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摘要:文章介绍了一种300MW机组超低排放改造的方法,着重对新型的脱硫除尘一体化技术工艺原理进行讲解,采用的技术投资少运行费用低,值得借鉴。
关键词:高效脱硫除尘 双相整流 除雾器
一、概况
某电厂#6机组为300MW亚临界燃煤发电机组,2006年2月投运。机组采用低氮燃烧技术降低氮氧化物生成量,配套建设高效SCR脱硝工艺、袋式除尘、石灰石-石膏湿法脱硫工艺处理锅炉废气。为进一步改善大气环境质量,保护生态环境,按照国家《2014-2020年煤电节能减排升级与改造行动计划》要求,电厂积极进行超低排放技术改造工作。#6机组超低排放改造项目于2016年4月正式开工建设,6月份完成。本项目设计指标为烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不大于5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。
二、改造内容
#6机组进行超低排放改造的主要内容为脱硝设施原SCR两层基础上加装一层催化剂及配套吹灰器,加装稀释风机及加热器。除尘器滤袋由原来的滤布(PPS纤维+PTFE基布)更换为超细、抗氧化、抗腐蚀、抗磨损材质(基布:PTFE;纤维:30%PPS超细+30%PPS+40%PTFE混纺),更换配套袋笼。脱硫设施拆除原GGH,原两层屋脊式除雾器更换为三层高效屋脊式除雾器,吸收塔及烟道重新防腐,DCS升级改造,加装托盘(沸腾式泡沫脱硫除尘一体化装置)。同时对#6机组总排口进行技术改造和CEMS设备更换,满足低浓度污染物排放监测的要求。
三、先进工艺探讨
此次改造的先进工艺为除尘脱硫一体化的脱硫设备。本工程原有脱硫吸收塔为液柱塔+喷淋层,吸收塔浆池与塔体为一体结构。吸收塔浆池部分尺寸16.9m×9.9m,配五台侧入式搅拌器。吸收塔上部尺寸为10.9×9.9m,设3层喷射层、一层喷淋层,分别配置四台浆液循环泵。喷淋层上部布置有两级除雾器。在一级除雾器的上、下部,二级除雾器下部各布置一层清洗喷嘴,吸收塔的氧化空气系统有三台氧化风机。
目前随着国家超低排放标准的提高,对国内脱硫除尘技术提出了新的要求,脱硫效率及除尘效率需要大幅提高。国内各个脱硫厂家都对各自技术进行了升级开发,在烟气进行一级袋式除尘基础上(除尘器出口烟尘浓度不大于10mg/Nm3),在后续的脱硫阶段分别提出了新型的脱硫除尘一体化技术,即在吸收塔内通过特殊的装置及喷淋系统的组合,既可以高效脱除烟气中SO2也可以高效脱除烟尘。其中有代表性的技术有国家电投集团远达环保的双相整流+高效除雾器、国电清新的旋汇耦合脱硫+管束式除尘器、凯迪环保II代高效沸腾托盘塔+高效除雾器技术、上海龙净单塔双区+高效除雾器技术等。
此次改造采用的是双相整流+高效除雾器技术,烟气通过双相整流装置与浆液产生均匀混合,提高了气液固三相传质速率,完成一级脱硫除尘,同时实现了快速降温及烟气均布,加之高效除雾器,提高了除尘和脱硫效率。
1、主要改造内容
(1))吸收塔入口烟道上方和第一次喷射层之间的塔体加高2.5m,安装双相整流装置1套,包含其支撑系统及防腐等。使进入吸收塔的烟气经过该设备后流场分布更均匀,同时烟气与在该设备上形成的浆液液膜撞击,促进气、液两相介质发生反应,提升吸收塔整体脱硫效率,而且还能避免烟气偏流短路现象,为了达到较高的脱硫效率,改造三层喷射层的浆液循环泵,加大了喷淋量,原一层喷淋层保留。
(2)将原吸收塔采用的两级屋脊式除雾器更换为三级高效屋脊式除雾器,更换后可满足吸收塔出口液滴含量出口雾滴小于≤15mg/Nm3。由于除雾器高度增加,除雾器区域高度由原有2.5m增加到4.5m,结合除雾器空间距离要求,#6吸收塔上部总增高3.2m。
(3)沸腾式传质构件支撑利旧原有12.279m层预留支撑梁进行安装。沸腾式传质构件采用模块化进行安装布置,模块与梁采用螺栓连接,模块与吸收塔壁预焊角钢亦采用螺栓连接,模块与模块之间用2205钢板制作的加固肋进行加固。沸腾式传质构件按照脱硫效率不低于10%设计,同时兼备除尘功能,开孔孔径35mm。沸腾式传质构件上下段设置4处压力测点
2、沸腾式泡沫脱硫除尘一体化装置原理
沸腾式泡沫脱硫除尘一体化技术核心在于双相整流+三级高效除雾器。其主要原理在于气液两相充分结合,有利于更小烟尘的去除。双相整流装置让吸收塔内烟气分布更均匀,通过CFD模拟,可以使吸收塔入口截面的不均匀度由36.4%降低到6.2%,因此除雾器不会产生局部超流现象。三级高效除雾器出口液滴含量不大于20mg/Nm3。
技术主要构成和原理图示:
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