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1、燃煤锅炉超清洁排放烟气治理工艺路线探讨,福建龙净环保股份有限公司2014年6月24日,治霾利剑,龙净电袋,主要内容,一、烟气治理工艺路线 二、湿式除尘除雾技术 三、国内除尘市场发展状况 四、超清洁排放工艺设计,治霾利剑,龙净电袋,1、烟尘达标要求,一、烟气治理工艺路线,1)GB13223-2011标准 烟尘排放限值: 一般区域30mg/Nm3 重点区域20mg/Nm3 2)部分地方或企业 清洁排放:烟尘10mg/Nm3 超清洁排放:烟尘5mg/Nm3,治霾利剑,龙净电袋,2、影响烟囱出口烟尘达标的因素,煤种 除尘方式 选型设计 其他,除尘器因素,湿法脱硫因素,对烟尘有除尘作用 雾滴逃逸,增加颗
2、粒物排放量,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,治霾利剑,龙净电袋,洗涤除尘效率相关因素:入口烟尘浓度、喷淋层数、烟气流速、烟尘粒径大小等。,一般默认固体颗粒物占雾滴浓度的20%。,一、烟气治理工艺路线,1)正作用:对烟尘有洗涤除尘作用,2)负作用:雾滴逃逸,增加石膏 固体颗粒物,新的环保要求下,湿法脱硫通过各种措施对烟尘可实现零作用或微正作用!,3、烟气治理工艺路线 (1)国标工艺:30(20)mg/Nm3排放; (2)清洁工艺:10mg/Nm3排放,无石膏雨; (3)超清洁工艺: 5mg/Nm3排放,无石膏雨;,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,3、烟气治理工艺路线(各司其职
3、) (1)国标工艺:各司其职实现国标要求的30(20)mg/Nm3排放,出口烟尘浓度20(30)mg/Nm3,出口雾滴浓度 40-50mg/Nm3,总烟尘浓度 20(30)mg/Nm3,一、烟气治理工艺路线,洗涤除尘与雾滴逃逸颗粒持平,治霾利剑,龙净电袋,3、烟气治理工艺路线 (2)清洁工艺:各司其职,采用电袋高效除尘, 实现10mg/Nm3排放,工艺配套GGH,消除水汽长龙,出口烟尘浓度10mg/Nm3,出口雾滴浓度 20-40mg/Nm3,总烟尘浓度 10mg/Nm3,一、烟气治理工艺路线,洗涤除尘与雾滴逃逸颗粒持平,治霾利剑,龙净电袋,配套GGH,案例1、珠海电厂2700MW改造电袋 1
4、)除尘改造方案: 原日本三菱3电场电除尘器 改造后为1电2袋电袋 2)改造后投运日期: #1炉:2013年6月 #2炉:2013年2月,3)烟气治理工艺:脱硝+电袋+石灰石-石膏湿法脱硫+GGH,一、烟气治理工艺路线,4)脱硫配置 同步升级,采用五层喷淋,除雾器采用两层管式+一层屋脊式 运行一年多GGH未堵塞,无需清洗,无水汽及石膏雨 5)烟尘排放情况 脱硫前后烟尘排放值如下:,治霾利剑,龙净电袋,一、烟气治理工艺路线,案例2:陕西府谷能源有限公司2600MW机组改造电袋 1)除尘改造方案: 原4电场电除尘器 改造后为1电3袋电袋 2)改造后投运日期: #1炉:2012年12月3日 #2炉:2
5、013年7月22日,治霾利剑,龙净电袋,一、烟气治理工艺路线,3)脱硫改造 喷淋层做相应改造 除雾器由屋脊式改造为格栅式 4)烟尘排放情况 2013年8月陕西电力科学研究院做#1、#2脱硫A级检修后性能测试 其中脱硫前后烟尘排放值如下:,治霾利剑,龙净电袋,一、烟气治理工艺路线,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,3、烟气治理工艺路线 (3)超清洁工艺:各司其职基础上,高效电袋除尘+湿式除尘除雾,实现5mg/Nm3排放,各司其职工艺路线特点 把除尘器对下游设备的影响降低到最低 引风机(减缓磨损) 湿法脱硫(大幅度提高脱硫运行稳定性) 系统简单、可靠性高、综合经济性优,一、烟气治理工艺路线
6、,治霾利剑,龙净电袋,除尘器超低排放使GGH、除雾器更清洁! 避免堵塞降低压损,降低风机能耗!,4、电除尘+湿式除尘(雾)工艺路线,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,特点: 意图通过湿式除尘(雾)“一揽子”解决问题 系统平衡性、稳定性降低 综合经济性差 增加一次投资(总体投资为常规除尘设备1.8-2.5倍) 增加运行成本,电除尘器加湿式除尘工艺技术方案的不足 电除尘无法适应煤种、工况变化,长期稳定30mg/m3难度极大 湿式除尘受前端影响而排放呈波动性 湿式除尘应用时间短,存在问题多: 风速高、规格容量小、效率低(20-60%) 易腐蚀、易结垢,稳定性差 运行中耗水、耗碱、耗电运行费用
