20140624燃煤锅炉超清洁排放烟气治理工艺路线探讨(龙净).ppt

1、燃煤锅炉超清洁排放烟气治理工艺路线探讨,福建龙净环保股份有限公司2014年6月24日,治霾利剑,龙净电袋,主要内容,一、烟气治理工艺路线 二、湿式除尘除雾技术 三、国内除尘市场发展状况 四、超清洁排放工艺设计,治霾利剑,龙净电袋,1、烟尘达标要求,一、烟气治理工艺路线,1）GB13223-2011标准 烟尘排放限值： 一般区域30mg/Nm3 重点区域20mg/Nm3 2）部分地方或企业 清洁排放：烟尘10mg/Nm3 超清洁排放：烟尘5mg/Nm3,治霾利剑,龙净电袋,2、影响烟囱出口烟尘达标的因素,煤种 除尘方式 选型设计 其他,除尘器因素,湿法脱硫因素,对烟尘有除尘作用 雾滴逃逸，增加颗

2、粒物排放量,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,治霾利剑,龙净电袋,洗涤除尘效率相关因素：入口烟尘浓度、喷淋层数、烟气流速、烟尘粒径大小等。,一般默认固体颗粒物占雾滴浓度的20%。,一、烟气治理工艺路线,1）正作用：对烟尘有洗涤除尘作用,2）负作用：雾滴逃逸，增加石膏 固体颗粒物,新的环保要求下，湿法脱硫通过各种措施对烟尘可实现零作用或微正作用！,3、烟气治理工艺路线 （1）国标工艺：30（20）mg/Nm3排放； （2）清洁工艺：10mg/Nm3排放，无石膏雨； （3）超清洁工艺： 5mg/Nm3排放，无石膏雨；,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,3、烟气治理工艺路线（各司其职

3、） （1）国标工艺：各司其职实现国标要求的30（20）mg/Nm3排放,出口烟尘浓度20(30)mg/Nm3,出口雾滴浓度 40-50mg/Nm3,总烟尘浓度 20(30)mg/Nm3,一、烟气治理工艺路线,洗涤除尘与雾滴逃逸颗粒持平,治霾利剑,龙净电袋,3、烟气治理工艺路线 （2）清洁工艺：各司其职，采用电袋高效除尘， 实现10mg/Nm3排放，工艺配套GGH，消除水汽长龙,出口烟尘浓度10mg/Nm3,出口雾滴浓度 20-40mg/Nm3,总烟尘浓度 10mg/Nm3,一、烟气治理工艺路线,洗涤除尘与雾滴逃逸颗粒持平,治霾利剑,龙净电袋,配套GGH,案例1、珠海电厂2700MW改造电袋 1

4、）除尘改造方案： 原日本三菱3电场电除尘器 改造后为1电2袋电袋 2）改造后投运日期： #1炉：2013年6月 #2炉：2013年2月,3）烟气治理工艺：脱硝+电袋+石灰石-石膏湿法脱硫+GGH,一、烟气治理工艺路线,4）脱硫配置 同步升级，采用五层喷淋，除雾器采用两层管式+一层屋脊式 运行一年多GGH未堵塞，无需清洗，无水汽及石膏雨 5）烟尘排放情况 脱硫前后烟尘排放值如下：,治霾利剑,龙净电袋,一、烟气治理工艺路线,案例2：陕西府谷能源有限公司2600MW机组改造电袋 1）除尘改造方案： 原4电场电除尘器 改造后为1电3袋电袋 2）改造后投运日期： #1炉：2012年12月3日 #2炉：2

5、013年7月22日,治霾利剑,龙净电袋,一、烟气治理工艺路线,3）脱硫改造 喷淋层做相应改造 除雾器由屋脊式改造为格栅式 4）烟尘排放情况 2013年8月陕西电力科学研究院做#1、#2脱硫A级检修后性能测试 其中脱硫前后烟尘排放值如下：,治霾利剑,龙净电袋,一、烟气治理工艺路线,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,3、烟气治理工艺路线 （3）超清洁工艺：各司其职基础上，高效电袋除尘+湿式除尘除雾，实现5mg/Nm3排放,各司其职工艺路线特点 把除尘器对下游设备的影响降低到最低 引风机（减缓磨损） 湿法脱硫（大幅度提高脱硫运行稳定性） 系统简单、可靠性高、综合经济性优,一、烟气治理工艺路线

