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主要技術介紹

一、煙氣脫硫挖潛技術-脫硫除塵一體化超低排放技術

◆ 脫硫除塵一體化超低排放改造技術

  改造對象:要求實行近零排放標準的地區

  改造目標:煙塵≤8mg/Nm3,SO2≤35mg/Nm3

  典型案例:大唐寶雞熱電廠1、2號機組超低排放脫硫總承包改造

  改造技術對比:

常用技術路線

主要改動工作量

占地空間

工期

工程造價

適用機組

雙塔雙循環

增設串聯塔、煙道改造 較大

90天

較高

高硫份、效率能到98.5%,達標排放

單塔雙循環

增設副塔、吸收塔抬高、煙道改造

90天

高硫份、效率能到98%,達標排放

單塔擴容

吸收塔抬高、煙道改造

80天

(寶雞用了80天)

中硫份、效率能到99%,達標排放

增設托盤

加設一層/兩層托盤

較小

50天

較低

低硫份、效率能到98%,達標排放

技術優勢:

  本公司脫硫除塵一體化超低排放技術改造成本低,工期較短,完全可以滿足機組大修時間,由于本技術塔內改造主要增設整流層、聚流環、噴淋層、更換高效除霧器,對系統造成的阻力較小,所以維護費用低,可長時間穩定運行。

  本公司技術適用于電廠煙氣脫硫除塵一體化,對機組無太大的要求,在原有設備的基礎上進行改造。采用高效除霧器,即管式+三級屋脊式。脫硫廢水增加量較少,如果脫硫廢水處理余量滿足要求,可不需要進行改造。

  濕式電除塵只適用于高濕(煙氣濕飽和)、低溫、煙塵負荷較低的煙氣, 水力清灰,水耗較大,必須增設循環水處理與排污水處理設備;電場及電場內構件的材質必須滿足耐腐蝕要求,相對造價較高。產生的廢水量較大,必須對脫硫廢水處理系統進行增容改造。濕式電除塵技術具有運行穩定,塵霧去除率低,避免石膏雨的優點,但是其投資費用大、運行成本和維護成本高。

  在吸收塔加大部件的整流耦合裝置,可以使流場分布均勻,在裝置上方空間形成湍流,使氣液固三相充分接觸,提高脫硫效率。但是這種技術使脫硫塔內阻力增大,運行維護費用較高。

典型案例分析:

☆ 項目簡介:

  大唐寶雞熱電廠2×330MW機組脫硫除塵一體化超低排放改造技術。

  為了提高脫硫效率,主要采用我公司專利技術,讓達到超凈排放需要的脫硫量和石灰石漿液最好的發生反應。技術措施是:新增兩臺泵和兩層噴淋層,由于原有吸收塔空間不足,需要對原塔切割抬高,同時對漿液池擴容。為了適應流場的要求,讓煙氣與石灰石漿液更好的吻合,本公司在吸收塔入口增設整流層,在噴淋層下方增設聚液環,另外采用我公司企業耦合專利技術將噴嘴差異化布置。這種技術方案還可以避免吸收塔入口石膏堆積的問題。

  降低顆粒物和灰塵的方法是經過優化的噴淋層區域能將80%以上的粉塵洗掉,加上后面高效除霧器的作用,能確保粉塵排放濃度達到近零排放要求。高效除霧器為管式+三級屋脊式。管式除霧器可以預處理掉較大的霧滴,減小屋脊式除霧器的壓力。

  同時對附屬系統進行改造。包括氧化風機、石膏排出泵、制漿系統等。

改造結果和經濟技術指標

  1、 改造工期:從停爐到完成驗收共3個月。

  2、環保驗收滿負荷數據(見附圖)

項目

單位

入口濃度

負荷

出口濃度

SO2

mg/Nm3

2700

300

20

顆粒物

mg/Nm3

20

300

6

  3、技術指標:在任何運行工況下,除霧器出口煙氣攜帶的水滴含量應低于20mg/Nm3(干基)。FGD裝置SO2脫除率不低于99.1%;石灰石粉的平均耗量不超過6.5t/h.臺;裝置連續運行7天的新增電耗不超過 1820 kW.臺;改造后增加阻力不大于600Pa。

