近十年来我国在冶金烧结炉、垃圾焚烧炉、燃煤锅炉等多个领域开展协同控制。其技术经济分析表明:袋式除尘以其稳定高效的除尘功能和对多污染物的协控能力,是所有协同控制技术路线中应用广泛、有效的主流技术[5]。
1)非电领域烟气的协同治理
在非电的领域,如冶金行业,炼铁烧结机(包括球团)机头烟气含有氮氧化物、二氧化硫、氢氟酸(HF)、盐酸(HCl)等酸性气体,铅、汞、铬等重金属以及颗粒物、二英等多种污染物,全国现役烧结机有1 250余台,是钢铁工业的一大污染源。由于矿的品种多,料层燃烧工况复杂,烟气成分及温湿度波动大,原先采用的电除尘器难以满足多污染物治理要求。为实现达标排放,以流化床脱硫与袋式除尘为核心的LJS干法多污染物协同治理技术路线显示了其综合优势,而获得广泛的推广应用。
2)废弃物焚烧烟气的协同治理
在废弃物焚烧烟气协同治理中,全国生活垃圾的日产出量为80多万吨,成分复杂,有毒有害物多。在“焚烧发电”的烟气处理中形成了以袋式除尘为主流技术处理垃圾焚烧烟气的干法和半干法协同控制技术路线。
如上海老港固废综合利用基地按欧盟EU2000/76/EEC的排放标准设计,规划建设6 000 t/d垃圾焚烧发电厂,已建一期3 000 t/d,配置4台750 t/d焚烧炉,采用“布袋除尘器+末端湿法脱硫”装置,最终建成花园式的固废综合利用、循环经济示范基地。
美国戈尔公司的催化滤袋脱硝技术具有除尘脱硝的功能(见图2-1)。它将催化剂掺入滤袋薄膜内,起到协同脱污的处理效果,无须新建SCR反应塔。
图2-1 催化滤袋脱硝示意图(www.xing528.com)
3)燃煤锅炉烟气的协同处理
燃煤电厂为高架污染源,中小锅炉为低架污染源。长期以来,我国电站燃煤锅炉以电除尘器为主,中小型锅炉大都采用湿式除尘器。但由于湿法石灰石-石膏脱硫技术占了绝大部分的市场份额,投产后暴露了许多问题,包括二次污染。据西安热工研究院对55台燃煤锅炉的调研,脱硫塔出口处的粉尘排放浓度约为30~80 mg/Nm3,并在多数烟囱出口形成“石膏雨”。
于是,干法布袋除尘的处理技术引起电力行业的重视,并在21世纪初开启袋式除尘器的除尘、脱硫、脱硝协同治理。
2015年7月环保部下发《关于编制“十三五”燃煤电厂超低排放改造方案的通知》,要求五大发电公司对燃煤电厂“提速扩围”,即将东部11省超低排放的限期由2020年提到2017年底完成,将超低排放范围由东部11省扩大到全国。
期间,一些环保企业开展多组分污染物协同净化技术的研发。如龙净环保公司承担的国家“十一五”“863”中的“循环流化床干法脱硫及多组分污染物协同净化技术”(LJD)项目。为以循环流化床脱硫与袋式除尘为核心的超低排放全干法协同治理技术推广提供了应用基础。
我国现拥有循环流化床(CFB)锅炉3 000余台,总装机6 300 MW。CFB锅炉尾部烟气具有颗粒物浓度较高、二氧化硫和氮氧化物含量较低的特点,适宜使用以循环流化床脱硫与袋式除尘为核心的全干法协同治理技术。
2001年华能邯峰电厂2×660 MW机组脱硫采用一炉二塔配置方案,是LJD技术大型化的尝试。2013年12月该技术被科技部评为“国家级先进燃煤烟气净化技术”。
2013—2014年中石化广州分公司先后对1#和2#的465 t/h循环流化床锅炉进行升级改造,选用LJD-FGD循环流化床脱硫超低排放协同治理技术,并增设了催化氧化吸收(COA)装置,168 h运行检测结果显示,各项指标全面达到超低(二氧化硫、氮氧化物和烟尘分别为35 mg/Nm3、50 mg/Nm3和5 mg/Nm3)排放要求。至今,我国已有130余台COA投入正常运行。
在烟气超低排放的改造中,采用纯袋式除尘器或电-袋除尘器的方案。通过滤料的合理选择,可以不用湿式电除尘就能达到经济且同样高效的效果。如河南裕中能源公司机组(320 MW和1 000 MW)超低排放改造项目,采用低氮燃烧+袋/电袋除尘器+高效脱硫除尘一体化工艺,于2015年下旬进行机组全部超低排放改造,先后完成,成功并网,并由第三方环保检测验收。
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