6、,治霾利剑,龙净电袋,除尘器超低排放使GGH、除雾器更清洁！ 避免堵塞降低压损，降低风机能耗！,4、电除尘+湿式除尘（雾）工艺路线,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,特点： 意图通过湿式除尘（雾）“一揽子”解决问题 系统平衡性、稳定性降低 综合经济性差 增加一次投资（总体投资为常规除尘设备1.8-2.5倍） 增加运行成本,电除尘器加湿式除尘工艺技术方案的不足 电除尘无法适应煤种、工况变化，长期稳定30mg/m3难度极大 湿式除尘受前端影响而排放呈波动性 湿式除尘应用时间短，存在问题多： 风速高、规格容量小、效率低（20-60%） 易腐蚀、易结垢，稳定性差 运行中耗水、耗碱、耗电运行费用

7、高 一次投资费用高,华能、华电等发电公司试用湿式除尘后，叫停应用！,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,5、实现烟尘低排放或超清洁排放各司其职工艺路线为首选,一、烟气治理工艺路线,治霾利剑,龙净电袋,建议对现役机组首先考虑国标方案、稳步推进清洁方案， 对新建机组稳步实施清洁方案，试点超清洁方案， 按照积极稳妥、分步实施、示范先行的原则,1、湿式除尘除雾技术分类,1)湿式电除尘,2)电除雾（烟气深度净化塔）,治霾利剑,龙净电袋,二、湿式除尘除雾技术,2、燃煤电厂湿式除尘布置工艺,-塔顶布置,-塔后布置,-主流,-非主流,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,3、湿式电除尘器： 1）湿式

8、电除尘器发展情况：19世纪70年代，电除尘末端设置湿式电场，以抑制二次扬尘。应用在干式烟气中存在问题：耗水量大、泥浆二次污染、水膜不均匀、结垢、积灰、酸腐蚀。被干式除尘取代达20多年。,湿式,干式,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,2）干式烟气工况使用案例 上海宝钢首条轧机生产线采用日本三菱公司湿电产品，1985年投运。,含尘浓度 300-600mg/Nm3,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,宝钢轧机湿电出现的问题： 耗水量大，尘泥、浆液二次污染； 极板水膜不均匀，结垢、挂瘤、腐蚀；,1年内稳定运行，2年后问题暴露，无法正常运行。90年代起至今，被朔烧板过滤除尘器取代！,二、湿

9、式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,3）燃煤电厂湿式电除尘器使用、设计条件分析,应用移植,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,4）燃煤电厂湿式电除尘器使用、设计条件分析 同比其它工业烟气，烟温、湿度，烟尘粒径（PM5) 含有细小石膏浆液雾滴 烟气量大，缩小除尘规格、容量，提高电场电流密度,V0.8-0.9m/s, 单电场SCA 20-30m2/m3/s T130,V2-4m/s,提高2-4倍 单电场SCA 8-10m2/m3/s T50,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,5）燃煤电厂湿式电除尘器应用评估 效率问题 潜在问题,80% 80% 80% 80%,保证80%效率的依据不足

10、,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,4、我国燃煤电厂湿式除尘技术的应用实况 作为干式电除尘的补充设备 规格容量小（比集尘面积一般8-20m2/m3/s)，实际效率（20-50%）与设计效率（70%以上） 偏差大 对SO2捕集效率极低，对NOx、COx、气态重金属无捕集效果，增加NO2量 受工况、干式电除尘、脱硫等影响终端烟尘排放波动 316不锈钢阴阳极易腐蚀，耗材大（300MW机组耗水量约720t/D，强碱用量1.5t/D）、电耗较高 有部分二次泥浆污染物,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,1）结构型式 A、PVC结构,阳极采用PVC圆管 PVC壳体 阴极悬吊绝缘子,二、湿式除

