《火电厂超低排放集成技术研究与工程应用》

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火电厂超低排放集成系统技术是依据国家节能减排政策开发的一项新技术研究,对于全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造具有重要意义,主要研究内容如下:

研究燃煤机组火电厂烟气脱硝、脱硫除尘一体化技术。通过低氮燃烧器技术改造及优化运行、SCR脱硝系统改造及优化运行控制氮氧化物排放,同时,旋汇耦合技术、高效喷淋技术和管束式除尘除雾技术集合在单塔内,形成独有脱硫除尘一体化技术。该技术的旋汇耦合脱硫装置为高效喷淋层提供了均匀的烟气流场,提高喷淋层的脱硫效率;高效喷淋与旋汇耦合装置一起又给管束式除尘除雾装置提供了最优的进口条件,保证了管除的除尘除雾效率,三者协同作用,达到高效脱硫除尘,实现燃煤电厂超低排放。

科学发现及技术创新:

超低排放集成技术中的单塔一体化脱硫除尘改造技术具有以下的创新性:

将旋汇耦合技术、高效喷淋系统、管束式除尘除雾技术设计在单塔内,三者有机结合,实现高效一体化脱硫除尘。

(1)旋汇耦合脱硫除尘技术是项目申报单位独有专利技术,2010年第二代高效旋汇耦合专利技术研发成功。在不改变吸收塔外形条件下,采用变尺寸旋汇耦合装置,通过非稳态旋涡湍流扩散强化传质,快速均气和降温,实现一次脱硫和除尘。可大幅度提高气、液、固三相流的传质效果,快速均气降温,核心部件磨损小、无堵塞、保证吸收塔长期稳定高效运行。

(2)高效喷淋系统技术基于变流量和二次碰撞的高效喷淋系统配置大小循环泵,双母管交互式喷淋系统加上单向双头喷嘴和双向喷嘴的布置,实现更高更稳定的喷淋覆盖率,喷淋层之间布置的增效环保证脱硫的超低排放和二次除尘。双母管交互式喷淋系统提高喷淋浆液的均匀性,在有限的空间内提高浆液喷淋量,提高浆液吸收效率及均衡管道荷载分布,最终提高脱硫效率。小流量单向双头和双向离心式空心锥喷嘴的合理布置通过喷嘴雾滴的二次碰撞创造更细的雾滴和新的吸收区以提高喷淋层的覆盖率。塔内采用增效环装置,消除塔壁效应,实现烟气流场再造。变流量喷淋层设置保证了脱硫系统的低能耗运行。

(3)管束式除尘除雾技术离心管束式除尘装置由分离器、增速器、导流环、汇流环及管束等构成,通过加速、离心、再加速形成的液滴和液膜捕获细微颗粒物和小液滴,实现对粉尘和雾滴高效脱除。

项目意义:

积极开展燃煤电厂大气污染物排放控制关键技术研究和工程实践是国家政策需求,是解决日益严重的环境问题的重要途径。火电厂超低排放集成技术解决了燃煤电厂烟气脱硝、脱硫系统中的技术难题。该技术符合国家产业发展政策,可给市场提供更好的技术选择,推动能源环保领域技术革命,以实现环保产业升级,为中国特别是燃煤电厂密集区域大气污染问题提供了关键的解决方案。

应用推广及经济效益:

火电厂超低排放技术可推进现役和新建燃煤机组大气污染物达标排放环保标准,符合国家积极推进煤电减排先进技术的发展政策需求。该技术已在内蒙地区22家电厂44台机组成功实施,在全国范围内多家电厂应用,取得了良好的经济效益。

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