燃煤锅炉烟气脱硫技术对颗粒物排放影响研究进展

随着环境问题的日益严峻及燃煤锅炉超低排放工作的实施,由燃煤引起的大气污染问题及脱硫和除尘设备协同脱除污染物的作用逐渐受到关注。由燃煤释放的SO2和颗粒物对人类健康及自然环境造成严重危害,因此对SO2和颗粒物的治理至关重要。笔者综述了湿法烟气脱硫技术如石灰石-石膏法、氨法等,半干法烟气脱硫技术如循环流化床烟气脱硫技术(CFB)、高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)等以及干法烟气脱硫技术如电子射线辐射法脱硫技术、活性炭(活性焦、活性半焦)吸附脱硫技术等的发展历史、技术特点及适用范围,并对比分析了各脱硫技术对颗粒物排放特性的影响。结果表明,湿法烟气脱硫技术SO2脱除效率最高,尤其是石灰石-石膏法烟气脱硫技术,总效率可达99%以上。入口颗粒物浓度高于5 mg/m^3时,此技术能够协同脱除烟气中的颗粒物,除尘效率可达50%~80%,脱硫前后粒径分布都为典型的双峰分布,且脱硫后粒径峰值向小粒径偏移,硫酸盐成分增加;入口颗粒物质量浓度低于5 mg/m^3时,出口颗粒物浓度可能出现不降反增的现象,另外,由于其投资和运行成本高,多应用于大型燃煤机组和脱硫剂来源丰富的地区,同时湿法烟气脱硫产物还具有一定的经济效益;半干法和干法烟气脱硫技术SO2脱除效率在60%~90%,与湿法脱硫技术相比具有投资和运行成本低,占地面积小和节约水资源等优点,在中小型锅炉领域如燃煤工业锅炉具有较好的应用前景,但大量脱硫产物和脱硫剂随烟气进入除尘设备,浓度高达1 000 g/m^3以上,为除尘设备造成极大的运行压力,加大了投资和运行成本。目前半干法烟气脱硫技术及干法烟气脱硫技术对颗粒物排放特性的影响研究较少,还需在脱硫系统对颗粒物粒径、成分及形貌特性等方面的影响规律做进一步研究。     

某电厂烟气脱硝、脱硫和除尘系统改造的研究

针对某电厂现有烟气排放不能满足最新超净排放要求的情况,立足电厂现有烟气净化装置,对4#机组进行了增加一层975mm高度的催化剂层(反应时间由0.3s增加至0.55s)的烟气脱硝改造;增加一个吸收塔,采用双塔双循环脱硫技术的脱硫改造;在静电除尘器前增加一个PM2.5团聚系统的除尘改造。根据国家和地方政府的要求,通过改造,烟气中NO_x、SO_2、烟尘达到了超净排放要求,而且也没有增加企业生产成本费用,因此具有实际意义,值得推广。     

燃煤电厂脱硫磨机用橡胶衬板的试制

目前国内外防治燃煤发电厂二氧化硫排放的较为有效的手段是烟气脱硫(flue gas desulfurizaition,简称FGD),其中烟气脱硫技术中应用最多、最成熟的工艺是石灰石湿法烟气脱硫(WFGD),约占已安装FGD机组容量的70%。该工艺采用石灰石(CaCO2)浆     

超低排放燃煤电站湿法脱硫和湿式电除尘器中硒含量分布及形态演变

煤中硒在燃烧后释放到气相中,并吸附于气相中的细颗粒物上,可被燃煤电厂中的湿法脱硫系统(WFGD)和湿式电除尘(WESP)系统捕获,明确Se在湿法脱硫系统及湿式电除尘系统中的迁移规律和形态分布情况至关重要。基于氢化物发生-原子荧光光谱(HG-AFS)方法研究了湿法脱硫系统及湿式电除尘系统中关键位置处的硒含量分布和形态演变规律。研究发现,燃煤烟气中的硒可被湿法脱硫系统脱除,捕获后的硒在脱硫塔内固相和液相中的含量分别为1. 07μg/g和0. 123 mg/L,在强制氧化作用下,超过80%的四价硒被氧化为六价硒。浆液经旋流分离器分离后,大部分硒转移到废水处理中。常规废水处理过程只对四价硒具有较高的脱除效率,但废水中六价硒占比超过77%,使传统三联箱废水处理工艺无法实现硒的高效脱除,造成现有燃煤电站废水中硒难以脱除。湿式电除尘系统冲灰水固相中硒富集明显,含量达13. 9μg/g。液相中硒含量为0. 001 6 mg/L,其中四价硒和六价硒占比分别为34. 35%和65. 65%。加装湿式电除尘可将难以脱除的气相硒转移到固相灰中,实现燃煤烟气中气相硒的深度脱除,估算机组全年湿式电除尘可脱除烟气中颗粒态硒2. 9 kg。     

湿法脱硫工艺对汞的脱除性能研究进展

结合现有烟气湿法脱硫装置,评述了燃煤烟气中汞的性质以及形态分布和转化机理、湿法烟气脱硫系统(WFGD)的脱汞性能及其影响因素,简要介绍了WFGD 中单质汞的重新排放以及如何抑制;并在此基础上探讨了如何通过提高单质汞的氧化率来提高脱硫液对总汞的脱除效率.     

