烟气调质系统在火电厂电除尘器方面.docVIP

烟气调质系统 在火电厂电除尘器方面的应用 摘要：介绍了SO3烟气调质系统的必要性、原理、工艺流程及主要设备，并就用户对该调质系统的顾虑加以解释。内蒙大唐托电1、2号炉的成功应用表明，在锅炉燃用低硫煤时，该系统可以解决电除尘器效率下降问题，可显著提高电除尘器的集尘效率，并且无不良副作用。 关键词：烟气调质　火电厂　应用 1　概述 环保问题是全球越来越关注的问题，世界各国都在加大对环境问题的整治力度，对工业污染的各项法规越来越严格。能否适应环保要求将是一个企业能否立足的必要条件。在大气治理方面，电除尘器是工业生产中广泛使用的除尘设备，近年来，火力发电厂的锅炉普遍采用电除尘器。 电除尘器的设计效率一般都很高，几乎都在99%以上，但在实际投入运行后，由于各种因素的影响，电除尘器的实际除尘效率都很难达到设计值，实际效率一般在93—98 %之间，老电厂的电除尘器效率还要更低一些。 影响电除尘器效率的因素很多，除电除尘器设备自身因素之外，粉尘特性和烟气性质对电除尘器性能有显著影响。其中粉尘特性中的粉尘比电阻是一个主要因素。对电除尘器来说，比电阻在一定温度下最佳范围是109～1011Ω·cm之间，高于或低于这个范围都会使电除尘器的效率下降。图1表明飞灰的比电阻对除尘效率的影响，当比电阻由1010Ω·cm增加到5×1011Ω·cm时，总除尘效率由98.1%下降到81%。电除尘器的最初设计是以高硫煤为设计对象，目前世界各国普遍燃用低硫煤以限制硫氧化物的排放。而对于低硫煤而言，由于低硫煤燃烧产生的粉尘中Al2O3和SiO2的含量高，有的甚至超过80%，这导致比电阻过高，这使得现有电除尘器难以捕集，粉尘排放严重超标。 提高电除尘器效率的方法主要有： 1）增大电除尘器本体尺寸，以增大集尘面积。这种方法投资高，施工难度大，且效果不十分明显。 2）安装布袋除尘。以布袋除尘器代替电除尘器或在原有的电除尘器下游加装布袋除尘器。这种方法效果虽然明显，但投资高，施工难度大，运行维护费用高。 3）烟气调质。特点是投资小，效果好，运行维护费用相对较低（特别是在已投运电除尘的机组）。该方法可以克服和解决高比电阻粉尘对电除尘器功效的影响，以降低粉尘排放，一直是国际上发展电除尘技术的主要课题。 2　烟气调质的工艺原理 烟气调质就是在烟气进入电除尘器之前对烟气进行调质处理以降低粉尘比电阻，提高粉尘颗粒的荷电性能，使之易于被电除尘器捕集，以提高电除尘器效率，降低粉尘排放。常用的调质剂如：SO3或NH3等化学调质剂，也有特殊配方的其他调质剂。各种烟气调质系统在长期使用中积累了丰富的经验。 SO3调质系统在国外已有多年的应用经验，这一技术已比较成熟。目前，国外已有400多台锅炉，总容量超过10万兆瓦的发电能力已采用了这种烟气调质方法。该调质方法使各个电厂的电除尘器效率均达到了该国国家环保标准。目前，国内第一套SO3调质系统，在内蒙大唐托克托电厂1#炉和2#炉已正式投运，效果良好。 该调质系统的工作机理：就是以一定的工艺流程产生SO3，将SO3与空气的高温混和气体喷射到电除尘器的入口，SO3与烟气中的水汽迅速结合，在粉尘表面形成一层硫酸薄膜，致使粉尘颗粒的比电阻下降，荷电性能提高，易于被电除尘器收集。调整SO3的喷射量，可以将粉尘比电阻调节到适合该电除尘器的理想范围，使用本系统可使电除尘器效率达到设计效率。该工艺所用的原料可以有两种：一种是硫磺，另一种是SO2。应用最广的是以硫磺为原料。 工艺构成：在内蒙大唐托电的调质系统从工艺构成上可分为三大部分——硫磺储罐、集成箱和喷枪系统。硫磺储罐用于将固体硫磺熔化并储存。集成箱是用于生成SO3的设备。硫磺到SO3需要两步转化：第一步硫磺燃烧生成SO2；第二步是SO2催化氧化生成SO3。这两个反应都是放热反应。这两步反应的关键是转化率，即硫磺必须完全燃烧全部转化为SO2，必须采用合适而优质的催化剂，且必须严格控制反应温度，使SO2几乎全部转化为SO3，该系统的正常转化率为97%以上。喷枪系统用于将集成箱转化生成的SO3气体与热空气混合气体喷射到烟气中，位置位于电除尘器入口前。喷枪有多支，且每支喷枪上有多个喷嘴，这种设计的目的是将SO3气体与烟气中的粉尘实现最均匀最充分的混合，使调质效果更有效。 系统根据给煤量信号自动或手动调节硫磺的流量，SO3的喷射浓度由运行人员提前输入设定。为严格控制SO3的转化率、同时考虑到硫磺的易燃特点和SO3的腐蚀性以及硫氧化物对人体和设备的危害，系统用温度及其他多个信号实现连锁保护。系统由PLC控制，在就地由触摸屏式人机界面对系统进行监控，并由位于控制室的上位机实现远程监控。 调质效果：大唐托电1#炉与2#炉共用一个烟囱，在调质系统投运前烟囱粉尘含量较高，平均粉尘排放浓度为552 mg/m3，远远高于国家环保规定1