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【分析】除尘协同控制技术最新进展

国际节能环保网  来源:中国环保产业协会  日期:2016-12-01

近几年,随着我国电力、钢铁、水泥、垃圾焚烧等工业突飞猛进,我国袋式除尘技术、装备水平和产业都得到跨越式发展,袋式除尘器设计水平显著提升,性能已达到或接近国外同类产品。袋式除尘单机最大设计处理风量由原来的100万m3/h提高到250万m3/h,出口浓度由原来的50mg/m3严格到10mg/m3以下,运行阻力由原来的1200~1800Pa降低到800~1200Pa,漏风率都能控制在<2%,单位处理风量、钢耗量下降15%左右,设计周期由原来的平均60天缩短到30天。目前,袋式除尘器已形成多个系列产品,其应用已覆盖到各工业领域,成为我国大气污染控制,特别是PM2.5排放控制的主流除尘设备。

创新发展的新思路是我国大气污染治理模式从单项治理向协同控制转变。我国在冶金烧结炉、垃圾焚烧炉、燃煤锅炉等多个领域开展协同控制已取得一定成就,形成了日益成熟的技术路线。

1、烧结机机头烟气协同治理岛技术

为满足新的排放标准,逐步推出电除尘器与湿法脱硫相结合,以及电除尘器、循环流化床脱硫与袋式除尘器相结合的协同控制工艺,尤以流化床脱硫与袋式除尘为核心的LJS干法多污染物协同治理岛技术路线显示其综合技术优势,而获得广泛的推广应用。

2、固体废弃物焚烧烟气协同治理技术

“焚烧发电”是实现垃圾减量化、无害化、资源化的最有效方法。经受两年前的“反烧”浪潮洗礼和近几年的工程锤炼,证明这一处理方式符合我国国情,从而走上理性发展阶段,逐渐形成并奠定以袋式除尘为核心,处理垃圾焚烧烟气的干法、半干法和干法+半干法组合处理协同控制技术路线。

3、燃煤锅炉烟气协同治理技术

(1)以低低温电除尘器为核心的超低排放协同治理技术

前脱硝(SCR)+降温(FGC)+低低温电除尘(LLT-ESP)+湿法脱硫(WFGD)+湿式电除尘器(WESP)+升温(FGR),是燃煤锅炉烟气超低排放协同治理的豪华型配置。

该组合的优点是对锅炉型式、煤种及燃烧工况具有广泛的适应性,借助湿电的末端收敛控制,可以稳定达到多污染物超低排放的要求;缺点是一次投资高、能耗大、占地多、运行费用高、维护工作量大。应进行技术经济比较,慎重决策。

低低温电除尘超低排放协同治理技术适用于燃煤电厂大型机组新建或超低排放改造工程,至今已设计使用20多台套,其中1000MW级有6台套,半数已投运,达到最严(≤50mg/m3、≤35mg/m3、≤5mg/m3)的超低排放要求。

(2)以单塔三区湿法超净脱硫为核心的超低排放协同治理技术

协同治理工艺:前脱硝(SCR)+电除尘(ESP)+超净湿法脱硫(SJ-WFGD),是燃煤锅炉烟气超低排放协同治理的实用型配置。

利用三区布置湿法超净脱硫塔,在脱硫的同时,有效除去PM2.5、SO3及二次尘,防止形成“石膏雨”,具有协同控制功效。三区塔结构紧凑、占地少、投资省、运行费用低、不增加废水处理设施。缺点是,当上游ESP除尘效率不稳定、出口粉尘浓度较高时,会造成脱硫塔积灰堵塞,严重影响脱硫效果和正常运行,除雾器超负荷失效。

三区湿法脱硫塔超低排放协同治理技术可在脱硫系统满足协同脱除SO2、PM2.5细微颗粒、石膏浆液、SO3气溶胶、氨气溶胶和重金属等固体颗粒物,实现多种污染物超低排放。在上海某2×65t/h燃煤锅炉小试的基础上,已在多家电厂的中小型机组上推广应用。

(3)以超净电袋复合除尘为核心的超低排放协同治理技术

协同治理组合:前脱硝(SCR)+降温(FGC)+超净电袋复合除尘(ESP+BF)+超净湿法脱硫(WFGD)+升温(FGR),是燃煤锅炉烟气超低排放协同治理的创新型配置。

该组合的基本理念是强调脱硝、除尘、脱硫各尽其职,互不影响,不依赖于末端湿电除尘器。具有理念正确、技术先进、配置合理、运行稳定的特点,投资省、占地少、能耗低、维护方便、不增加废水处理设施,综合技术经济性能优良,适宜用于大中型燃煤锅炉机组超低排放协同治理工程。

(4)以循环流化床脱硫与袋式除尘为核心的超低排放全干法协同治理技术

循环流化床(CFB)锅炉燃料在炉内多次循环,同时采取二次配风、欠氧燃烧以及喷钙脱硫等措施,可燃用无烟煤、贫煤、煤矸石,属于节能环保型锅炉,大都匹配300MW以下发电机组,在中小型电厂及供热中心占相当大份额。我国现拥有CFB锅炉3000余台,总装机6300MW。CFB锅炉尾部烟气具有颗粒物浓度较高、SO2和NOx含量较低的特点,适宜使用以循环流化床脱硫与袋式除尘为核心的全干法协同治理技术。

协同治理工艺:低氮燃烧(LNB)、炉内脱硝(SNCR)+电除尘(ESP)+循环流化床脱硫(CFB)+袋式除尘(BF),是中小型燃煤锅炉烟气超低排放协同治理的全干型配置。

该组合为全干法工艺,节能节水,物料循环利用。可用CFB锅炉高钙灰渣(或烘干电石渣)作CFB脱硫剂,滤袋表面粉尘层参与协同控制,收下尘返回CFB脱硫塔多次循环利用。适用于中小型燃煤锅炉,尤其是西部缺水地区。系统正常运用的关键是稳定建床和物流循环控制,对运行维护管理有较高要求。

协同控制指标:NOx排放小于50mg/Nm3;脱硫效率大于95%,SO2排放小于35mg/Nm3;颗粒物排放小于20mg/Nm3,最低5mg/Nm3,PM2.5脱除率大于90%;脱汞效率60%~90%,汞排放小于1μg/Nm3。

4、水泥行业以窑尾袋式除尘技术为核心的协同治理技术

(1)核心技术是“低氮燃烧+烟气脱硝+余热锅炉+袋式除尘器”的组合式协同处理工艺,利用高效袋式除尘器收集细颗粒物与吸附有毒有害物(如汞),最终回窑高温处理,实现热能的最大利用和多种污染物的协同治理。

(2)该组合为全干法工艺,节能节水,物料循环利用,用水泥窑的高钙飞灰作为吸附剂,滤袋表面粉尘层参与协同吸附,收下颗粒物返工艺系统。

协同控制指标:NOx排放小于320mg/Nm3;颗粒物排放小于10mg/Nm3,最低5mg/Nm3;PM2.5脱除率大于90%;脱汞效率60%~90%,汞排放小于1μg/Nm3。

相对于污染物单项治理,多组份协同控制是一个全新的大课题。近年来,我国已在烧结炉、水泥窑、垃圾焚烧炉、燃煤锅炉等多个领域开展多污染物协同控制的研究开发,取得一定成绩,并逐步形成多种流派的协同控制技术路线。尤其在燃煤锅炉领域,以“超低排放”为热点,推出多种协同控制技术路线,各有技术特色和示范工程。

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