湿法脱硫协同去除细颗粒物的研究进展

石灰石-石膏湿法烟气脱硫（wet flue gas desulfurization,WFGD）工艺具有吸收剂来源广、成本低、脱硫效率高等优点,成为应用最广泛的烟气脱硫工艺。湿法脱硫过程中,燃煤烟气在喷淋浆液的洗涤作用下不仅能高效脱除SO₂而且可以协同去除细颗粒物,但同时存在石灰浆液夹带导致出口颗粒物浓度增加的问题。本文首先综述了湿法脱硫的应用现状,对比了湿法脱硫系统前后细颗粒物物性变化,然后概述了应用于湿法脱硫协同去除细颗粒物的新方法,包括脱硫塔内部结构调整以及促进细颗粒物凝聚长大,同时分析了湿法脱硫工艺中采用荷电细水雾吸附细颗粒物并增益脱除SO₂的可行性,以期为燃煤电厂细颗粒物排放控制提供借鉴。最后指出未来湿法脱硫技术不仅要实现高脱硫效率,而且能有效脱除未被静电除尘器脱除的细颗粒物,湿法脱硫技术的发展趋势是多种技术耦合实现多污染物的协同脱除。     

湿法脱硫装置对燃煤锅炉PM_(2.5)排放特征的影响

采用二级稀释采样方法对1台电厂煤粉炉、1台电厂CFB锅炉和2台工业层燃炉配备的WFGD前后烟气中PM_(2.5)进行现场采样。采用ELPI分析PM_(2.5)的数量及质量浓度粒径分布;通过SEM分析PM_(2.5)的显微结构,通过XRF、ICP-OES和离子色谱法分别对PM_(2.5)中次量、痕量元素及水溶性离子含量进行测定。研究结果表明,相比于WFGD前,煤粉炉和CFB锅炉WFGD后PM_(2.5)质量浓度减少,而层燃炉WFGD后PM_(2.5)质量浓度增加。WFGD后PM_(2.5)中存在大量块状、层状、片状、细小柱状和球形颗粒聚合体的结构,浆液成分及脱硫产物的附着会使PM_(2.5)的外观形貌特征发生显著变化。脱硫后由于脱硫浆液的参与,PM_(2.5)中Ca、S及相应Ca~(2+)、SO_4~(2-)含量显著增加,Si和Al的含量下降;气相的As、Se和Hg也会发生不同的化学变化从而进入PM_(2.5)。湿法脱硫过程中浆液会捕集烟气中颗粒物,但脱硫浆液成分及脱硫产物会经由干化作用直接形成颗粒或与原有颗粒经碰撞聚合形成新颗粒。     

WFGD系统添加氧化剂除汞的研究进展

石灰石-石膏湿法脱硫系统(WFGD)是现有燃煤电厂主要采用的脱硫系统,利用已建成的WFGD实现烟气同时脱硫除汞是最为经济合理除汞途径。WFGD可吸收烟气中Hg2+,然而不能有效地将Hg0氧化为Hg2+,如何将烟气中Hg0转化为Hg2+是烟气同时脱硫除汞亟需解决的关键问题。本文主要对WFGD系统中添加氧化剂进行综述并提出些许展望。     

基于实测燃煤电厂污染物控制装置对汞排放的影响

为了研究燃煤电厂现有烟气污染物控制装置对汞排放的影响,本文选择常规烟气净化设备为选择性催化还原脱硝技术、静电除尘技术和湿式石灰石脱硫技术的某300MW燃煤发电机组。利用安大略法(OHM)湿式采样方法对采样点催化氧化脱硝(SCR)前、电除尘器(ESP)前、ESP后和湿法烟气脱硫(WFGD)后的燃煤电厂烟气进行采集和实验室测试分析,获得此燃煤电厂烟气流经污染物控制装置时烟气中各价态汞的浓度,进而计算出现有污染物控制装置的联合脱汞效率为84.63%,从而获得此燃煤电厂现有污染物控制装置对汞排放的影响。     

