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。     

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。     

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。     

燃煤电厂WESP颗粒物脱除机制及排放特征研究

从强化荷电和促进细颗粒团聚两方面对湿式电除尘器（WESP）细颗粒强化脱除机制进行了分析。并基于调研和现场实测方式,对国内投运的WESP颗粒物排放特征进行了系统研究。采用ELPI测定WESP进出口粉尘粒径分布,采用滤筒方法测定总尘,采用ELPI、PM-10或DGI测定PM₁₀、PM_2.5浓度,采用冷凝法测定SO₃。对调研及实测数据进行统计分析：ELPI将PM₁₀从0.03~10 μm被分为12等级,WESP对PM₁₀各级粒径均有明显的去除效率,数浓度、质量浓度去除效率均在40%以上,最高可达90%以上;WESP出口颗粒物浓度0.43~12.5 mg/m³,绝大部分在5 mg/m³以下,除尘效率均在70%以上,最高可达90%以上;WESP出口PM_2.5浓度0.35~1.59 mg/m³,大部分数据低于1 mg/m³,且脱除效率大部分在60%以上,最高可达90%以上;WESP出口SO₃浓度0.10~3.21 mg/m³,脱除效率均大于60%,最高可达90%以上。调研某350 MW机组WESP出口连续3个月CEMS数据,颗粒物小时浓度达标率为100%,系统实现了长期稳定运行。     

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。     

国电泰州电厂2×1 000 MW二次再热机组NOx、SO2超低排放技术应用

为使烟气中NO_x、SO₂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SO₂实现了超低排放,NO_x和SO₂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/m³和15 mg/m³,远低于国家超低排放限值,且优于燃气轮机排放水平。     

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。     

湿式电除尘器性能测试方法及排放特征研究

湿式电除尘器收尘极被水膜覆盖,放电区域存在水雾,无振打二次扬尘,且细颗粒物团聚现象显著,可有效减少细颗粒物、SO₃等排放。采用一体化采样头（内置滤膜）采集颗粒物,采用重量法（PM-10）和电荷法（ELPI）测定PM_2.5;采用冷凝法或冷凝法与异丙醇吸收相结合的采样方法测定SO₃。测定结果表明,不同型式的湿式电除尘器颗粒物、PM_2.5一般分别在2~5mg/m³及3mg/m³以下,除尘效率一般在75%~95%,金属极板湿式电除尘器为连续喷淋,因不存在细颗粒物的二次扬尘,颗粒物排放可达1mg/m³以下;不同型式的湿式电除尘器SO₃排放一般在5mg/m³以下,SO₃脱除效率一般在60%~80%,导电玻璃钢湿式电除尘器板电流密度一般比金属极板湿式电除尘器大,因此其SO₃脱除效率普遍更高一些。     

基于中试平台的低低温电除尘器深度试验研究

基于50 000 m³/h实际烟气中试试验系统,采用常规采样枪+玻纤滤筒和一体化采样头+石英滤膜测定总尘,采用ELPI测定PM_2.5,采用自制的控制冷凝+异丙醇吸收系统测定SO₃,采用BDL型飞灰工况比电阻测试仪测定飞灰工况比电阻。试验结果表明,130℃、90℃、80℃时电除尘器出口烟尘浓度分别为11.7mg/m³、9.7 mg/m³、5.4 mg/m³,PM_2.5浓度分别为0.8 mg/m³、0.4 mg/m³、0.2 mg/m³,总尘及PM_2.5减排效果显著;电除尘器出口SO₃浓度分别为1.25 mg/m³、0.10 mg/m³、0.14 mg/m³,对应低低温电除尘系统的SO₃脱除效率分别为22.84%、96.15%、96.61%,低低温电除尘系统可脱除烟气中绝大部分SO₃;电除尘器入口飞灰工况比电阻分别为3.02×10¹³ Ω·cm、6.15×10¹² Ω·cm、5.24×10¹¹ Ω·cm。     

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。     

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。     

低低温电除尘技术特点及在高灰煤超低排放工程中的应用

低低温电除尘器在燃煤机组节能提效的同时,对SO₃也具有很高的脱除率。当灰硫比大于100时,低低温电除尘器不会发生低温腐蚀。从低低温电除尘器主要工艺参数选择、需关注问题及应对措施、污染物减排特性等方面进行了阐述和分析。重点介绍了典型工程案例淮北平山电厂660 MW机组,经测试,低低温电除尘器除尘效率为99.97%,出口烟尘浓度为4.47 mg/m³,PM_2.5浓度为2.4 mg/m³,湿法脱硫后烟尘浓度为2.3 mg/m³。表明低低温电除尘技术配合旋转电极式电除尘等技术组合,不但可以实现电除尘器出口5 mg/m³的烟尘浓度,而且还可实现高灰煤烟尘超低排放。     

