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2.近零排放脱硫解决方案
2.1双塔串联脱硫技术
双胎串联脱硫技术源于德国,其目的是解决单吸收塔湿法脱硫的一个矛盾,湿法脱硫的反应分为两个阶段,即吸收阶段和氧化阶段,在SO2的吸收阶段要求PH值越高,吸收效果越好,而在Ca(HSO3)2的氧化阶段,要求PH值越低氧化效果越好。但是在同一个吸收塔浆液池内,无法二者兼顾,因此双循环技术在吸收塔外另设一个罐体用于SO2的吸收,而吸收塔浆液池则负责氧化。这与双分区技术异曲同工。
双塔双循环技术其实是将辅助罐体升级为吸收塔,利用双循环技术,同时设置喷淋层和除雾器,使双循环的脱硫和除尘效果进一步增强。
双胎串联设计具有如下优点:
1)适合高含硫或高效率场合,效率可达99.3%
2)浆池pH分区,氧化区4.9-5.5生成高纯石膏,吸收区5.3-6.1高效脱除SO2
3)浆池小,停留时间可为3min,并且无任何塔外循环吸收装置
4)配套专有射流搅拌措施,塔内无转动搅拌设施,检修维护方便
5)吸收剂的利用率高、石膏纯度最高
当然,双塔双循环的占地和辅机增设就更大了。占地很大,不适合布置比较紧凑的电厂,且辅机增设较多,运营成本高。
2.2北京中晶佳镁环境科技股份有限公司研发的FOSS脱硫除尘一体化技术
FOSS为单塔一体化脱硫脱硝除尘深度净化技术是ESSE自主研发的专有技术,该技术可在一个吸收塔内同时实现脱硫效率99%以上,除尘效率90%以上,满足二氧化硫排放35mg/Nm3、烟尘5mg/Nm3的超净排放要求。
FOSS®技术的核心是采用了强制氧化与旋转作用相结合:功能团(FG)被强制氧化物激发,在氧化与旋转作用下与化合物快速进行物理吸附及化学反应,实现超净排放。
超净FOSS装置是旋汇耦合装置、高效节能喷淋装置、管束式除尘装置三套系统优化结合的一体化设备,应用于湿法脱硫塔二氧化硫去除。
旋汇耦合器基于多相紊流掺混的强化传质机理,通过产生气液湍流,大大提高传质速率,从而达到提高脱硫效率的目的。CFD模拟结果显示,加装耦合器后塔内的烟气分布更加均匀。
除了旋汇耦合器,FOSS一体化技术还通过管束式除雾器、增加喷淋层等方式提高脱硫、除尘效率;FOSS一体化技术主要具有如下优势:
1)效率高。在一个吸收塔里同时完成脱硫除尘,目前可以达到现阶段最严格的深度超净脱除的要求,二氧化硫达到35mg/m3以下,粉尘5mg/m3以下。
2)费用低。该技术在保证高性能的前提下,尽量降低能耗,比同类技术运行费用电耗低20-30%左右。
3)投资少。该技术可以在原有装置基础上进行改造完成,对于新建电厂,不会额外增加占地和新建费用,投资比传统技术低40%左右。
4)运行维护简单。该技术在设计研发过程中尽量简化操作,保证零件质量,降低更换频率,从用户角度减少零件的运行和维护压力。
3. 近零排放主流除尘技术
3.1电袋复合除尘
电袋复合式除尘器是有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点,通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一种高效除尘器,它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势,以及两者相结合产生新的性能优点,弥补了电除尘器和布袋除尘器的除尘缺点。该复合型除尘器具有效率高,稳定的优点,目前在国内火力发电机组尤其是中小型机组应用较多,最近国内部分大型机组也开始上马电袋除尘。
电袋复合除尘器近年来持续发展,目前出现了超长滤袋和覆膜过滤等技术,过滤精度和使用性能都有所提升,已经能够达到5mg以下烟尘超低排放的标准。
但是从已经投产的电袋复合除尘器来看,其主要面临的几个问题仍然难以解决:
1)差压比较高,并且随着时间的增加逐渐上升。由于布袋除尘采用的是过滤原理,本身的阻力高达1000pa左右,同时随着过滤孔被逐渐堵塞难以清理,每年会有200-300pa的阻力增加,这会造成电耗增加,甚至影响风机运行安全;
2)布袋寿命较短,维护费用高。布袋每年会有一定的破损率,一般保证每年≤1%,但由于单台机布袋数量高达一万多个,而每个布袋价值上千块,每年仅布袋更换费用就要近十几万;
3)一旦布袋发生破损,局部失去过滤作用,将会导致烟尘浓度上升;
4)设计寿命仅约3万小时,用4-5年后全部更换滤袋的成本十分高昂,约在2000万左右,折合每年400万以上。
3.2电除尘高频电源改造
电除尘高频电源改造由于成本较低,且效果明显,成为目前在各个电厂超低排放改造中普遍使用的一种辅助除尘增效改造方式。高频电源相比普通工频电源具有如下优势:
1)更好的节能效果
高频电源具有高达93%以上的电能转换效率,在电场所需相同的功率下,可比常规电源更小的输入功率(约20%),具有节能效果。有更好的荷电强度,在保证了粉尘充分荷电的基础上,可以大幅度减少电场供电功率,从而减少无效的电场电功率。
2)可提高电晕功率
高频电源的输出电压纹波系数比常规电源小(高频电源约1%,而常规电源约30%),可大大提高电晕电压(约30%),从而增加电场内粉尘的荷电能力,也减小了荷电粉尘在电场中的停留时间,从而可提高除尘效率。电晕电压的提高,同时也提高了电晕电流,增加了粉尘荷电的机率,进一步提高除尘效率,特别适用于高浓度粉尘场合。
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