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主要技术介绍

一、烟气脱硫挖潜技术-脱硫除尘一体化超低排放技术

◆ 脱硫除尘一体化超低排放改造技术

  改造对象:要求实行近零排放标准的地区

  改造目标:烟尘≤8mg/Nm3,SO2≤35mg/Nm3

  典型案例:大唐宝鸡热电厂1、2号机组超低排放脱硫总承包改造

  改造技术对比:

常用技术路线

主要改动工作量

占地空间

工期

工程造价

适用机组

双塔双循环

增设串联塔、烟道改造 较大

90天

较高

高硫份、效率能到98.5%,达标排放

单塔双循环

增设副塔、吸收塔抬高、烟道改造

90天

高硫份、效率能到98%,达标排放

单塔扩容

吸收塔抬高、烟道改造

80天

(宝鸡用了80天)

中硫份、效率能到99%,达标排放

增设托盘

加设一层/两层托盘

较小

50天

较低

低硫份、效率能到98%,达标排放

技术优势:

  本公司脱硫除尘一体化超低排放技术改造成本低,工期较短,完全可以满足机组大修时间,由于本技术塔内改造主要增设整流层、聚流环、喷淋层、更换高效除雾器,对系统造成的阻力较小,所以维护费用低,可长时间稳定运行。

  本公司技术适用于电厂烟气脱硫除尘一体化,对机组无太大的要求,在原有设备的基础上进行改造。采用高效除雾器,即管式+三级屋脊式。脱硫废水增加量较少,如果脱硫废水处理余量满足要求,可不需要进行改造。

  湿式电除尘只适用于高湿(烟气湿饱和)、低温、烟尘负荷较低的烟气, 水力清灰,水耗较大,必须增设循环水处理与排污水处理设备;电场及电场内构件的材质必须满足耐腐蚀要求,相对造价较高。产生的废水量较大,必须对脱硫废水处理系统进行增容改造。湿式电除尘技术具有运行稳定,尘雾去除率低,避免石膏雨的优点,但是其投资费用大、运行成本和维护成本高。

  在吸收塔加大部件的整流耦合装置,可以使流场分布均匀,在装置上方空间形成湍流,使气液固三相充分接触,提高脱硫效率。但是这种技术使脱硫塔内阻力增大,运行维护费用较高。

典型案例分析:

☆ 项目简介:

  大唐宝鸡热电厂2×330MW机组脱硫除尘一体化超低排放改造技术。

  为了提高脱硫效率,主要采用我公司专利技术,让达到超净排放需要的脱硫量和石灰石浆液最好的发生反应。技术措施是:新增两台泵和两层喷淋层,由于原有吸收塔空间不足,需要对原塔切割抬高,同时对浆液池扩容。为了适应流场的要求,让烟气与石灰石浆液更好的吻合,本公司在吸收塔入口增设整流层,在喷淋层下方增设聚液环,另外采用我公司企业耦合专利技术将喷嘴差异化布置。这种技术方案还可以避免吸收塔入口石膏堆积的问题。

  降低颗粒物和灰尘的方法是经过优化的喷淋层区域能将80%以上的粉尘洗掉,加上后面高效除雾器的作用,能确保粉尘排放浓度达到近零排放要求。高效除雾器为管式+三级屋脊式。管式除雾器可以预处理掉较大的雾滴,减小屋脊式除雾器的压力。

  同时对附属系统进行改造。包括氧化风机、石膏排出泵、制浆系统等。

改造结果和经济技术指标

  1、 改造工期:从停炉到完成验收共3个月。

  2、环保验收满负荷数据(见附图)

项目

单位

入口浓度

负荷

出口浓度

SO2

mg/Nm3

2700

300

20

颗粒物

mg/Nm3

20

300

6

  3、技术指标:在任何运行工况下,除雾器出口烟气携带的水滴含量应低于20mg/Nm3(干基)。FGD装置SO2脱除率不低于99.1%;石灰石粉的平均耗量不超过6.5t/h.台;装置连续运行7天的新增电耗不超过 1820 kW.台;改造后增加阻力不大于600Pa。

  4、经济指标:300MW机组单塔静态总投资2600万左右;运行费用3130元/时,其中电费2000元/时,石灰石费用1000元/时,水费130元/时。

☆ 附图

附图1:改造后主要参数:

(1)工况1入口含硫1100,负荷240,运行3台循环泵达标运行

(2)工况2入口含硫2200,负荷240,运行4台循环泵达标运

(3)工况3入口含硫2700,负荷240,PH 5.2 运行5台循环泵达标运行

(4)工况4入口含硫2200,负荷300,PH 5.2 运行5台循环泵达标运行

现场施工图片如下:

