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烟气脱硫脱硝设备-燃煤发电厂脱硫脱硝除尘器-低低温电除尘技术

烟气超净排放的技术路线

针对燃煤机组的超净排放要求,我国各大发电集团、环保公司等对烟尘、二氧化硫和氮氧化物的超低排放控制进行了一系列的探索研究,目前已有许多脱硫、脱硝、除尘新技术得到了实际应用,下面详细总结了针对各污染物的烟气超净排放技术路线。

烟尘超净排放技术

目前超净排放燃煤机组应用较多的除尘技术有低低温静电除尘技术、湿式电除尘技术、电袋复合除尘技术、旋转电极静电除尘技术、高频电源技术等。

低低温静电除尘技术。

低低温静电除尘技术是指在电除尘器前增设低温省煤器以使除尘器入口处烟气温度降至 90 ~100 ℃低低温状态[5] 。烟气温度降低,飞灰比电阻相应降低至 10 8 ~10 11 Ω·cm,同时除尘器入口烟气流量减少,静电除尘器除尘效率得到提高。同时,由于除尘器入口烟温降低,烟气中部分 SO x 、HCl、蒸汽等将凝结吸附在飞灰颗粒表面并形成液膜。Wang C等[6] 研究发现,当低温省煤器运行时,亚微米颗粒表面 S 含量显著增加,而几乎所有粒径范围的飞灰颗粒表面 Cl 含量也有明显增加。飞灰表面含 S,Cl 成分液膜的形成,一方面增大了飞灰表面的电导性,有助于飞灰比电阻的进一步降低 [7] ;另一方面也使飞灰颗粒的黏性增加,从而使一部分细微飞灰颗粒团聚为粗颗粒,从而更容易被除尘器捕获 [8] 。此外,低温省煤器的安装回收了部分烟气余热并降低了脱硫系统的入口烟温,从而可降低电厂供电煤耗及脱硫系统水耗[9] 。

除尘器上游烟尘浓度大,安装低温省煤器后烟温低于酸露点温度,烟气中硫酸蒸汽易在管壁上凝结并黏附飞灰,因此低温省煤器运行过程中易出现低温腐蚀、积灰、磨损等现象。低低温除尘技术中通常在省煤器入口设置散布钢球装置来保证换热器表面的清洁[10] 。

此外,选用合适的扩展换热面也有利于减轻省煤器积灰、磨损现象。赵虹等[11] 研究发现,螺旋肋片管背风面肋基处有速度接近于 0 的空间区域,易形成黏结性积灰,且肋片管基管两侧流速较高,磨损现象也更加严重;相较于螺旋肋片管,H 型鳍片管鳍片布置与烟气流向平行且鳍片间有一定间隙,气流可吹扫鳍片上积灰,防积灰性能更好,且鳍片管基管两侧流速较低,磨损相对较轻。

低低温电除尘技术在国际范围内已获得成熟应用,目前我国华能长兴电厂、华能北京热电厂、国华三河电厂等超低排放燃煤机组也采用了此项技术。根据国华三河电厂的实际运行数据,350 MW 亚临界锅炉加装低温省煤器后,机组额定工况下电除尘器效率提高至 99. 91%,静电除尘器出口处烟尘排放浓度由17 mg/m 3 降至 11. 68 mg/m 3[12] 。