湿法脱硫净烟气中的细颗粒物对膜吸收CO2的影响

在使用膜吸收装置脱除燃煤电厂尾气中二氧化碳的实际应用中,膜吸收二氧化碳系统装配于湿法烟气脱硫系统(WFGD)出口是最适宜的选择。经过湿法脱硫的烟气中含有一定量的细颗粒物,这些颗粒物可能会影响膜的性能,因此有必要揭示细颗粒物对膜吸收二氧化碳的影响。本文采用模拟实验装置,选取飞灰、硫酸钙、硫酸铵3种颗粒物,考察了它们对聚丙烯(PP)中空纤维膜吸收二氧化碳的影响。结果表明:3种颗粒物通过膜组件时,均会在膜表面沉积,导致二氧化碳脱除效率下降;膜吸收二氧化碳的性能与颗粒物沉积程度呈负相关;3种颗粒物对膜吸收二氧化碳的影响程度从大到小依次为硫酸钙、硫酸铵、飞灰;颗粒物在膜表面沉积后很难被气体反吹,这会使膜基本失效。     

湿法烟气脱硫系统协同脱汞研究进展及优化措施

近年来,燃煤电厂的汞污染排放问题引起了广泛关注,湿法烟气脱硫(WFGD)系统在去除二氧化硫的同时,对烟气中的汞也有明显的脱除效果,被认为是最适合我国国情的烟气脱汞方法。本文对近年WFGD系统协同脱汞的研究进展进行了总结,并针对其在应用中所存在的问题提出优化措施,以进一步提高其协同脱汞效果。     

320 MW燃煤电厂痕量元素的分布、脱除及排放特性

燃煤电厂痕量元素的排放已经引起了世界的广泛关注。在一台配置选择性催化还原(SCR)+静电除尘器(ESP)+湿法脱硫装置(WFGD)的320MW燃煤电厂上进行了12种痕量元素(Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Sb、Ba、Pb)排放特性的实验研究,使用了US EPA Method 29对4个测点烟气痕量元素进行同时取样,考察了痕量元素在电厂中的分布、协同脱除以及在烟囱中的排放。结果表明:锅炉、SCR、ESP、WFGD和整个系统的痕量元素质量平衡率均在可接受的范围内。这12种痕量元素主要分布在底渣和飞灰中,分别占据底渣、ESP灰、WFGD脱除及烟囱排放痕量元素总量的1.90%~27.6%和72.3%~98.0%,然而,它们在烟囱和被WFGD脱除的部分所占比例较少,两者之和仅占0.11%~0.66%。ESP和WFGD对烟气痕量元素的脱除率分别为99.39%~99.95%和40.39%~78.98%,SCR+ESP+WFGD对烟气痕量元素的总体脱除率为99.79%~99.99%。ESP对痕量元素较高的脱除效率是APCDs系统具有较高的协同脱除效率的主要原因。烟囱排放的痕量元素浓度及排放因子分别为0.01~12.88μg·m-3和(0.002~4.57)×10~(-12)g·J~(-1)。应进行更多的燃煤电厂痕量元素排放的研究,以便为中国燃煤电厂痕量元素的排放预测模型的建立以及相关标准的制定提供参考。     

燃煤机组烟尘超低排放技术研究

《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》提出了新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值的行动目标。国内环保和发电企业对超低排放技术进行了积极研究和探索,形成了湿式静电除尘器、管束式除尘装置、超净滤袋和湿法脱硫一体化除尘等技术争鸣的局面。本文对这几种"超低排放"技术进行研究和探讨,以期为燃煤机组的烟尘超低排放技术方案选择提供参考。     

燃煤电厂脱硫磨机斥橡胶衬板的试制

目前国内外防治燃煤发电厂二氧化硫排放的较为有效的手段是烟气脱硫（flue gas desulfurizaition，简称FGD），其中烟气脱硫技术中应用最多、最成熟的工艺是石灰石湿法烟气脱硫（WFGD），约占已安装FGD机组容量的70％。该工艺采用石灰石（CaCO2）浆液在吸收塔中吸收SO2以达到脱硫的目的，在燃煤含硫量为1．06％～1．4％、钙硫比ca／s=1．03时，启动三层浆液喷淋，可以达到90％以上的脱硫效益。该脱硫系统包括烟气系统、SO2吸收系统、石灰石制备系统、石膏处理系统、电气控制系统等。在石灰石制备系统中的磨机主要是将石灰石磨成所需粒度浆液，     

