燃煤热电厂烟气超低排放改造工程实践


某燃煤热电厂采用SNCR-SCR耦合脱硝+布袋除尘+湿法石灰石-石膏烟气脱硫+湿式静电除尘的组合工艺对原烟气净化设施进行改造,以实现烟气污染物的超低排放。随机抽取1个月的污染物排放数据进行分析,结果表明:SO2排放浓度非常低,平均浓度仅为6. 32mg/m3,应进一步优化控制参数实现经济运行。NOx排放浓度稳定,98.2%的时段排放浓度<50mg/m3,但氨逃逸控制不理想。经过湿法脱硫和湿式静电除尘后,96%的时段粉尘排放浓度<2.5mg/m3。综合分析,组合工艺是一种适合燃煤烟气超低排放改造的可靠工艺。

近年来,我国大气污染呈现复合型特征,雾霾问题日益突出。而燃煤烟气排放的粉尘、二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)等是最主要的雾霾前驱体。控制燃煤过程排放的大气污染物成为解决雾霾问题的重要举措。

为推进煤炭清洁化利用、改善大气环境质量,环境保护部、国家发改委、国家能源局联合印发了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》和《关于实行燃煤电厂超低排放电价支持政策有关问题的通知》,即要求火电厂燃煤锅炉在末端治理过程中,采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术,使其大气污染物排放浓度符合燃气机组排放限值,即粉尘、SO2、NOx排放浓度(基准含氧量为6%)分别不超过5,35,50mg/m3。

随着DB33/2147—2018《燃煤电厂大气污染物排放标准》(超低排放)的提出,有必要采用全新的“协同治理”技术应对全新的环保形势。对于粉尘来讲,当粉尘排放浓度要求达到≤10mg/m3,甚至≤5mg/m3时,仅在湿法脱硫前采用高效除尘器的工艺方案是不能满足要求的,需要在脱硫后进一步安装湿式静电除尘器。

目前常见的超低除尘技术有低低温静电除尘(低温省煤器)、布袋除尘、电袋除尘器等。当前烟气脱硫多采用石灰石-石膏湿法工艺,主流的脱硫改造可采用单塔技术(包括喷淋空塔、托盘塔、单塔双循环等技术)和串联塔技术。

对于燃用中低硫煤的火电机组,通过优化吸收塔设计,提高吸收塔液气比(增设喷淋层,提高浆液循环泵流量)或者采取增强气液传质措施(增设托盘持液层、湍流层、聚气环等),可大幅提高吸收塔的脱硫效率,满足超低排放要求。

而串塔改造方案可以通过控制一、二级吸收塔的pH值实现分区控制。一级吸收塔低pH值运行,利于石膏氧化结晶;二级吸收塔高pH值运行,利于高效脱硫。NOx控制采用低氮燃烧技术和烟气脱硝技术相结合的综合防治措施,低氮燃烧技术作为燃煤电厂NOx控制的首选技术,主要有低氮燃烧器、空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术等,烟气脱硝技术以高效SCR为主。

在超低排放技术的实际应用中,现场情况复杂,在工艺和技术上并没有统一标准,需要根据实际情况进行针对性的设计。本文基于某燃煤热电厂2×130t/h循环流化床锅炉超低排放改造工程,随机选取其在网连续运行30d的烟气污染物排放数据(720个时段),对改造后SO2、NOx和粉尘的数据进行详细分析,研究其排放特性,为燃煤热电厂超低排放改造提供工程解决方案和数据支撑。