国电泰州电厂2×1000 MW二次再热机组NO_x、SO_2超低排放技术应用

为使烟气中NO_x、SO_2排放达到超低水平,国电泰州电厂二期2×1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组SCR脱硝系统采用了驻窝混合技术,烟气脱硫采用了单塔双循环湿法脱硫技术。简介驻窝混合技术机理和单塔双循环脱硫技术原理,介绍国电泰州电厂1 000 MW机组烟气脱硝脱硫设计方案及实施效果。实践结果表明,国电泰州电厂1 000 MW机组采用上述2项技术后,烟气中NO_x和SO_2实现了超低排放,NO_x和SO_2脱除效率分别达到90.3%和99.6%,其排放质量浓度分别为31 mg/m~3和15 mg/m~3,远低于国家超低排放限值,且优于燃气轮机排放水平。     

特高硫煤SO2超低排放技术评估

以燃用特高硫煤的300 MW机组中应用的旋汇耦合脱硫除尘一体化技术为研究对象,对该类技术进行现场测试与评估。测试结果表明：燃煤硫分在5%左右时,脱硫系统的脱硫效率可稳定在99.70%~99.82%,SO₂排放质量浓度在23.4~30.8 mg/m³,能够满足SO₂超低排放小于35 mg/m³的要求;除尘效率在78.6%~87.8%,颗粒物排放质量浓度稳定在4.60~5.76 mg/m³,能够满足颗粒物超低排放浓度小于10 mg/m³的要求。与脱硫单塔双循环、双塔双循环系统技术改造方案相比,该类SO₂超低排放技术的改造与运行费用均有比较大的优势。     

300 MW低热值煤超低排放循环流化床发电的设计与运行

介绍了山西国锋300 MW低热值煤综合利用亚临界循环流化床发电项目的设计与运行情况,讨论了超低排放电厂的污染物控制技术的原理与应用情况。该项目采用炉内喷钙脱硫和炉外半干法脱硫控制SO₂、流态重构的节能型循环流化床低氮燃烧技术和SNCR脱硝控制NO_x、布袋除尘控制粉尘。研究结果显示,锅炉运行稳定、高效,满负荷下热效率为90.61%;烟气SO₂排放质量浓度为18.75 mg/m³,NO_x排放质量浓度为40.30 mg/m³,烟尘排放质量浓度为4.9 mg/m³,均达到了超低排放指标,表明循环流化床锅炉采用低氮燃烧和SNCR、炉内脱硫和半干法循环流化床烟气净化、布袋除尘是实现超低排放的可行的技术路线。     

基于CFB-FGD技术的烟气超低排放工程性能测试评估

以基于烟气循环流化床脱硫除尘技术的中国中部地区某新建350 MW循环流化床机组超低排放工程为研究对象,对100%和75%负荷工况下SO₂、颗粒物等常规污染物和PM_2.5、SO₃、汞等非常规污染物的浓度进行现场检测,评估CFB锅炉炉内脱硫+炉外CFB-FGD脱硫除尘技术实现SO₂和颗粒物超低排放的达标能力。现场监测及评估结果表明,该技术组合能实现SO₂小于35 mg/m³和颗粒物小于10 mg/m³的超低排放要求,对SO₃、汞等非常规污染物具有一定的协同脱除作用。     

燃煤电厂烟气SO3迁移转化特性试验分析

对某电厂300 MW机组在不同煤种、不同负荷条件下,选择性催化还原（SCR）脱硝系统、空气预热器、低低温电除尘器、海水脱硫以及湿式电除尘器等装置中SO₃迁徙转化特性进行了试验分析。试验结果表明:低低温电除尘器对SO₃的脱除效率可达65%;海水脱硫对SO₃的脱除效率约为15%;湿式电除尘器对烟气中SO₃脱除效率约为5%;烟气经过SCR脱硝装置后SO₃明显增加,这是造成尾部烟气中SO₃质量浓度升高的主要原因;经低低温电除尘器、海水脱硫装置以及湿式电除尘器对烟气中SO₃的协同脱除,能实现最终SO₃排放质量浓度低于2 mg/m³。     

O3 /NaClO气液相氧化吸收剂同时脱硫脱硝试验研究

提出以O₃/NaClO为复合吸收剂对火电厂烟气进行同时脱硫脱硝的方法,研究了该方法在不同条件下的脱硫脱硝效率。模拟实际工况,给定SO₂与NO的初始质量浓度分别为600 mg/m³ 和500 mg /m³。模拟试验结果表明：在臭氧投加量为5.35 g/h,NaClO摩尔浓度为15 mmol/L,吸收液初始pH值为5,液气比为50 L/m³,反应温度为50 ℃时,脱硫和脱硝效率分别可达97.04%和95.08%。所研究的方法工艺操作简单,脱除SO₂和NO_x速度快,不存在堵塞、结垢等问题,若能有效降低O₃的生产成本,则具有较好的实用意义和推广应用前景。     