7、高 一次投资费用高,华能、华电等发电公司试用湿式除尘后,叫停应用!,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,5、实现烟尘低排放或超清洁排放各司其职工艺路线为首选,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,建议对现役机组首先考虑国标方案、稳步推进清洁方案, 对新建机组稳步实施清洁方案,试点超清洁方案, 按照积极稳妥、分步实施、示范先行的原则,1、湿式除尘除雾技术分类,1)湿式电除尘,2)电除雾(烟气深度净化塔),治霾利剑,龙净电袋,二、湿式除尘除雾技术,2、燃煤电厂湿式除尘布置工艺,-塔顶布置,-塔后布置,-主流,-非主流,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,3、湿式电除尘器: 1)湿式
8、电除尘器发展情况:19世纪70年代,电除尘末端设置湿式电场,以抑制二次扬尘。应用在干式烟气中存在问题:耗水量大、泥浆二次污染、水膜不均匀、结垢、积灰、酸腐蚀。被干式除尘取代达20多年。,湿式,干式,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,2)干式烟气工况使用案例 上海宝钢首条轧机生产线采用日本三菱公司湿电产品,1985年投运。,含尘浓度 300-600mg/Nm3,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,宝钢轧机湿电出现的问题: 耗水量大,尘泥、浆液二次污染; 极板水膜不均匀,结垢、挂瘤、腐蚀;,1年内稳定运行,2年后问题暴露,无法正常运行。90年代起至今,被朔烧板过滤除尘器取代!,二、湿
9、式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,3)燃煤电厂湿式电除尘器使用、设计条件分析,应用移植,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,4)燃煤电厂湿式电除尘器使用、设计条件分析 同比其它工业烟气,烟温、湿度,烟尘粒径(PM5) 含有细小石膏浆液雾滴 烟气量大,缩小除尘规格、容量,提高电场电流密度,V0.8-0.9m/s, 单电场SCA 20-30m2/m3/s T130,V2-4m/s,提高2-4倍 单电场SCA 8-10m2/m3/s T50,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,5)燃煤电厂湿式电除尘器应用评估 效率问题 潜在问题,80% 80% 80% 80%,保证80%效率的依据不足
10、,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,4、我国燃煤电厂湿式除尘技术的应用实况 作为干式电除尘的补充设备 规格容量小(比集尘面积一般8-20m2/m3/s),实际效率(20-50%)与设计效率(70%以上) 偏差大 对SO2捕集效率极低,对NOx、COx、气态重金属无捕集效果,增加NO2量 受工况、干式电除尘、脱硫等影响终端烟尘排放波动 316不锈钢阴阳极易腐蚀,耗材大(300MW机组耗水量约720t/D,强碱用量1.5t/D)、电耗较高 有部分二次泥浆污染物,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,1)结构型式 A、PVC结构,阳极采用PVC圆管 PVC壳体 阴极悬吊绝缘子,二、湿式除
11、尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,5、湿式电除雾器:,B、玻璃钢结构,3列2级串联,阴阳极顶部,阴阳极底部,排液斗出口,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,阳极管束、阴极系统、壳体、进出气口、冲洗装置、高压电源等,导电玻璃钢电除雾 (烟气深度净化塔),二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,C、柔性阳极结构,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,2)硫酸厂电除雾器成功经验 烟气条件: 入口烟尘浓度100mg/Nm3,SO3酸雾浓度约1000mg/Nm3 烟温40-50 设计条件:除尘除雾效率90-99.5% 技术措施: 电场风速0.8m/s