  4、經濟指標:300MW機組單塔靜態總投資2600萬左右;運行費用3130元/時,其中電費2000元/時,石灰石費用1000元/時,水費130元/時。

☆ 附圖

附圖1:改造后主要參數:

(1)工況1入口含硫1100,負荷240,運行3臺循環泵達標運行

(2)工況2入口含硫2200,負荷240,運行4臺循環泵達標運

(3)工況3入口含硫2700,負荷240,PH 5.2 運行5臺循環泵達標運行

(4)工況4入口含硫2200,負荷300,PH 5.2 運行5臺循環泵達標運行

現場施工圖片如下:

圖1 施工現場班前會

圖2 吸收塔頂升吊裝

圖3 頂升后吸收塔

◆ 脫硫提效挖潛改造技術

  改造對象:脫硫效率偏離設計水平或者留有設計裕量的脫硫裝置

  改造目標:充分挖掘系統潛力,彌補效率短板,提供氣液傳質效果,提高脫硫效率2-4%

  改造技術:流場優化改造技術、新型漿液分配器、氣液耦合技術、副塔氧化技術

技術優勢:

  (1)充分分析原脫硫系統的運行狀況、對設備裕量或短板進行全面深入核算,有針對性提出改造方案;

  (2)充分利用原有的系統或設備裕量,改動工作量小,工期短,占地空間小;

  (3)有效提升氣液傳質效果,提高循環漿液的利用率;

  (4)效率提升明顯,約2-4%。

☆ 典型案例

項目名稱

大唐戶縣第二熱電廠脫硫增效及漿液攜帶治理改造工程

大唐灞橋熱電廠#1、#2、#3號機組漿液攜帶治理改造工程

項目建設規模

2×300MW

2×300MW+125MW

項目概況

大唐戶縣第二熱電廠300MW機組(#2號)采用FGD工藝,出口煙氣中的液滴含量多,出口煙塵、SO2達不到新的環保要求

大唐灞橋熱電廠2×300MW機組(#1、#2)和125MW機組(#3號)

采用FGD工藝,出口煙氣中的液滴含量多,GGH堵塞嚴重,出口SO2達不到新的環保要求

主要建設或改造內容

漿液循環泵擴容改造;噴淋層差異化布置改造;三層聚流環的布置;除霧器改造

原有的平板式除霧器更換成一級管式+二級屋脊式除霧器;噴淋層差異化布置改造;增設三層聚流環

項目建設或改造期(天)

30

25

排放水平及排放量

粉塵(mg/m3)

20

14

SO2(mg/m3)

100

69

◆ 與脫硫增容提效相關的專利:

序號 專利名稱

申請號或專利號

1

一種靈活調節脫硫噴淋量的裝置

201420772252.1

2

用于煙氣處理的噴淋塔聚液環裝置

201420772407.1

3

一種脫硫輔助漿液箱

201420772390.x

4

一種脫硫噴淋塔事故噴淋管網

201420775820.3

5

一種用于單塔雙循環脫硫塔上下兩個循環之間的接水裝置

201520034385.3

6

一種脫硫吸收塔噴淋裝置

201420772355.8

7

脫硫塔

201520499684.4

二、脫硝技術改造

◆ 脫硝流場優化改造技術

  利用自主研發的煙氣脫硝SCR、SNCR、SNCR-SCR聯合核心工藝包,對脫硝系統運行后出現的一系列問題,提供完善的解決技術方案。

改造思路如下:

◆ 噴氨格柵優化調整

分析過程

噴氨格柵優化調整前后效果對比:

未噴氨前NOx濃度

粗調噴氨格柵后結果

 

精調噴氨格柵后結果

 