11、尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,5、湿式电除雾器：,B、玻璃钢结构,3列2级串联,阴阳极顶部,阴阳极底部,排液斗出口,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,阳极管束、阴极系统、壳体、进出气口、冲洗装置、高压电源等,导电玻璃钢电除雾 （烟气深度净化塔）,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,C、柔性阳极结构,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,2）硫酸厂电除雾器成功经验 烟气条件： 入口烟尘浓度100mg/Nm3，SO3酸雾浓度约1000mg/Nm3 烟温40-50 设计条件：除尘除雾效率90-99.5% 技术措施： 电场风速0.8m/s

12、SCA=100-140m2/m3/s 设计简易喷淋水装置（清理阴阳极）,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,出口烟尘：5-10mg/Nm3,酸雾滴5mg/Nm3, 阳极无腐蚀 1-2次/周喷淋清理阴阳极，耗水量小 长期、稳定、可靠运行 易损件维护：定期更换铅合金阴极线,符合电除尘技术规律的选型设计 足够的比集尘面积是效率保证的必要条件！,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,3）我国燃煤电厂电除雾器应用概况 A、使用效果不佳案例： 某铝业自备电厂，于2013年7月投运（氨法脱硫后） 某钢厂自备电厂，于2013年7月投运（塔顶布置）；,铝业300MW机组电除雾无法捕集 硫酸铵气溶胶，除

13、水雾效率20-30%,吸收塔顶布置电除雾不适应高浓度雾滴，除雾滴效率10-30%,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,B、使用效果较优良案例 华能某电厂300MW机组玻璃钢结构2013年年底投运，出口排放10mg/Nm3；,华能某电厂300MW机组电除雾 蜂窝式玻璃钢阳极,改造前脱硫装置 改造建设后电除雾,二、湿式除尘除雾技术,治霾利剑,龙净电袋,6、湿式除尘（除雾）选择,1）湿式电除尘特点 不锈钢阳极理论导电强度高，但平面度极距难保证，成本高、抗腐蚀性低 耗水量大，二次污水处理量大,2）导电玻璃钢电除雾特点 阳极理论导电强度较低，便于安装、极距精度高，成本低和抗腐蚀性强 耗水量极小，二

14、次污水处理量小,玻璃钢电除雾在山东区域电厂大量被选用，优选方式！,治霾利剑,龙净电袋,二、湿式除尘除雾技术,我国燃煤电站除尘技术发展历史,水膜,袋除尘,电除尘,电袋除尘,1980年前后 1990年前后 2000年前后,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,布袋除尘,发展时间最长 拥有量最多（75%） 30（20）排放值 达标难度大,电除尘,电袋除尘,发展时间长,有间断 起点较高总量最少（5%） 30（20）排放值 易达标,发展时间最短,速度最快 总量次之（20%） 30（20）排放值 易达标,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,西

15、安热工院测试反映了我国电厂排放现状：电除布袋电袋！即电袋排放最低！,（一）电除尘技术：三项难题及解决方向,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,（一）电除尘技术 1、低低温电除尘技术 1）技术特点,吸热装置置于除尘器入口烟道 缩小烟气体积 改变体积比电阻 烟温降低至酸露点 冷凝SO3酸液吸附于烟尘 余热利用：节省煤耗或抬升排烟温度,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,2)、布置工艺,工艺1：,工艺2：,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,3)、吸热装置存在问题,增加压力损失450Pa，增加风机电耗 易磨损、腐蚀，爆管现象较多 使用寿命2-3年 实际工程中长期运行的温