图1 施工现场班前会

图2 吸收塔顶升吊装

图3 顶升后吸收塔

◆ 脱硫提效挖潜改造技术

  改造对象:脱硫效率偏离设计水平或者留有设计裕量的脱硫装置

  改造目标:充分挖掘系统潜力,弥补效率短板,提供气液传质效果,提高脱硫效率2-4%

  改造技术:流场优化改造技术、新型浆液分配器、气液耦合技术、副塔氧化技术

技术优势:

  (1)充分分析原脱硫系统的运行状况、对设备裕量或短板进行全面深入核算,有针对性提出改造方案;

  (2)充分利用原有的系统或设备裕量,改动工作量小,工期短,占地空间小;

  (3)有效提升气液传质效果,提高循环浆液的利用率;

  (4)效率提升明显,约2-4%。

☆ 典型案例

项目名称

大唐户县第二热电厂脱硫增效及浆液携带治理改造工程

大唐灞桥热电厂#1、#2、#3号机组浆液携带治理改造工程

项目建设规模

2×300MW

2×300MW+125MW

项目概况

大唐户县第二热电厂300MW机组(#2号)采用FGD工艺,出口烟气中的液滴含量多,出口烟尘、SO2达不到新的环保要求

大唐灞桥热电厂2×300MW机组(#1、#2)和125MW机组(#3号)

采用FGD工艺,出口烟气中的液滴含量多,GGH堵塞严重,出口SO2达不到新的环保要求

主要建设或改造内容

浆液循环泵扩容改造;喷淋层差异化布置改造;三层聚流环的布置;除雾器改造

原有的平板式除雾器更换成一级管式+二级屋脊式除雾器;喷淋层差异化布置改造;增设三层聚流环

项目建设或改造期(天)

30

25

排放水平及排放量

粉尘(mg/m3)

20

14

SO2(mg/m3)

100

69

◆ 与脱硫增容提效相关的专利:

序号 专利名称

申请号或专利号

1

一种灵活调节脱硫喷淋量的装置

201420772252.1

2

用于烟气处理的喷淋塔聚液环装置

201420772407.1

3

一种脱硫辅助浆液箱

201420772390.x

4

一种脱硫喷淋塔事故喷淋管网

201420775820.3

5

一种用于单塔双循环脱硫塔上下两个循环之间的接水装置

201520034385.3

6

一种脱硫吸收塔喷淋装置

201420772355.8

7

脱硫塔

201520499684.4

二、脱硝技术改造

◆ 脱硝流场优化改造技术

  利用自主研发的烟气脱硝SCR、SNCR、SNCR-SCR联合核心工艺包,对脱硝系统运行后出现的一系列问题,提供完善的解决技术方案。

改造思路如下:

◆ 喷氨格栅优化调整

分析过程

喷氨格栅优化调整前后效果对比:

未喷氨前NOx浓度

粗调喷氨格栅后结果

 

精调喷氨格栅后结果

 

  ☆ 典型案例:大唐南京发电厂脱硝技术改造

  ☆ 项目概况:大唐南京发电厂#1机组(660MW)在运行过程中,发现脱硝SCR出口烟道A、B侧的脱硝浓度监测结果相差大。

  ☆ 改造目的:为找出问题原因,对脱硝系统烟气浓度场和速度场进行测试,流场模拟,了解烟道内真实的烟气流动及NOx浓度分布情况,提出SCR出口与烟囱入口NOx浓度偏差大的整改意见,通过实施整改措施,对脱硝系统运行优化调整并对脱硝系统各烟气分析仪表及布置点分析与调整以达到消除偏差的目的。

  ☆ 改造结果:SCR出口烟道A、B侧的脱硝浓度在误差之内。

三、脱硫废水处理技术

  ☆ 工艺技术:高温烟道蒸发技术/浓缩结晶蒸发工艺

  ☆ 工艺特点:

    ● 能够达到废水零排放标准;

    ● 无需加药、运行费用相对较少;

    ● 系统运行稳定,可靠性高。

  工艺流程:如下图

高温烟道蒸发工艺

  蒸发工艺总体上分为三种:

  (1)蒸汽压缩蒸发工艺(MVR)

  (2)多效蒸发工艺(MED)

  (3)多效闪蒸工艺(MSF)

  先将待处理含盐污水经过预处理后,浓盐水经多级预热后进入第一效蒸发器,第一效蒸发产生的蒸汽作为进料浓盐水的加热热源,浓缩后的浓盐水减压至第二效,闪发的蒸汽作为进料料浓盐水的加热热源,依次进行。各级蒸发室的压力依次递减,浓盐水从一级到另一级不断闪蒸,此区域內并不需要外加热量。已闪蒸蒸发的水蒸汽上升与蒸发室上端盘管中之冷进料浓盐水作热交换而冷凝成为淡水,最后1个蒸发室则用蒸汽喷射器抽真空,造成盐水之表面沸腾,最后结晶析出。