  ☆ 典型案例:大唐南京發電廠脫硝技術改造

  ☆ 項目概況:大唐南京發電廠#1機組(660MW)在運行過程中,發現脫硝SCR出口煙道A、B側的脫硝濃度監測結果相差大。

  ☆ 改造目的:為找出問題原因,對脫硝系統煙氣濃度場和速度場進行測試,流場模擬,了解煙道內真實的煙氣流動及NOx濃度分布情況,提出SCR出口與煙囪入口NOx濃度偏差大的整改意見,通過實施整改措施,對脫硝系統運行優化調整并對脫硝系統各煙氣分析儀表及布置點分析與調整以達到消除偏差的目的。

  ☆ 改造結果:SCR出口煙道A、B側的脫硝濃度在誤差之內。

三、脫硫廢水處理技術

  ☆ 工藝技術:高溫煙道蒸發技術/濃縮結晶蒸發工藝

  ☆ 工藝特點:

    ● 能夠達到廢水零排放標準;

    ● 無需加藥、運行費用相對較少;

    ● 系統運行穩定,可靠性高。

  工藝流程:如下圖

高溫煙道蒸發工藝

  蒸發工藝總體上分為三種:

  (1)蒸汽壓縮蒸發工藝(MVR)

  (2)多效蒸發工藝(MED)

  (3)多效閃蒸工藝(MSF)

  先將待處理含鹽污水經過預處理后,濃鹽水經多級預熱后進入第一效蒸發器,第一效蒸發產生的蒸汽作為進料濃鹽水的加熱熱源,濃縮后的濃鹽水減壓至第二效,閃發的蒸汽作為進料料濃鹽水的加熱熱源,依次進行。各級蒸發室的壓力依次遞減,濃鹽水從一級到另一級不斷閃蒸,此區域內并不需要外加熱量。已閃蒸蒸發的水蒸汽上升與蒸發室上端盤管中之冷進料濃鹽水作熱交換而冷凝成為淡水,最后1個蒸發室則用蒸汽噴射器抽真空,造成鹽水之表面沸騰,最后結晶析出。

四、全負荷脫硝技術

  技術應用背景:社會用電結構發生的變化導致燃煤火電機組出現大面積、長時間的低負荷運行,機組SCR入口煙溫低于脫硝系統最低運行溫度對提高脫硝系統的正常投運率帶來了極為不利的影響。

  技術路線:根據各廠不同情況,綜合考慮不同路線的調節效果、可靠性、控制難度、運行方式、投資成本及對鍋爐效率的影響等因素來進行選擇。

  工藝路線:如下圖

五、脫硫、脫硝核心工藝包

  我公司技術研發團隊,經過多年科技研發和工程試驗,不斷地在工程實踐中修正改進,在國內較早研發出具有自主知識產權的脫硫脫硝工藝包。基于核心工藝包,我們開發出了濕法脫硫(WFGD包括石灰石-石膏、氨法等)、選擇性催化還原脫硝(SCR)、選擇性非催化還原(SNCR)及SNCR-SCRl聯合工藝技術,并在多個工程項目中應用。在工程實踐中不斷優化改進工藝,形成了多項自有知識產權的專利技術:一種靈活調節脫硫噴淋量的裝置(201420772252.1);用于煙氣處理的噴淋塔聚液環裝置(201420772407.1);一種脫硫輔助漿液箱(201420772390.x);一種脫硫噴淋塔事故噴淋管網(201420775820.3);一種用于單塔雙循環脫硫塔上下兩個循環之間的接水裝置(201520034385.3);一種脫硫吸收塔噴淋裝置(201420772355.8);脫硫塔(201520499684.4)。為廣大發電企業、鋼鐵企業、水泥化工企業提供了優質的環保設施建設方案和系統優化技術服務。

◆ 脫硫、脫硝工藝包組成

☆ 煙氣脫硫技術研究

(1)石灰石——石膏濕法煙氣脫硫技術

關鍵技術改造:

  圍繞吸收噴淋塔對以下主要部分進行技術改造,以達到效率達標和節能降耗之結果

  ● 通過優化噴淋噴嘴結構,改進塔內氣流分布以強化氣液傳質過程;