典型燃煤电厂浆液冷却烟气消白设施SO3治理效果测试研究

分别采用控制冷凝法和异丙醇吸收法对某1 000 MW燃煤发电机组浆液冷却烟气消白设施的烟气SO₃控制效果开展测试。结果表明,机组烟气湿法脱硫设施对SO₃去除效率为62.50%（控制冷凝法）和64.63%（异丙醇吸收法）。烟气经现有超低排放设施协同治理后SO₃质量浓度低于3 mg/m³。浆液冷却设施对SO₃的去除效率仅为6.68%（控制冷凝法）和5.55%（异丙醇吸收法）,烟气SO₃控制效果和环境效益相对较低。建议基于科学论证审慎实施燃煤电厂烟气消白工作,应进一步开展高效SO₃治理技术、测试标准和环境管理政策研究。     

600 MW燃煤机组SO2、烟尘综合治理技术经济性分析

针对燃煤电厂烟尘、SO₂超低排放要求,简述目前多采用的高效脱硫技术,脱硫系统协同除尘技术和湿式电除尘器技术。以某燃用高硫、高灰煤600 MW机组SO₂、烟尘超低排放改造为例,在技术参数、工程量、适应能力、投资及运行成本方面,对双塔双循环脱硫协同除尘方案（方案1）及双塔双循环+湿式电除尘器脱硫除尘方案（方案2）进行技术经济比较。由比较结果可知,方案1的改造工程量、检修维护工作量及增加的厂用电耗小于方案2;方案2在机组负荷和入口烟尘浓度适应性、烟尘理化特性敏感度、运行稳定性方面优于方案1;方案2的总投资费用、运行维护成本高于方案1,但能够进一步协同脱除SO₃,有助于消除蓝色烟羽现象。     

1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电技术

为节约一次能源、加强环境保护、减少温室气体排放和提高机组的经济性,自主研发、自主设计、自主制造和自主建设了国电泰州电厂二期1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电示范工程,介绍了机组总体技术方案,包括机组主机参数选择、锅炉与汽轮机研发,系统优化与节能减排集成,自动控制系统研究。机组投产后发电效率分别高达47.81%、47.95%,机组供电煤耗分别达到266.57 g/（kW·h）、265.75 g/（kW·h）,烟尘、SO₂、NO_x排放浓度在标准状态下分别低于5 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³,达到并优于超低排放要求。示范工程的成功投产和稳定运行为中国开发更高参数、更高效率、更为清洁的燃煤发电技术奠定了基础,为建设同类机组积累了宝贵的经验,大幅提高了中国燃煤发电技术的国际竞争力。     

石灰石脱硫对循环流化床锅炉现场试验中N2O排放的影响研究

以往对于石灰石脱硫过程中N₂O排放特性的研究多集中在机理和实验室研究方面,在现场进行实际测量的数据较少。为了探索现场试验中石灰石脱硫对循环流化床（CFB）中N₂O排放的影响,测量和分析了某150 MW CFB锅炉不同负荷下炉内石灰石脱硫对烟气中SO₂、N₂O和NO_x的影响规律。结果表明:投入石灰石后,SO₂排放质量浓度在短时间内从1 200 mg/m³下降到100 mg/m³以下;石灰石以一定速率给入时,N₂O排放质量浓度会一定程度地降低,这与CaO对N₂O的热催化作用相关,但NO_x排放质量浓度显著升高,呈现此消彼长趋势;随着锅炉负荷的升高,N₂O排放质量浓度整体出现下降趋势。在CFB的燃烧温度范围内,N₂O可能取代NO_x作为主要的氮氧化物污染物来源。     

循环流化床锅炉超低排放技术研究

循环流化床（CFB）锅炉能够比较清洁地燃烧各种固体燃料,但其如何适应新的国家环保标准,实现SO₂及NO_x污染物的超低排放,需作进一步研究。结合CFB锅炉工程实例,根据煤折算硫分的高低和挥发分高低,分别提出了CFB锅炉深度脱硫及脱硝的技术方案,并对关键技术进行了分析讨论。研究结果表明：针对不同煤种采取相应措施后,CFB锅炉SO₂排放值可小于100 mg/m³,NO_x排放值可稳定在100 mg/m³以下;对于烟煤等高挥发分煤种,若结合SNCR技术, CFB锅炉NO_x排放值可达到小于50 mg/m³的超低排放水平。     

