大气治理

电厂燃煤机组烟气超低排放改造技术路线之:湿法脱硫改造

2017-11-19 10:35:23 环境工程 作者:俞立等

1主要改造技术方案介绍

脱硫SO2需执行35mg/m3的排放限值,目前改造应用较多、效果较好的改造方案主要有单塔单循环(强化传质)、单塔双循环及双塔双循环等技术。

(1)单塔单循环(强化传质)工艺是在单塔单循环湿法脱硫技术的基础上进行内部的改造,提高气液传质,强化对流效果,从而提高SO2的脱除率。改造工作量较小,特别适用于老塔改造,在原有吸收塔内部进行一系列改造(包括提高吸收塔高度、增加喷淋层数量、优化喷嘴布置、增加均流提效和强化传质构件、控制内部PH等)来实现系统提效的目标。

(2)单塔双循环技术:原有吸收塔保留不动,拆除内部除雾器,作为一级循环吸收塔;在原吸收塔上部新增一浆液集液器与喷淋层,作为二级循环,浆液集液器与一新增的塔外氧化槽相连,一级循环的浆液控制较低的PH值,有利于石膏的氧化,二级循环的浆液PH值较高,有利于SO2的吸收,示意图见图3-1。两级吸收塔浆池分开设置,分别控制不同的PH值以有利于石膏的氧化和SO2的吸收。

图3-1单塔双循环示意图

(3)双塔双循环技术采用两级塔,一般一级塔的浆液控制较低的PH值,有利于石膏的氧化,二级塔的浆液PH值较高,有利于SO2的吸收,双塔双循环改造需新建吸收塔,同时需对原有的烟道进行改造,并新增原塔与二级塔之间的烟道,改造场地要求较大。

2主要改造技术方案对比

单塔单循环(强化传质)工艺适用于SO2入口浓度不高的技改项目,从目前多个已进行超低排放改造的项目来看,入口SO2在3500mg/m3以内,可保证SO2排放浓度≤35mg/m3,但若SO2入口浓度较高,如贵州、四川等中、高硫煤地区,该改造方案无法达到超低排放的效果,此时可采用单塔单循环技术或双塔双循环技术。

由于双循环技术为两级吸收塔浆池分开设置,分别控制不同的PH值以有利于石膏的氧化和SO2的吸收,可适应较高的硫份,根据相应的改造工程情况,贵州某电厂脱硫入口浓度到达10000mg/m3左右时,出口仍然能保证SO2达到35mg/m3的排放限值。单塔双循环占地较双塔双循环小,但停机时间略长,电厂可根据改造场地条件、停机时间及塔本身的条件选择适合自己的改造方案。

3改造实例

南京某电厂原脱硫设置四层喷淋层,脱硫系统入口SO2年平均浓度2200mg/m3,出口SO2年平均排放浓度约100mg/m3,2014年电厂对原脱硫实施了超低排放改造,设计入口SO2浓度2317mg/m3,目标为SO2排放浓度≤35mg/m3

由于脱硫入口SO2浓度不高,而且原吸收塔条件较好,所以电厂采用了单塔单循环(强化传质)工艺。通过在吸收塔内部增加一层均流提效构件+更换喷淋层喷嘴+提效环,在不改变实际液气比的情况下,改善塔内气液传质条件,同时增加塔外浆罐,延长浆液停留氧化时间,使得脱硫效率显著提升。

2016年1月份,测试单位对湿式电除尘器进行了测试。测试时由于燃煤硫份较设计值低,电厂喷淋层仅开了2层,脱硫出口SO2浓度为21.3mg/m3,已达到超低排放要求。测试数据见表3-1。

表3-1南京某电厂1号机组脱硫测试数据

与电厂交流可知,目前该脱硫系统还有一定的裕量,脱硫入口SO2浓度在2000mg/m3以内,开2层喷淋层即可达标排放,而SO2浓度达到3000mg/m3以上时,才需要开四层喷淋层。

电厂采用了单塔单循环(强化传质)工艺是符合电厂实际情况的,不仅达到了改造目标,而且改造工作量小,节约投资,运行调节性能强。

4关于超低排放改造的总结

超低排放改造边界条件的确定与设计方案的选择应在现场性能测试结果的基础上,充分考虑近几年煤种的变化,预测未来煤种的变化趋势,对燃煤、脱硝、除尘器、脱硫、引风机、烟道阻力情况、烟囱防腐、机组检修工期等现状进行综合评估,提出最佳改造方案,并且在满足环保达标排放的同时兼顾节能效果。

超低排放改造完成投运后,电厂需注意以下几点:

(1)脱硝建议做流程模拟与喷氨调整优化,提高氨气与烟气的混合均匀性,减少氨逃逸;

(2)脱硝改造后产生的废旧催化剂的处置方式应符合相关环保规范的要求;

(3)若采用湿式电除尘方案的电厂,需注意脱硫塔水平衡问题;

(4)加强各环保设备的运行维护管理,减少设备故障率,保证机组长期稳定达标排放。

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