12、SCA=100-140m2/m3/s 设计简易喷淋水装置(清理阴阳极),二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,出口烟尘:5-10mg/Nm3,酸雾滴5mg/Nm3, 阳极无腐蚀 1-2次/周喷淋清理阴阳极,耗水量小 长期、稳定、可靠运行 易损件维护:定期更换铅合金阴极线,符合电除尘技术规律的选型设计 足够的比集尘面积是效率保证的必要条件!,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,3)我国燃煤电厂电除雾器应用概况 A、使用效果不佳案例: 某铝业自备电厂,于2013年7月投运(氨法脱硫后) 某钢厂自备电厂,于2013年7月投运(塔顶布置);,铝业300MW机组电除雾无法捕集 硫酸铵气溶胶,除
13、水雾效率20-30%,吸收塔顶布置电除雾不适应高浓度雾滴,除雾滴效率10-30%,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,B、使用效果较优良案例 华能某电厂300MW机组玻璃钢结构2013年年底投运,出口排放10mg/Nm3;,华能某电厂300MW机组电除雾 蜂窝式玻璃钢阳极,改造前脱硫装置 改造建设后电除雾,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,6、湿式除尘(除雾)选择,1)湿式电除尘特点 不锈钢阳极理论导电强度高,但平面度极距难保证,成本高、抗腐蚀性低 耗水量大,二次污水处理量大,2)导电玻璃钢电除雾特点 阳极理论导电强度较低,便于安装、极距精度高,成本低和抗腐蚀性强 耗水量极小,二
14、次污水处理量小,玻璃钢电除雾在山东区域电厂大量被选用,优选方式!,治霾利剑,龙净电袋,二、湿式除尘除雾技术,我国燃煤电站除尘技术发展历史,水膜,袋除尘,电除尘,电袋除尘,1980年前后 1990年前后 2000年前后,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,布袋除尘,发展时间最长 拥有量最多(75%) 30(20)排放值 达标难度大,电除尘,电袋除尘,发展时间长,有间断 起点较高总量最少(5%) 30(20)排放值 易达标,发展时间最短,速度最快 总量次之(20%) 30(20)排放值 易达标,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,西
15、安热工院测试反映了我国电厂排放现状:电除布袋电袋!即电袋排放最低!,(一)电除尘技术:三项难题及解决方向,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,(一)电除尘技术 1、低低温电除尘技术 1)技术特点,吸热装置置于除尘器入口烟道 缩小烟气体积 改变体积比电阻 烟温降低至酸露点 冷凝SO3酸液吸附于烟尘 余热利用:节省煤耗或抬升排烟温度,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,2)、布置工艺,工艺1:,工艺2:,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,3)、吸热装置存在问题,增加压力损失450Pa,增加风机电耗 易磨损、腐蚀,爆管现象较多 使用寿命2-3年 实际工程中长期运行的温
16、度在110摄氏度,无酸露点附近运行经验,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,4)、烟温降低对烟尘体积比电阻峰值影响,温度(),值,实际温度状态,理想温度状态,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,统计24个工程项目实际比电阻与烟温的曲线关系,温度(),实际温度状态,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,5)、冷凝SO3对烟灰表面比电阻值的影响,与FGC技术类同 烟尘吸附酸液能力与煤种灰硫比、灰成分有关,目前无掌握清晰规律 烟灰吸附90%酸液无依据 酸腐蚀加剧是客观事实,硫磺燃烧SO2(V2O5催化)SO3,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,6)、河南某电厂600MW机组低低低温失效实例:,烟温约128度,烟温约96度,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,7)、小结,低低温对电除尘的提效有局限性,在煤种不适用时无法保证30mg/Nm3排放。 低低温增加阻力增加风机功率,易损,更换费用高。 出于系统节