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《中国电力报》:超低排放“脱硫”制胜

北京国电龙源环保工程有限公司脱硫除尘一体化技术解读

新闻时间:2016-08-10  作者:冯义军  文章来源:中国电力报  打印  字号:

“截至2015年底,北京国电龙源环保工程有限公司(简称龙源环保)累计投运的烟气脱硫新建工程机组容量在参加中电联火电厂环保产业登记的环保公司中名列前茅。”前不久刚刚公布的中电联相关统计信息显示。
二氧化硫治理工作的10年,也是脱硫技术高速发展的10年。作为国内最早从事电力环境污染治理的企业,龙源环保从1993年成立至今,在脱硫技术上,从技术引进到自成一家,到目前已形成了一系列适应中国环保要求的特色脱硫技术。
近年来,龙源环保通过博士后科研工作站、污染物控制与资源化技术研究所、北京市火电厂烟气净化工程技术研究中心、国家能源低阶煤综合利用研发中心等科技研发平台的协同推进,以顶尖的科研能力引领行业发展,取得了一大批科技创新成果。
“我们在第一代、第二代脱硫技术的基础上,研发出的第三代强化除尘的超净脱硫技术,具有脱硫除尘一体化和运行低成本功能,是龙源环保大环保一体化发展思路的工程体现。在国家煤电超低排放的征途上,我们想以高效、灵活、低能耗的特色脱硫技术制胜。”龙源环保总经理唐坚向《中国电力报》记者介绍。

挑战湿式电除尘的探索

对粉尘浓度的超低要求,激发了龙源环保对技术革新的思考。
随着近年大气环境质量改善不佳,尤其是大面积雾霾天气的出现,使得污染物排放浓度要求被进一步提高。进入“十三五”,烟气中主要污染物二氧化硫、氮氧化物和粉尘的排放浓度不高于35毫克/标准立方米、50毫克/标准立方米和10毫克/标准立方米,即目前所说的超低排放,部分省份和地区甚至提出粉 尘排放浓度要低于5毫克/标准立方米,史上最严的大气污染物排放限值出台。
据龙源环保相关负责人介绍,火电厂炉后与除尘有关的环节有干式除尘、湿法脱硫和湿式除尘。为实现粉尘的超低浓度排放,通常对这几个主要环节进行组合评估,根据各环节的技术特点和提升空间制定不同的技术路线。
“如在干式除尘环节选取电除尘提效、布袋、电袋复合、低低温等技术;在湿式除尘环节选取立管导电非金属式、平板式等技术。但目前电厂一般现状为4电场除尘器,改造位置紧张,实施难度大。湿式电除尘也存在一些不足,如占地大,投资高,某些技术维护量大、外排废水量大,对脱硫系统水平衡有影响等。而在湿法脱硫区域,除尘功能还有待挖掘。”龙源环保相关负责人介绍,龙源环保的第三代脱硫技术——— “强化除尘的超净脱硫技术(De-dustenhancedFGD,简称D-FGD)”正是在这种背景下开展研发工作,并最终成功实施应用。

龙源环保的脱硫技术,随着中国环保要求的提高不断进步,第一代单循环脱硫技术,可以实现95%左右的脱硫效率,在2011年之前可以满足国内电厂的排放要求;第二代节能提效的双循环脱硫技术,通过对洗涤功能强化和浆液参数优化,可以实现99%以上极高的脱硫效率,且能耗低,阻力小,负荷适应性高。

“第三代强化除尘的超净脱硫技术D-FGD(De-dustenhancedFGD),是能有效降低脱硫系统出口粉尘尤其是微细颗粒物浓度的一种超净脱硫技术。在科学挖掘微细颗粒物机械捕捉机理基础上,我们研发了可有效提升脱硫系统除尘效果的DUC(De-dustunitforUltraClean)功能单元,这一单元与湿法脱硫系统 (第一代或第二代)有机地融为一体,实现二氧化硫和粉尘同时超低排 放。”龙源环保相关负责人告诉《中国电力报》记者。
记者了解到,龙源环保自主研发设计的第三代强化除尘的超净脱硫技术基本原理是,在两级除雾器之间,利用破碎气团的水膜装置实现微细颗粒的去除,并可有效降低除雾器运行需水量,从而缓解脱硫系统水平衡压力。这种设备具有结构简单、金属耗量小、耗水量小、质地较轻等优点,在成本低于传统除尘设备前提下,能达到同样的除尘效果。

 

 

脱硫衍生的大环保效应
“龙源环保已在我们公司1号机组上进行了强化除尘的超净脱硫工程示范,连续运行8个月后,经福建省监测中心站监测,颗粒物达到3.8毫克/立方米,二氧化硫排放浓度小于30毫克/立方米,满足燃煤电站烟气超低排放要求。”国电福州发电有限公司相关负责人向记者介绍道,该技术已经成功投用。
在电厂的炉后环节中,烟气首先经过干式除尘器除去大部分粉尘,然后由引风机送入湿法脱硫吸收塔,脱硫塔在除二氧化硫的同时有部分除尘效果。“粉尘的超低排放,要根据粉尘自身特点以及各除尘环节对粉尘的捕集能力和特点,抓住需要解决的主要矛盾,合理配置各环保单元设备,科学研发捕集技术,使整体经济、科学、和谐。”相关环保专家向记者分析。
在目前的国内火电厂中,炉后的节能、环保设施蓬勃发展,在实现了各单元本体目的的同时,也产生了一些其他问题,如除尘器效率一再提高,投资重复且可靠性下降;低温省煤器的应用,增加了脱硫系统水平衡压力和下游设备腐蚀风险;除雾器一再冗余,冲洗难度加大,可靠性降低等。
记者了解到,龙源环保第三代脱硫 技术在解决了二氧化硫和粉尘超低排放的同时,还可以有效地调和炉后节能、环保单元,实现多功能和谐发展。以目前已投运电厂运行现状为例,出口粉尘浓度为30~80毫克/立方米,为了实现超低排放,企业多提出对除尘器进行提效改造,增加电场数量、增加比集尘面积、增加低低温设施等。然而,在经过湿法洗涤后,末端仍需要进行其他改造,因此电除尘器的提效对粉尘超低排放没有太直接的影响,或者说其应用的综合能效比偏高。
龙源环保第三代脱硫技术抓住微细颗粒捕集的主要矛盾,可以放宽除尘器的效率要求,使除尘器运行在一个合理的工作效率区间,可靠性也大大提高。其次,降低除雾器设备需水量,有效配合余热回收节能技术以及适应机组低负荷运行。另外,该技术可放宽吸收塔的除雾要求,在常规的75毫克/标准立方米雾滴浓度下即可实现超低排放。
“为提高烟气余热回用,目前部分电厂增设低温省煤器用以降低脱硫系统入口烟温,虽然可以起到一定的节能目的,并可降低脱硫系统的水耗,但从综合脱硫系统的水平衡分析,单纯的水耗降低并不完全是好事。”龙源环保相关负责人介绍道。据分析,长期低水耗工况运行会引发一系列设备运行需水量与实际供水量的矛盾,如:除雾器因冲洗水量不足而堵塞,并最终破坏脱硫系统的水平衡。
龙源环保第三代脱硫技术可以有效降低脱硫系统的主要用水单元除雾器的设备运行需水量,使得除雾器运行状况更加良好,可靠性、安全性大大提升。
“在脱硫技术深耕多年的龙源环保,在新形势下研发出的兼具除尘等综合效能的新一代脱硫技术,对燃煤电厂的超低排放治理具有重要的引领示范作用。”中国工程院院士、清华大学郝吉明教授表示。

 

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