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。     

基于深度信念网络的循环流化床SO2排放浓度预测

我国火电机组超低排放要求二氧化硫排放时,其质量浓度小于35 mg/m³,精准预测SO₂排放浓度并加以控制对于火电机组环保运行具有重要意义。针对循环流化床SO₂排放浓度预测问题,引入深度机器学习方法建立了基于深度信念网络的SO₂排放浓度预测模型。首先,通过机理分析确定影响SO₂排放浓度的操作变量,并作为模型输入;其次,利用DBN网络提取模型输入的深度特征,以ELM作为回归器建立预测模型;最后,将DBN-ELM模型与目前常用的3种SO₂排放浓度预测模型进行了对比,结果表明,该模型均方根误差、平均绝对误差分别为175.3 mg/m³、117.6 mg/m³,预测精度远高于其他3种对比模型,在实际工程中更具有应用价值。     

1000MW近零排放燃煤机组细颗粒物及SO3排放和分布特征

针对国华寿光电厂2号1000MW近零排放燃煤机组,在100%、45%负荷和不同NO_x排放浓度下,对烟气全流程颗粒物和SO₃浓度进行现场采样测试,研究了分级颗粒物中水溶性离子含量分布,并给出了前体物SO₃的排放特征。结果表明：不同工况下PM₁₀和PM_2.5排放浓度分别不超过0.92mg/m~3和0.24mg/m~3;随着负荷的降低,颗粒物质量和数量浓度都出现下降,但粒径分布并未明显变化;随着NO_x排放浓度上升,选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)后和电除尘(electrostatic precipitator,ESP)后部分粒径段颗粒物浓度出现下降,尤其是ESP后0.006～0.0138μm、0.0553～5.980μm粒径段的变化趋势较为明显。SCR前后PM_2.5中水溶性离子质量占比约4%,以Ca²⁺和SO₄^2-为主,各粒...     

高硫低温高灰烟气环境中SO3的行为研究

在高硫煤机组上抽取烟气搭建了低低温省煤器试验台,并在高硫低温高灰烟气环境下进行了SO₃协同脱除试验研究。试验结果表明：SO₃与SO₂浓度之比约为0.97%;高硫煤低低温省煤器出口SO₃浓度在150~120 ℃随着烟温的降低下降明显。烟温在120 ℃以下时,SO₃浓度随温度的降低变化不明显,且基本处于15 mg/m³以下。烟温在100 ℃以下时,SO₃浓度基本稳定在10 mg/m³左右;烟温降低至100 ℃左右时SO₃的脱除率为84.3%~88.8%;实测SO₃浓度与各个酸露点公式的吻合度均不好,烟温150 ℃以上时,实测数据明显低于计算值,烟温低于115 ℃时,实测数明显高于计算值;高硫煤低温烟气中SO₃浓度的变化受到烟温及飞灰的影响,通过试验研究得出经验公式可以预测烟气中的SO₃浓度。     

四塔合一式脱硫除尘设施在600 MW机组中的应用

某600MW机组烟气污染物超低排放改造工程采用“烟塔合一”技术,将脱硫塔、湿式电除尘器、烟囱一并布置在间接空气冷却塔内（简称四塔合一）。介绍该超低排放改造方案;采用有限元分析方法并结合工程改造经验,在结构计算及分析基础上对四塔合一布置方案进行优选;比较三塔合一与四塔合一方案的技术经济性,比较四塔合一方案中不同布置方案和不同支撑方式的技术经济性。选取将脱硫塔、湿式电除尘器、烟囱三者竖向一体布置方案,对原有脱硫塔进行加固,特别介绍超限高温电梯设计原则与方法。改造工程实施后的运行结果表明,环保设施运行稳定,机组在高中低3种负荷及3种煤质情况下,SO₂排放质量浓度平均值约9 mg/m³,烟尘排放质量浓度平均值约3.38 mg/m³,节能及环保效益显著。     

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。     

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。     

可免去海水碱度因素下脱硫系统经济节能运行的研究

针对燃煤电厂脱硫取水口海水碱度不稳定且变化范围较广,脱硫系统因海水HCO^-₃离子浓度设计取值普遍偏低导致长期运行耗能大、不经济的问题,通过分析不同海水HCO^-₃离子浓度、煤种燃烧时SO₂生成量对变更喷淋层投/切层数后烟气SO₂浓度排放变化量的影响,发现了煤种燃烧时SO₂生成量和烟气SO₂浓度排放变化量之间的特殊规律,提出了可利用煤种燃烧时SO₂生成量替代海水HCO^-₃离子浓度指导确定喷淋层投/切策略的方法,实现脱硫系统的经济节能运行。