復(fù)合式煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)在300MW 機(jī)組上的應(yīng)用

侯敏堯，王 京，李 偉

（山西大唐國際云岡熱電有限責(zé)任公司，山西 大同 037000）

近幾年我國的空氣污染越發(fā)嚴(yán)重，霧霾天氣嚴(yán)重危害著人們的健康，國家于2011 年重新制定了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 13223-2011），其中燃煤產(chǎn)生的粉塵的控制排放濃度最高限也從之前的100 mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)提升到30 mg/m3，這對電除塵器的除塵效果提出了更高的要求。提升電除塵的除塵效率有兩方面可以改變：①對電除塵進(jìn)行改造（電除塵擴(kuò)容加寬加高和增加布袋除塵器）；②用煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)降低粉塵濃度。對電除塵改造成本高，占地面積大，煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)更靈活而有效。

1 SO3 煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)原理

飛灰比電阻對電除塵除塵效率的影響最為明顯，比電阻在104～1010Ω·cm 之間的飛灰是最容易被電除塵收集的，比電阻過高或者過低均難以收集。若粉塵層的比電阻超過臨界值1010Ω·cm，則電暈電流通過極板上的粉塵時就會受到限制，影響粉塵粒子的荷電量、荷電率和電場強(qiáng)度等，使電除塵效率大幅下降，電極上電荷不易釋放，壓降較大。當(dāng)粉塵比電阻達(dá)到1012Ω·cm 時，會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的反電暈，電流增大，電壓降低，收塵效率大幅下降。

2 NH3 煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)原理

加入NH3可以提高粉塵的粘附性，可以增加粉塵顆粒之間的粘附力，使粉塵被粘連在一起，起到架橋作用，增大粉塵粒徑，有利于振打；還可以減少二次揚(yáng)塵。NH3可與煙氣中的酸性物質(zhì)（如SO3）反應(yīng)生成NH4HSO4，過量的SO3則可以生成（NH4）2SO4。生成的NH4HSO4或（NH4）2SO4可增大兩極間的細(xì)顆粒濃度，增大了電場中的電荷量，提高了擊穿電壓和火花電壓，有利于電除塵提高運(yùn)行電壓，提高除塵效率。另外，加入NH3可降低煙氣酸度，減少對設(shè)備的腐蝕。

3 復(fù)合式煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)的研究

由于SO3煙氣調(diào)質(zhì)和NH3煙氣調(diào)質(zhì)單獨使用都有其局限性，故提出了復(fù)合式煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)，將兩者結(jié)合起來。

復(fù)合式煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)原理如下：在煙氣中噴入適量的SO3調(diào)質(zhì)劑，SO3與煙氣中的水分生成H2SO4和硫酸鹽電解質(zhì)，吸附在粉塵顆粒上形成導(dǎo)電薄膜，增加粉塵的荷電性，降低粉塵的比電阻，調(diào)節(jié)在易被電除塵收集的范圍內(nèi)，荷電后的粉塵被吸附在電除塵極板上，便于收集。

之后，再向煙氣中噴射入適量NH3，與部分H2SO4分子化合生成NH4HSO4和（NH4）2SO4，NH4HSO4和（NH4）2SO4可明顯增大粉塵的粘附力，使細(xì)微粉塵碰撞粘附到大顆粒粉塵上，增加電除塵器對細(xì)顆粒的捕集效率，使煙氣中細(xì)微粉塵的含量大幅降低。同時，粉塵的平均粒徑也相應(yīng)增大，收塵效率提高到99.8%以上，排放達(dá)到30 mg/m3以下。沒有附著在粉塵顆粒表面上的NH4HSO4和（NH4）2SO4，會很均勻的分布在煙氣中形成空間電荷，改善電場工作環(huán)境，提高電場擊穿電壓，也會提高電除塵的除塵效率。

4 復(fù)合式煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)的應(yīng)用

某電廠每臺鍋爐配置雙室五級電場靜電除塵器。鍋爐煙氣流經(jīng)靜電除塵器的五個串聯(lián)電場進(jìn)行除塵后，由煙囪排出。該靜電除塵器的本體由山西電力環(huán)保設(shè)備廠制造，電控部分由中荷環(huán)保三相電源。參數(shù)如表。靜電除塵器于2009 年開始運(yùn)行，是按照100mg/Nm3排放標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，煙塵的排放必須滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)≤30mg/Nm3，因現(xiàn)有電除塵器運(yùn)行時遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國家新的排放標(biāo)準(zhǔn)，必須對除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造。

表1

SO3調(diào)質(zhì)是將純度99.99%的固態(tài)硫磺在硫磺罐中被蒸氣溶化，由硫磺泵經(jīng)計量裝置輸送到燃燒室中，與熱空氣混合燃燒生成SO2，SO2經(jīng)過V2O5催化室生成SO3，由布置在煙道上的SO3噴槍噴入煙道與煙氣中的水分子結(jié)合生成H2SO4分子。NH3調(diào)質(zhì)是從現(xiàn)有脫硝系統(tǒng)還原劑（NH3）制備區(qū)接入氨氣，現(xiàn)有脫硝系統(tǒng)還原劑制備區(qū)產(chǎn)生的氨氣體積濃度為5%，可以滿足本項目氨氣體積濃度需求，氨氣管道和系統(tǒng)集裝箱連接，經(jīng)過系統(tǒng)集裝箱內(nèi)的氨氣計量調(diào)整裝置計量后由噴槍噴入電除塵器入口煙道，與煙道中的H2SO4化合生成NH4HSO4。硫磺的燃燒量隨鍋爐負(fù)荷變化，整個系統(tǒng)采用PLC 程序控制，系統(tǒng)全自動運(yùn)行，人機(jī)界面實時監(jiān)控。

煙氣調(diào)質(zhì)未投運(yùn)（負(fù)荷260MW）：

濾筒編號01 07 08#1 脫硫入口折算煙塵濃度(α=1.4)43.4mg/m3 49.3mg/m3 43.5mg/m3#1 脫硫入口折算前煙塵濃度46.0mg/m3 52.3mg/m3 46.1mg/m3

只投入SO3調(diào)質(zhì)（負(fù)荷280MW）：

濾筒編號24 25 26#1 脫硫入口折算前煙塵濃度25.3mg/m3 29.5mg/m3 27.4mg/m3#1 脫硫入口折算煙塵濃度（α=1.4）23.9mg/m3 27.8mg/m3 25.8mg/m3

SO3及氨氣調(diào)質(zhì)全部投入（負(fù)荷270MW）：

#1 脫硫入口折算煙塵濃度（α=1.4）13.4mg/m3 11.8mg/m3 16.1mg/m3濾筒編號34 35 36#1 脫硫入口折算前煙塵濃度14.5mg/m3 12.7mg/m3 17.4mg/m3

本項目的改造滿足環(huán)保的要求，為電廠取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，也為燃煤電廠除塵器提效改造提供了有效手段，具有很高的推廣價值。