  ● 改變漿液攪拌方式,增強氧化空氣的均布性,改善漿液池氛圍;

  ● 改進塔型,使結構更為緊湊,降低系統電耗,降低系統投資和運行費用,減少占地面積。

(2)U型平流塔集成式煙氣脫硫技術

  工藝特點:為新型U型吸收區平流吸收塔。系統阻力大大降低,系統布置難度降低,系統運行電耗顯著降低。

技術指標:

  ● 工藝成熟,適合各種煤種,脫硫效率高,>95% 。

  ● 系統運行的可靠性高,>95% 。

  ● CaS比:<1.03。

  ● 石膏純度:>90% 。

  ● 含水率:<10% 。

工藝立體簡圖:

☆ 煙氣脫硝技術研究

反應器結構模擬分析

脫硝還原劑研究

(1)尿素熱解工藝流程圖

  關鍵設備:計量與分配裝置及熱解器,屬我公司專利產品,在工程應用中可保證尿素溶液的高效溶解和防止對塔壁的腐蝕。

(2)液氨還原劑工藝流程圖

(3)氨水還原劑工藝流程圖

六、專題技術

◆ 專題一 催化劑再生技術

  脫硝催化劑使用3年左右就會因堵塞或中毒而失活,對催化劑再生既節約成本又節能環保。

  再生流程和再生裝置見下圖

再生后性能指標

性能試驗及催化劑活性測試

◆ 專題二 SO3控制技術

  目前燃煤電廠普遍采用的污染物控制技術對煙氣中的SO3脫除能力有限,且較高的SO3質量濃度會使設備腐蝕和可見煙羽等問題,本公司提出了控制SO3生成和脫除的方法。

  工藝技術:噴堿高效脫除SO3技術

  工藝流程:

  ※ 固體堿顆粒稀釋為濃溶液后儲存;

  ※ 濃溶液在線稀釋,噴入煙道雙流體霧化噴嘴并用霧化;

  ※ 霧滴被煙氣迅速干燥,形成粒徑在1~10μm的高活性顆粒;

  ※ 微顆粒與煙氣中的SO3接觸生成硫酸鹽顆粒,在靜電除塵器中與飛灰一起被收集、脫除。

  工藝流程:如下圖

◆ 專題三 協同脫汞

※ 國家標準

  《火電廠大氣污染物排放標準(GB13223-2011)》中提出要求燃煤電廠煙氣汞排放必須低于0.03mg/Nm3。

※ 常規污染控制設備或條件對汞排放的影響

序號 污染控制設備

對汞的影響

1

SCR

SCR脫硝催化劑對Hg0具有催化氧化作用,部分Hg0可以轉化為Hg2+,因此SCR對汞分布具有重要影響。同時,NH3的還原性質對SCR催化氧化Hg0具有一定的抑制作用,因此噴氨濃度對汞分布也具有較大影響。

2

空預器

空預器可以促進Hg0向Hg2+轉變,煙溫的降低可以促進一部分中等揮發性物質冷凝從而形成細顆粒物或富集在已有的飛灰表面,導致煙氣中的飛灰組分、粒徑和表面組分發生一定變化,而飛灰與汞分布具有交互作用,因此空預器可以通過對飛灰的影響間接影響汞分布。

3

電除塵器

除塵器可以有效捕集煙氣中的飛灰,而顆粒汞是汞分布的重要組成部分,因ESP對煙氣中汞分布有重要影響。此外,ESP的電極附近具有一定的氧化性,可能對零價汞具有一定的氧化作用。

4

WFGD

煙氣中的二價汞具有良好的水溶性,因此WFGD可以溶解絕大部分的二價汞。

5

燃燒工況

燃煤電廠排放的汞來源于煤,因此入爐煤質不同對汞排放具有較大影響。燃煤電廠經常調整負荷,導致飛灰含碳量、煙氣量、煙氣溫度、煙氣組分等與汞分布有關的因素都會發生變化。

