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本文全面介绍了一种脱硫系统单塔脱硫、除尘协同处理技术。详细说明了技术特点和优势。为超低排放改造提供了新思路和新选择。根据实际应用情况,此种超低排放改造技术路线具有投资低、工期适当、无新增施工占地、技术可靠等特点。

1概述

国家对主要污染物减排工作要求不断升级。如何选择一种改造便捷、技术可行、运行稳定、投资少的脱硫、除尘协同处理装置改造方式已成为亟需解决的问题。气液再平衡均流器、筛板式托盘相与凝并式除雾器的单塔脱硫、除尘协同处理技术在三门峡公司首次应用。为超低排放改造提供了新思路和新选择。

2脱硫系统概况

大唐三门峡发电有限责任公司建设的脱硫工程由中环(中国)工程有限公司(原江苏苏源环保工程有限公司)总承包,于2006年10月开始投运。脱硫装置均采用石灰石-石膏湿法工艺,一炉一塔配置,脱硫效率不小于95%。原设计燃煤含硫量为1.2%(FGD入口SO2浓度2916mg/m3),但随着煤炭市场供应的不确定性,实际燃用的煤质条件与设计煤种存在一定的偏差。

根据最新版的《GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准》要求,及可预见的以后国家将实行更为严格的排放控制标准,2014年由福建龙净环保股份有限公司对脱硫系统进行增容改造。改造按燃用设计脱硫煤种FGD入口5910mg/Nm3时,出口SO2浓度小于150mg/Nm3,脱硫效率≥97.5%设计。

3改造目标及方案

本工程3、4号机组烟气超低排放脱硫、除尘及相关系统改造工程项目,工程采取EPC总承包模式。原有脱硫装置采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺,一炉一塔布置,为达到SO2<35mg/Nm3(标态,干基,6%O2),固体颗粒物<5mg/Nm3(标态,干基,6%O2)的排放环保标准,拟对原脱硫装置进行脱硫、除尘及相关系统改造。

改造后满足:在改造设计煤种、锅炉BMCR工况、处理100%烟气量条件下,脱硫装置入口SO2浓度为3643mg/Nm3,烟尘浓度为30mg/Nm3时,脱硫装置出口SO2浓度按小于28mg/Nm3,脱硫效率不小于99.2%,固态颗粒物排放浓度小于4.5mg/Nm3。

采用的主要技术路线:

通过对超低排放项已实施和正在改造电厂的考察,结合电厂现有运行情况等自身特点;兼顾系统整体优化、节省投资与运行成本等因素,确定如下超低排放改造主要方案:

l在入口烟道至第一层喷淋层之间增加气液再平衡均流器;

l将第二层喷淋层上移0.6m,再在其下方增设一筛板式托盘;

l更换下三层喷淋层主管、支管、喷嘴。提高喷淋层覆盖率达300%。

l在入口烟道至第一层喷淋层之间增加的气液再平衡均流器,在提高烟气在吸收塔均匀性和起到初步脱硫效果的同时,实现吸收塔内第一次协同除尘作用;

l将第二层喷淋层上移0.6m,再在其下方增设一托盘;

l拆除原有两层屋脊式除雾器,新增一套凝并式除雾器,原有管式除雾器利旧。

4针对本工程的方案论证

4.1关于脱硫系统增设气液再平衡均流器的研究

在入口烟道至第一层喷淋层之间增加气液再平衡均流器,其结构为由许多模块拼装而成。气液再平衡均流器如下图所示:

烟气超低排放脱硫系统单塔脱硫、除尘协同处理技术

每个模块由两层错列布置的管栅和固定他们的外框架组成。保证烟气在进入吸收塔后可以均布,且浆液喷淋下来后,可以在均流装置上形成一层液膜,进而提高气液传质系数,同时增加烟气与浆液接触的时间,确保浆液中SO2和烟气中的SO2达到平衡。

当气体从下方向上流动时,经过圆管时会产生文丘里效应,即烟气流经圆管时,会再圆管的背面上方端口产生气压低的区域,从而产生一定的吸附作用,进而使得烟气的含尘颗粒物在圆管的背面产生沉降,沉降下来的颗粒物被下方流下来的液相带走。另气流通过圆管后,在其背后会产生涡流,使得颗粒物之间产生碰撞,进而使得颗粒增大,有利于提高后续部件的除尘效果。

气液再平衡均流器模块的立面结构图如下

烟气超低排放脱硫系统单塔脱硫、除尘协同处理技术

气液再平衡均流器相对于筛板来说,气液再平衡均流器开孔的大,b=1580mm,a=73mm,当量直径为de=4ba/2(b+a)=139.55mm,与筛板相比,相同的开孔率下,气液再平衡均流器上方只会形成一层薄薄的液膜,液膜的厚度约为8mm,阻力小,气液再平衡均流器为150Pa。

此处增设气液再平衡均流器考虑到气液平衡平衡再均流器的通流面积较托盘更大,且双层交错的管栅结构具有更小的阻力。可有效的减缓热烟气在此处的结垢情况。据此有效达到烟尘中二氧化硫及烟尘的初级处理。

4.2关于脱硫系统增设筛板式托盘的研究

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