸雾去除率可达到95%,尘可到到5mg/m3以下。

2湿法脱硫技术

湿法脱硫技术是一种用碱性氧化物水溶液或水浆液在吸收塔内喷淋洗涤烟气中SO2的技术。根据采用脱硫剂的不同,常用的湿法脱硫技术有石灰石/石膏法、氨法和氧化镁法等三类,脱硫效率均能达到95%以上。

湿法脱硫技术在电力、冶金、石化等行业应用广泛,占世界脱硫总装机容量的85%左右。中国90%以上的烟气脱硫工程采用石灰石/石膏湿法脱硫工艺,辽宁、山东等镁矿储量较为丰富的地区会应用氧化镁法脱硫工艺。

3NOx控制技术

1)低氮燃烧技术

低氮燃烧技术是采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等手段,通过延缓燃烧进程或稀释烟气显热,以控制热力型NOx的一类技术的统称。国家环境保护燃煤工业锅炉节能与污染控制工程技术中心采用空气分级燃烧和烟气再循环等方式,开发的新一代煤粉工业锅炉燃烧器已可实现NOx折算初始排放浓度<200mg/m3。

2)SNCR脱硝技术

SNCR选择性非催化还原是一种通过向高温烟气中尿素或氨基化合物作为还原剂,有选择性地把烟气中的NOx还原为N2和H20的脱硝技术。操作温度在800℃~1000℃,脱硝效率在30%~80%。

3)SCR脱硝技术

SCR选择性催化还原是一种基于在催化剂的作用下,通过向烟气中喷入尿素或氨基化合物作为还原剂,有选择性地将烟气中的NOx还原为N2和H2O的脱硝技术。操作温度与催化反应的活性温度范围有关,以V2O5/TiO2金属氧化物为例,反应温度在260℃~425℃,脱硝效率在80%以上。

超低排放技术路线

氮氧化物和二氧化硫的超低排放对于目前的技术来说都不是难题,通过一定的措施较容易实现,技术难点是总尘控制,脱硫塔出口石膏雨、硫铵雨、酸雾等问题控制。目前超低排放技术路线主要围绕这个难点呈现出两个主要工艺技术路线,一个是烟尘的终端治理,主要以湿式电除尘为核心的技术路线,一个是烟尘终端治理,主要以湿式电除尘为核心的技术路线,二是烟气协同治理。

超低排放工艺路线一

锅炉→脱硝→烟气冷却器→干式除尘→烟气湿法脱硫→湿式电除尘→烟囱。该技术路线是为满足烟尘排放浓度不高于mg/m3,在脱硫塔后面加装湿式电除尘作为二级除尘设备,目前主要用于石灰石-石膏法脱硫塔后面,在氨法脱硫用加湿电的成熟经验还不足。湿式电除尘能够高效控制烟尘和去除石膏颗粒、SO3酸雾等污染物的排放,适合脱硫除尘老系统的升级改造或者对指标控制特别严格的地区。

超低排放工艺路线二

氧化脱硝→空气预热器→干式除尘→烟气湿法脱硫除尘协同处理→烟气再热(可选择安装)→烟囱。为降低环保设备的运行和投资费用,高效烟气脱硫除尘协同处理技术成为了重要的研究方向。该工艺技术路线是采用低温电除尘,电除尘前安装烟气再热器,烟气温度从120~140℃左右降低到烟气酸露点一下(约90℃)实现低温电除尘,有效控制尘和SO3含量,减轻后端处理难度。

保证进入脱硫塔入口的尘含量低于20mg/Nm3,当然在国内除尘有采用干式除尘,保证进入脱硫塔入口的尘含量低于30mg/Nm3,脱硫与除尘主要在脱硫塔内实现,该技术路线避免了湿式电除尘带来的高投资、高能耗、搞维护量。

结语

燃煤工业锅炉能源消耗量大,污染物排放量大,应参照政策要求,开展针对燃煤工业锅炉的超低排放技术改造。选择技术可靠、经济性好的改造方案,对实现燃煤锅炉超低排放改造意义重大。

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