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烟气脱硫脱硝除尘超低排放技术路线选择注意事

 烧结过程是以高温燃烧作为化学条件的一种复杂的物理化学过程。在该过程中,首先是通过空气和混合料产生的燃烧反应,将燃烧释放的热量用于烧结过程所需要的能量,而燃烧过程产生的烟气作为废气排放出去。烧结的原理是通过固体颗粒之间的化学键的连接,促使晶体逐渐长大,从而有效减少了晶体之间的间隙,增加颗粒之间的密度,最后形成致密的多晶烧结体。该反应中产生的气体就是烧结烟气,该气体对空气会造成严重的污染。
 
   烧结烟气主要有以下特点:1)温度高。由于整个烧结过程是在高温的条件下进行的,因此排放的烧结烟气温度会很高。一般来说,经过烧结反应后的烟气温度在120℃~180℃之间;2)排放量大。由于矿物中含有大量的硫元素和氮元素,大多以化合物的形式存在,因此在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫等气体。虽然随着工艺的逐渐完成,烟气中的二氧化硫会逐渐减少,但总体排放量还是很大的;3)含湿量大。在进行烧结之前,一般需要对燃烧材料进行加水处理,以提高材料的透气性能。因此在烧结过程中,产生的烟气会带有大量的水分,含湿量较大。一般烧结烟气中的含湿量在15%左右;4)粉尘浓度高。由于参加反应的主体材料是矿物质,其主要成分是铁和铁的化合物,也有一部分的其他重金属元素。因此在燃烧过程中,产生的烧结烟气中会含有大量的金属元素,也就是烟气中会带有大量的粉尘;5)状态不稳定。由于烧结烟气在排放过程中往往具有温度高和排放量大等特点,因此容易引起排放过程中的二次反应,从而进一步增加了二氧化硫等有害气体的排放,也造成了烟气排放过程中的不稳定。
 
考虑到我国的环境状况,国家对煤电企业的环境监管日益严格,燃煤电厂在选择超低排放技术路线时,应选择技术上成熟可靠、经济上合理可行、运行上长期稳定、易于维护管理、具有一定节能效果的技术。烟气污染物超低排放技术路线选择时应遵循“因煤制宜,因炉制宜,因地制宜,统筹协同,兼顾发展”的基本原则。
 
因煤制宜,不仅要考虑设计煤种、校核煤种,更要考虑随着市场变化,电厂可能燃烧的煤种与煤质波动,要确保在燃用不利煤质条件下,污染物能够实现超低排放。例如,对于煤质较为稳定、灰份较低、易于荷电、灰硫比较大的烟气条件,选择低低温电除尘器+复合塔脱硫系统协同除尘作为颗粒物超低排放的技术路线,不失为是一种经济合理的选择。
 
对于煤质波动大、灰份较高、荷电性能差、灰硫比较小的烟气条件,则应优先选择电袋复合除尘器或袋式除尘器进行除尘,后面是否加装湿式电除尘器,则取决于除尘器的出口浓度以及后面采用的脱硫工艺的协同除尘效果,湿式电除尘器是应对不利因素的最佳选择。
 
因炉制宜,主要是考虑不同炉型对飞灰成份与性质的影响。如循环流化床锅炉,适用于劣质燃料的燃烧,通常灰份含量高,颗粒粒径较煤粉炉大,排烟温度也普遍较高,可根据实际燃烧煤质情况选择除尘方式。
 
对于燃烧热值较高煤炭的循环流化床,可选用余热利用的低低温电除尘器,对于燃烧煤矸石等劣质燃料的循环流化床锅炉宜采用电袋复合除尘器或袋式除尘器。燃用无烟煤或低挥发份煤的W型火焰锅炉或者煤粉炉,则要关注飞灰中的含炭量,炭的存在影响电除尘器的除尘效率。
 
因地制宜,既要考虑改造机组的场地条件,也要考虑机组所处的海拔高程。如采用双塔双pH值脱硫工艺、加装湿式电除尘器、增加电除尘器的电场数等一般都需要场地或空间条件。对于高海拔的燃煤电厂,还应考虑相应高程的空气影响烟气条件,从而影响电除尘器的性能。
 
统筹协同,烟气超低排放是一项系统工程,各设施之间相互影响,在设计、施工、运行过程中,要统筹考虑各设施之间的协同作用,全流程优化,实现控制效果好、运行能耗低、成本最经济的最佳状态。
 
兼顾发展,就是不仅要满足现在的排放要求,还应考虑排放要求的发展以及技术、市场的发展变化。如目前我国燃煤电厂排放要求中,对烟气中的三氧化硫排放没有要求,对汞及其化合物的排放要求还比较宽松,技术路线选择时就应考虑下一步排放限值的发展。此外,污染防治技术也在不断发展,需要考虑技术进步及其改造的可能性。煤炭市场、电力市场等均处于不断变化之中,煤质稳定性有无保障,电力负荷的变化与煤电深度调峰对烟气成份的影响等等,在选择技术路线时可能都需要考虑。
 
总之,燃煤电厂烟气污染物超低排放技术路线的选择既要考虑一次性投资,也要考虑长期的运行费用;既要考虑投入,也要考虑节能减排的产出效益;既要考虑技术的先进性,也要考虑其运行可靠性;既要考虑超低排放的长期稳定性,也要考虑故障时运行维护的方便性;既要立足现在,也要兼顾长远。
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