四、全负荷脱硝技术

  技术应用背景:社会用电结构发生的变化导致燃煤火电机组出现大面积、长时间的低负荷运行,机组SCR入口烟温低于脱硝系统最低运行温度对提高脱硝系统的正常投运率带来了极为不利的影响。

  技术路线:根据各厂不同情况,综合考虑不同路线的调节效果、可靠性、控制难度、运行方式、投资成本及对锅炉效率的影响等因素来进行选择。

  工艺路线:如下图

五、脱硫、脱硝核心工艺包

  我公司技术研发团队,经过多年科技研发和工程试验,不断地在工程实践中修正改进,在国内较早研发出具有自主知识产权的脱硫脱硝工艺包。基于核心工艺包,我们开发出了湿法脱硫(WFGD包括石灰石-石膏、氨法等)、选择性催化还原脱硝(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)及SNCR-SCRl联合工艺技术,并在多个工程项目中应用。在工程实践中不断优化改进工艺,形成了多项自有知识产权的专利技术:一种灵活调节脱硫喷淋量的装置(201420772252.1);用于烟气处理的喷淋塔聚液环装置(201420772407.1);一种脱硫辅助浆液箱(201420772390.x);一种脱硫喷淋塔事故喷淋管网(201420775820.3);一种用于单塔双循环脱硫塔上下两个循环之间的接水装置(201520034385.3);一种脱硫吸收塔喷淋装置(201420772355.8);脱硫塔(201520499684.4)。为广大发电企业、钢铁企业、水泥化工企业提供了优质的环保设施建设方案和系统优化技术服务。

◆ 脱硫、脱硝工艺包组成

☆ 烟气脱硫技术研究

(1)石灰石——石膏湿法烟气脱硫技术

关键技术改造:

  围绕吸收喷淋塔对以下主要部分进行技术改造,以达到效率达标和节能降耗之结果

  ● 通过优化喷淋喷嘴结构,改进塔内气流分布以强化气液传质过程;

  ● 改变浆液搅拌方式,增强氧化空气的均布性,改善浆液池氛围;

  ● 改进塔型,使结构更为紧凑,降低系统电耗,降低系统投资和运行费用,减少占地面积。

(2)U型平流塔集成式烟气脱硫技术

  工艺特点:为新型U型吸收区平流吸收塔。系统阻力大大降低,系统布置难度降低,系统运行电耗显著降低。

技术指标:

  ● 工艺成熟,适合各种煤种,脱硫效率高,>95% 。

  ● 系统运行的可靠性高,>95% 。

  ● CaS比:<1.03。

  ● 石膏纯度:>90% 。

  ● 含水率:<10% 。

工艺立体简图:

☆ 烟气脱硝技术研究

反应器结构模拟分析

脱硝还原剂研究

(1)尿素热解工艺流程图

  关键设备:计量与分配装置及热解器,属我公司专利产品,在工程应用中可保证尿素溶液的高效溶解和防止对塔壁的腐蚀。

(2)液氨还原剂工艺流程图

(3)氨水还原剂工艺流程图

六、专题技术

◆ 专题一 催化剂再生技术

  脱硝催化剂使用3年左右就会因堵塞或中毒而失活,对催化剂再生既节约成本又节能环保。

  再生流程和再生装置见下图

再生后性能指标

性能试验及催化剂活性测试

◆ 专题二 SO3控制技术

  目前燃煤电厂普遍采用的污染物控制技术对烟气中的SO3脱除能力有限,且较高的SO3质量浓度会使设备腐蚀和可见烟羽等问题,本公司提出了控制SO3生成和脱除的方法。

  工艺技术:喷碱高效脱除SO3技术

  工艺流程:

  ※ 固体碱颗粒稀释为浓溶液后储存;

  ※ 浓溶液在线稀释,喷入烟道双流体雾化喷嘴并用雾化;

  ※ 雾滴被烟气迅速干燥,形成粒径在1~10μm的高活性颗粒;

  ※ 微颗粒与烟气中的SO3接触生成硫酸盐颗粒,在静电除尘器中与飞灰一起被收集、脱除。

  工艺流程:如下图

◆ 专题三 协同脱**

※ 国家标准

  《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》中提出要求燃煤电厂烟气**排放必须低于0.03mg/Nm3。

※ 常规污染控制设备或条件对**排放的影响

序号 污染控制设备

对**的影响

1

SCR

SCR脱硝催化剂对Hg0具有催化氧化作用,部分Hg0可以转化为Hg2+,因此SCR对**分布具有重要影响。同时,NH3的还原性质对SCR催化氧化Hg0具有一定的抑制作用,因此喷氨浓度对**分布也具有较大影响。

2

空预器

空预器可以促进Hg0向Hg2+转变,烟温的降低可以促进一部分中等挥发性物质冷凝从而形成细颗粒物或富集在已有的飞灰表面,导致烟气中的飞灰组分、粒径和表面组分发生一定变化,而飞灰与**分布具有交互作用,因此空预器可以通过对飞灰的影响间接影响**分布。