锅炉烟气中颗粒物浓度监测方法的改进

陕西兴化集团有限责任公司锅炉(热电锅炉+化工锅炉)烟气中颗粒物浓度属重点监控的污染因子之一,采用后向散射烟尘分析仪进行自动分析,其监测数据实时上传监测平台。多雨天气时,化工锅炉烟气中的颗粒物监测值波动很大,甚至偶有超标现象,而热电锅炉烟气中的颗粒物监测值则很稳定。结合手工分析数据及系统实际情况,分析认为是因为热电锅炉系统排放的烟气与化工锅炉系统排放的烟气有所不同,而后向散射烟尘分析仪不能排除烟气中水分的干扰,从而造成多雨天气时监测值(尤为)偏高。改用抽取式烟尘分析仪后,化工锅炉烟气颗粒物浓度得到准确监测。     

1000 MW超超临界机组超低排放改造工程分析

目前国内众多燃煤火力发电厂已经或正在进行多种污染物超低排放工程改造,进一步降低SO_2、NO_x和烟尘等污染物排放以减轻对严重雾霾天气的影响。在分析某电厂1 000 MW超超临界机组SCR烟气脱硝、湿法烟气脱硫以及静电除尘器运行现状的基础上,提出并实施了采用"SCR脱硝增容+低低温静电除尘器+高频电源静电除尘器改造+脱硫吸收塔提效与协同除尘"的超低排放技术改造方案。对该机组超低排放改造前后烟气脱硫、脱硝、除尘系统进行了性能试验,结果表明烟囱入口烟尘、SO_2、NO_x质量浓度分别为4.0、21.5和38.2 mg/m~3,达到了烟尘、SO_2、NO_x的排放浓度分别控制在5、35、50 mg/m~3以内的超低排放要求。改造后,在现有烟气脱硫、脱硝、静电除尘装置的基础上每年可减少烟尘排放量543 t、SO_2排放量2 633 t、NO_x排放量634 t,改善了重点区域空气质量。     

铝用阳极焙烧炉烟气半干法脱硫净化系统改造

针对铝用预焙阳极焙烧排放烟气成分比较复杂(含有SO_2、NO_x、CO、颗粒物、焦油、氟化物等物质),某公司原有铝用预焙阳极焙烧烟气净化系统已不能满足现阶段生产环保需求的现状,选择应用循环流化床干法烟气脱硫技术对传统的"超净+排放"湿法脱硫技术进行了优化,应用实践表明,该技术取得了超过预期的良好效果并实现超低排放。     

炉膛喷射吸收剂的干法脱硫技术综述

向燃煤锅炉炉膛喷射吸收剂的干法烟气脱硫(DFGD)技术,是近年欧、美诸国为降低烟气脱硫(FGD)费用、对燃煤排放的SO_2实行有效控制而研究开发的DFGD法之一.和湿法烟气脱硫(WFGD)相比,它对SO_2只有中等程度的脱除,但投资费却低得多,运行控制费也有竞争力,对设备腐蚀小,没有废水再处理问题.该项技术特别适于燃煤的旧锅炉技术改造选用,对只要求有中等程度脱除SO_2的国家和地区非常富有吸引力.     

某火电厂燃煤烟气脱硫脱硝一体化改造工程

火电行业燃煤烟气是SO_2、NO_x和烟尘的主要来源之一,造成的环境污染非常严重,对人体健康和区域经济发展均产生了不良影响。随着《火电厂大气污染物排放标准》和环境保护部《关于执行大气污染物特别排放限值的公告》的实施,对燃煤烟气的脱硫脱硝一体化处理成为各企业亟待解决的难题。文章着重介绍了某火电厂采用脱硫脱硝一体化技术对原烟气处理系统进行改造的情况,改造后烟气中的SO_2、NO_x、烟尘等指标均实现了稳定达标排放。     

高硫煤锅炉烟气氨法脱硫系统工艺设计及运行小结

黔西县黔希煤化工投资有限责任公司300 kt/a乙二醇装置配套3×220 t/h高压流化床锅炉系统采用贵州当地煤,锅炉系统原配套有烟气脱硫系统1套,采用"氨-硫酸铵湿法烟气脱硫"工艺;由于贵州当地高硫煤居多,实际运行中,当系统进口烟气中的SO_2含量超过4 000 mg/m~3时,出口尾气中的SO_2和颗粒物含量无法达标排放。按照《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》以及国务院、贵州省政府等的最新要求,烟气脱硫系统出口污染物含量须执行超低排放标准,为此,黔希煤化决定新建1套超低排放锅炉烟气氨法脱硫系统。着重介绍新建锅炉烟气氨法脱硫系统核心设备——脱硫塔的工艺设计情况,包括塔体直径、塔高、浓缩段喷淋液量、吸收循环液总量、氧化风量、脱硫塔各段喷嘴、除雾器排列方式等的选取与确定,以及超低排放锅炉烟气氨法脱硫系统的运行情况,以期为业内提供一些参考与借鉴。