燃煤电厂烟气中SO3协同控制情况及排放现状

燃煤电厂锅炉燃烧中SO₂/SO₃的转化率为0.5%~5%；超低排放条件下，SCR脱硝中SO₂/SO₃的转化率控制在1%以内。运行中为控制SO₃在脱硝催化剂下层和空预器中的消耗，应尽量减少H₂SO₄和NH₄HSO₄的冷凝吸附，保证催化剂的活性及空预器的安全运行。理论上低低温电除尘器（LL-ESP）对SO₃脱除效果显著，但不同工程实测表明，LL-ESP对SO₃的脱除效率差别较大，介于1.8%~96.6%之间。此外，研究认为，电袋复合除尘器对SO₃脱除效率为74.3%~85.9%。超低排放工况下，除空塔脱硫和海水脱硫技术外，大部分湿法脱硫技术对SO₃的脱除效率高于50%；SO₃在湿式电除尘器中的脱除效率也大于50%，但整体上与国外成熟案例相比稍有差距。总体而言，超低排放条件下，燃煤硫分低于1.5%时，燃煤电厂全流程环保净化设备对SO₃的综合脱除效率高于90%，大部分机组的SO₃排放浓度低于5 mg/m³。     

超低排放机组双塔双循环脱硫系统能耗物耗特性分析

为系统分析双塔双循环脱硫系统能耗物耗特性,通过对53台双塔双循环脱硫系统电耗、水耗和石灰石耗量情况进行测试,研究入口SO₂浓度、液气比、pH值以及Ca/S比对单位质量SO₂脱除能耗物耗特性的影响。结果表明,双塔双循环脱硫系统SO₂脱除成本中脱除能耗成本占整体脱除成本的55%~80%,而脱除能耗中循环浆液泵电耗占总能耗的50%~70%,一二级吸收塔的SO₂单位脱除能耗均随入口SO₂浓度的增高而降低,二级吸收塔的SO₂单位脱除能耗远大于一级吸收塔,一二级吸收塔内SO₂单位脱除能耗均随pH 值的升高而先降后增。因此,为降低双塔双循环脱硫系统单位质量SO₂脱除能耗物耗水平,一级吸收塔入口SO₂质量浓度应控制在4 000~6 000 mg/m³,浆液pH值应控制在5.2左右;二级吸收塔入口SO₂质量浓度应控制在1200 mg/m³,浆液pH值应控制在6.0左右。     

1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电示范工程总体设计方案

为促进节能减排,建设了国电泰州电厂二期工程作为1 000 MW超超临界二次再热燃煤发电机组的示范工程。结合国内现有燃煤发电机组技术水平,在比较分析国外二次再热机组的基础上,提出了示范工程总体方案所涉及的主机参数选择、主机选型、热力系统拟定、辅机选型以及大气污染物治理方案。示范工程投运以后,2台机组供电煤耗分别为266.57 g/（kW·h）和265.75 g/（kW·h）,烟尘、SO₂和NO_x的排放浓度在标准状态下分别低于5 mg/m³、35 mg/m³和50 mg/m³,为中国建设更加高效和清洁的火力发电厂起到重要的参考和示范意义。     

燃煤烟气超低排放全流程协同削减三氧化硫效果分析

烟气三氧化硫（SO₃）是形成雾霾的前驱体之一,研究火电厂烟气污染物控制流程中SO₃的形态、浓度、排放水平以及影响因素很有必要。对容量300~1000MW的燃煤机组超低排放设施进行实测,并对1 000 MW机组开展了全流程测试,同时与常规污染物控制流程进行比较,表明超低排放设施对SO₃具有更好的控制效果,SO₃综合脱除效率可达到90%。对烟气流程各设备脱除SO₃机理与减排效果进行分析,结果表明：（1）SCR脱硝装置具有将SO₂催化氧化成SO₃的作用。（2）空气预热器烟温降低过程间接消耗SO₃,低低温电除尘器、湿法脱硫吸收塔与湿式电除尘器对SO₃有削减作用,各设备对SO₃的削减份额分别占SO₃总量的30%、40%、15%、5%。（3）空气预热器、电除尘器运行温度对SO₃脱除率有较大影响。（4）高效脱硫协同除尘一体化吸收塔具有更好的脱除SO₃效果。     

富氧燃烧模拟烟气一体化压缩脱硫脱硝试验研究

富氧燃烧是能够大规模商业化捕集CO₂的主流技术之一,为进一步探讨富氧燃烧压缩过程捕集CO₂性能、并同时一体化脱硫脱硝技术的能力,在搭建的50 kg/h规模的试验平台上,通过调整不同的参数,采用液体CO₂洗涤混合气体技术,表明压缩过程可同时脱除NO_x和SO_x等污染物,通过试验进一步研究液气比对NO_x和SO_x脱除的影响。结果表明,整体脱硫率、脱硝率可达98%以上,尾气中SO₂体积分数低于50×10^-6,NO_x体积分数小于30×10^-6,富氧燃烧系统中压缩纯化过程具备实现一体化脱硫脱硝的潜力。