3

电除尘器

除尘器可以有效捕集烟气中的飞灰,而颗粒**是**分布的重要组成部分,因ESP对烟气中**分布有重要影响。此外,ESP的电极附近具有一定的氧化性,可能对零价**具有一定的氧化作用。

4

WFGD

烟气中的二价**具有良好的水溶性,因此WFGD可以溶解绝大部分的二价**。

5

燃烧工况

燃煤电厂排放的**来源于煤,因此入炉煤质不同对**排放具有较大影响。燃煤电厂经常调整负荷,导致飞灰含碳量、烟气量、烟气温度、烟气组分等与**分布有关的因素都会发生变化。

6

吸附剂或催化氧化剂

对活性炭以及天然矿物进行改性研究,并制备适合测试电厂的脱**吸附剂或催化氧化剂。尝试在ESP前烟气中喷射改性后的活性炭和天然矿物,将协同脱**效率提升到90%以上。

**排放控制技术

  ● 协同控制

  电厂所有的大气污染控制系统(SCR、ESP、WFGD等)除了针对各自的主要污染物之外,对**都有一定程度的协同处理能力。

  ● 强化协同控制

  卤素化合物能促进Hg的氧化,因而可以提高脱**效率;

  卤素化合物可作为脱**的添加剂。

  ● 吸收剂技术

  在除尘装置的上游喷入活性炭粉末是吸收剂添加脱**技术的核心;

  在燃烧每种的含卤素量低时,喷入卤素是提高脱**效率的有效措施;

  在高硫煤烟气中喷入活性炭粉末时脱**效率较低,这是由于SO3浓度增加的缘故。

◆ 专题四 噪声治理

  电厂的很多设备都会产生噪音,噪音对身体的危害较大,本公司根据其产生原因提出改进措施。

  ※ 噪声危害:损坏听觉器官,导致耳聋;引起高血压、心脏病、神经官能症等疾病,影响心理健康,降低工作效率。

  ※ 噪声来源:噪声主要来源于汽轮发电机组、电厂辅机、高压气流等。

改进措施:

  ※ 工程防护:设备改进、距离防护、屏蔽防护

  ※ 控制设施:根据设备特点采取措施

◆ 专题五 寿命管理软件

  脱硝系统运行状态智能诊断、实时监控催化剂活性并估算催化剂使用寿命、优化SCR脱硝装置运行参数延长催化剂使用寿命,达到减少运行与维护费用的目的。

功能结构

数据接口

软件界面:

专题六 脱硫脱硝智能诊断服务

◆ 污染源实时监控系统辅助分析与决策模块

模块功能及特点:

  ☆ 从脱硫系统的物料平衡、内部反应平衡及塔型设备角度,准确判断现有脱硫系统是否达标运行和精确计算SO2真实脱除能力。

  ☆ 与SO2污染源实时监控系统完美结合,实时分析目前系统的运行状况,辅助环保执法部门进行管理决策。

  ☆ 应用模块化的应用软件,解决环保部门SO2排污费核定和脱硫电价核定问题,推进环保部门执法工作的标准化、规范化和智能化。

模块结构:

◆ 电厂烟气脱硫厂级监控信息系统

特点:

  ☆ 开放和兼容的硬件、网络平台,与DSC完美的组合。

  ☆ 稳定可靠、功能完善的实时数据库平台。

  ☆ 融入了脱硫领域先进的控制理论和技术。

  ☆ 模块化的应用软件。

◆ 系统功能结构:

◆ 软件基本结构:

◆ 系统运行优化管理

项目 时间安排 内 容 要求 目的

脱硫技能培训

技术服务期内的第一个月

1.基本运行技能培训;2.本次技能原理和运行调整注意事项;3.环保达标与经济运行

1.厂方可以提出讲课需求,我公司做详细课程安排表;2.厂方做好人员、上课时间、地点安排;3.每次需进行结课考试,要求全员达标。

提高基本运行技能,熟悉技能改造后的运行调整,掌握达标经济运行调整措施与操作。

优化运行指导

在技能培训之后,进行。时间为三个月。

1.运行台账与制度规范;2.标准化操作管理;3.经济优化运行

1.在技能培训期间,与厂方一同制定运行指导工作方案;2.工作方案经厂领导批准后,需严格执行。

规范运行管理;优化运行操作

远程专家诊断

每一个月对脱硫系统进行远程诊断。

1.系统性能诊断;2.能耗水平诊断;3.环保达标诊断;4.化学分析诊断

1.厂方需定时提供相关数据报表;2.我公司根据提供的数据做诊断报告;3.厂方需根据诊断报告建议及时调整

定期诊断系统,及时纠正系统运行。