16、度在110摄氏度，无酸露点附近运行经验,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,4)、烟温降低对烟尘体积比电阻峰值影响,温度（）,值,实际温度状态,理想温度状态,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,统计24个工程项目实际比电阻与烟温的曲线关系,温度（）,实际温度状态,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,5)、冷凝SO3对烟灰表面比电阻值的影响,与FGC技术类同 烟尘吸附酸液能力与煤种灰硫比、灰成分有关，目前无掌握清晰规律 烟灰吸附90%酸液无依据 酸腐蚀加剧是客观事实,硫磺燃烧SO2（V2O5催化）SO3,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,6)、河南某电厂

17、600MW机组低低低温失效实例：,烟温约128度,烟温约96度,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,7)、小结,低低温对电除尘的提效有局限性，在煤种不适用时无法保证30mg/Nm3排放。 低低温增加阻力增加风机功率，易损，更换费用高。 出于系统节能与脱硫节水考虑，吸热器可置于除尘后端，更合理。,优点：磨损小、不影响除尘等、节能 缺点：不改善除尘的烟气工况,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,1、技术特点,除尘系统更简单，稳定低排 运行阻力较高(600pa1200Pa) 滤袋使用寿命受烟气成分影响 滤袋周期性更换（4-5年），废旧滤袋二次处理 整流变电耗小，风机电耗较大,三、

18、国内除尘市场发展状况,电袋复合除尘技术,2、1000MW机组电袋复合除尘器已连续运行2年多。 2013年6月14日通过电规院组织评审, 结论为：填补了国内外空白，总体技术水平达到国际领先水平。,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,3、截止2014年5月底国内200MW及以上机组完成电袋投标装机达356以上台套,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,4、龙净电袋技术与业绩相对领先（截止2014年5月底）： 8台1000MW机组（基建项目），2台已投运； 47台600MW机组，已投运29台; 122台300MW机组，已投运74台； 200多台200MW及以下机组，已投运140多台

19、套。,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,5、总体应用效果（其中180台套数据统计）,A出口排放,B运行阻力,设计最大值1200Pa,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,C滤袋使用寿命（保证值4年及以上）,2009年之后耐强滤料技术得到推广应用，解决了袋行业破袋问题！,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,与清华大学合作，2012年完成多台在运行电袋PM2.5捕集效率测试，效率达98%以上。,6、电袋复合除尘器PM2.5捕集效率高,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,无公害处理！,治霾利剑,龙净电袋,7、废弃滤袋回收利用发展迅速,三、国内除尘市场发展状况,

20、PPS废旧滤袋再利用工艺,1、清洗烘干 2、破碎,3、熔融改良 4、再生料造粒,三、国内除尘市场发展状况,7、PPS废旧滤袋再利用工艺,治霾利剑,龙净电袋,7、PPS废旧滤袋再利用工艺,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,7、PPS废旧滤袋无公害回收利用（无清洗无二次废水） 技术企业：厦门三维丝、中国纺织科学院 生产企业：上海孚生国际贸易有限公司 生产工艺：灰尘有机化改性（无清洗造成废水二次污染） 产能：1000吨/年 用途：PPS塑料部件，汽车配件、工艺阀门管道等,当前PPS废旧滤袋回收市场状况：供不应求！,治霾利剑,龙净电袋,三、国内除尘市场发展状况,不锈钢纤维 不锈钢纤维毡,8

21、、金属滤料 意义：耐温、抗腐，一劳永逸不换袋，高透气性，周期性清洗。,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,纤维毡制成的过滤元件,金属滤袋,三、国内除尘市场发展状况,治霾利剑,龙净电袋,1、超清洁排放必要工艺,四、超清洁排放工艺设计,2、烟尘5mg/Nm3工艺参数设计关键环节 除尘器出口浓度值 吸收塔除尘效率取值 吸收塔出口雾滴浓度值 湿式除尘（雾）效率及出口浓度值 石膏液滴颗粒物含量（无法控制）,四、超清洁排放工艺设计,3、5mg/Nm3工艺参数设计（除尘器出口按10mg/Nm3）,治霾利剑,龙净电袋,四、超清洁排放工艺设计,4、5mg/Nm3工艺参数设计（除尘器出口按20mg/Nm3）,治霾利剑,龙净电袋