6

吸附劑或催化氧化劑

對活性炭以及天然礦物進行改性研究,并制備適合測試電廠的脫汞吸附劑或催化氧化劑。嘗試在ESP前煙氣中噴射改性后的活性炭和天然礦物,將協同脫汞效率提升到90%以上。

汞排放控制技術

  ● 協同控制

  電廠所有的大氣污染控制系統(SCR、ESP、WFGD等)除了針對各自的主要污染物之外,對汞都有一定程度的協同處理能力。

  ● 強化協同控制

  鹵素化合物能促進Hg的氧化,因而可以提高脫汞效率;

  鹵素化合物可作為脫汞的添加劑。

  ● 吸收劑技術

  在除塵裝置的上游噴入活性炭粉末是吸收劑添加脫汞技術的核心;

  在燃燒每種的含鹵素量低時,噴入鹵素是提高脫汞效率的有效措施;

  在高硫煤煙氣中噴入活性炭粉末時脫汞效率較低,這是由于SO3濃度增加的緣故。

◆ 專題四 噪聲治理

  電廠的很多設備都會產生噪音,噪音對身體的危害較大,本公司根據其產生原因提出改進措施。

  ※ 噪聲危害:損壞聽覺器官,導致耳聾;引起高血壓、心臟病、神經官能癥等疾病,影響心理健康,降低工作效率。

  ※ 噪聲來源:噪聲主要來源于汽輪發電機組、電廠輔機、高壓氣流等。

改進措施:

  ※ 工程防護:設備改進、距離防護、屏蔽防護

  ※ 控制設施:根據設備特點采取措施

◆ 專題五 壽命管理軟件

  脫硝系統運行狀態智能診斷、實時監控催化劑活性并估算催化劑使用壽命、優化SCR脫硝裝置運行參數延長催化劑使用壽命,達到減少運行與維護費用的目的。

功能結構

數據接口

軟件界面:

專題六 脫硫脫硝智能診斷服務

◆ 污染源實時監控系統輔助分析與決策模塊

模塊功能及特點:

  ☆ 從脫硫系統的物料平衡、內部反應平衡及塔型設備角度,準確判斷現有脫硫系統是否達標運行和精確計算SO2真實脫除能力。

  ☆ 與SO2污染源實時監控系統完美結合,實時分析目前系統的運行狀況,輔助環保執法部門進行管理決策。

  ☆ 應用模塊化的應用軟件,解決環保部門SO2排污費核定和脫硫電價核定問題,推進環保部門執法工作的標準化、規范化和智能化。

模塊結構:

◆ 電廠煙氣脫硫廠級監控信息系統

特點:

  ☆ 開放和兼容的硬件、網絡平臺,與DSC完美的組合。

  ☆ 穩定可靠、功能完善的實時數據庫平臺。

  ☆ 融入了脫硫領域先進的控制理論和技術。

  ☆ 模塊化的應用軟件。

◆ 系統功能結構:

◆ 軟件基本結構:

◆ 系統運行優化管理

項目 時間安排 內 容 要求 目的

脫硫技能培訓

技術服務期內的第一個月

1.基本運行技能培訓;2.本次技能原理和運行調整注意事項;3.環保達標與經濟運行

1.廠方可以提出講課需求,我公司做詳細課程安排表;2.廠方做好人員、上課時間、地點安排;3.每次需進行結課考試,要求全員達標。

提高基本運行技能,熟悉技能改造后的運行調整,掌握達標經濟運行調整措施與操作。

優化運行指導

在技能培訓之后,進行。時間為三個月。

1.運行臺賬與制度規范;2.標準化操作管理;3.經濟優化運行

1.在技能培訓期間,與廠方一同制定運行指導工作方案;2.工作方案經廠領導批準后,需嚴格執行。

規范運行管理;優化運行操作

遠程專家診斷

每一個月對脫硫系統進行遠程診斷。

1.系統性能診斷;2.能耗水平診斷;3.環保達標診斷;4.化學分析診斷

1.廠方需定時提供相關數據報表;2.我公司根據提供的數據做診斷報告;3.廠方需根據診斷報告建議及時調整

定期診斷系統,及時糾正系統運行。

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