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实用技术|清新环境——工业烟气脱硫除尘深度净化+水资源回收技术

2023-01-23 09:30:46来源:中国环保产业协会 阅读量:15869

导读:清新环境工业烟气脱硫除尘深度净化回收水技术,在实现超低排放的同时对可凝结颗粒物进行治理,又在降温过程中使烟气冷凝回收水资源,使电厂不再成为耗水大户,实现电厂零补水运行。
  导 语
 
  生态环境保护实用技术和示范工程是我会面向所有环保企事业单位的免费年度技术推广服务,从1991年至今我们已累计推广先进技术和工程4100多项。为便于相关方使用《2021年重点生态环境保护实用技术和示范工程名录》(详见关于发布《2021年重点生态环境保护实用技术和示范工程名录》的公告),我会编制了入选技术和工程的简介,将陆续在我会官微和公布。简介内容均由入选项目的申报单位提供。
 
  2021-45
 
  技术名称
 
  清新环境——工业烟气脱硫除尘深度净化+水资源回收技术
 
  申报单位
 
  北京清新环境技术股份有限公司
 
  推荐单位
 
  北京市环境保护产业协会
 
  适用范围
 
  生态环境部环境工程评估中心测试评估认为:结合我国水资源及燃用褐煤电厂分布情况,该技术可在新疆、内蒙古、东北三省等环境温度低、水资源缺乏主要燃用褐煤电厂的区域应用;同时也可作为“有色烟羽”治理技术在其他地区选用。
 
  主要技术内容
 
  一、技术简介
 
  基本原理
 
  工业烟气脱硫除尘深度净化回收水技术实现超低排放的同时对可凝结颗粒物的治理,又在降温过程中使烟气冷凝回收水资源,使电厂不再成为耗水大户,实现电厂零补水运行,即在超低排放的基础上进一步提高污染物的排放水平,同时考虑未来环保政策的进一步提高,对目前未纳入污染物控制指标的污染物进行脱除——主要针对目标为SO3、NH3等可凝结性颗粒物CPM的脱除及缺水地区电厂取水难的问题。主要分为两部分:一部分是利用SPC-3D技术实现烟气超超低排放,从而实现烟气深度脱除;另一部分是利用冷却洗涤降温凝结技术实现烟气中水资源的回收及对未纳入管控的CPM等颗粒物的脱除。
 
  工艺路线
 
  原烟气经过低低温省煤器降温至90℃,进入脱硫吸收塔(SPC-3D 技术)进行脱硫除尘净化,达到超低排放的饱和净烟气进入冷却凝结塔,经过旋汇耦合装置层与喷淋下来的冷却循环水进行强烈的气液接触混合实现降温,降温后的净烟气与喷淋层的液滴继续接触,大部分细小的液滴被捕悉与喷淋液一起落下,其余的细小液滴在上部除雾器层被捕悉,极少部分随48.5℃冷凝洁净烟气排放。冷却循环水在冷却凝结塔内被加热,同时将吸收塔出口净烟气中残留的少量SO2、SO3、尘和石膏液滴等进一步脱除。回收的循环水和烟气冷凝液经加药调整pH 后,由水泵送至空气冷却器冷却至40℃左右,重新返回冷却凝结塔,而回收的凝结水溢流进入回收水罐内用于脱硫系统或其他用水点。
 
  技术应用数量
 
  技术应用数量为4项。
 
  应用效果
 
  京能(锡林郭勒)发电有限公司2×660MW燃煤汽轮发电机组是国内外首台套应用该技术的电厂。烟气提水后的大气污染物排放指标已经降低至近零排放的水平,创造了燃煤电厂洁净发电的新纪录。生态环境部测试评估表明(报告结论见附件),烟气混合冷凝提水后,净化后的烟气排放指标低于燃机超低排放标准,有效保护了大气环境。经冷却洗涤降温冷凝后污染物的排放指标比超低排放(SO2≤35 mg/Nm3、烟尘≤10 mg/Nm3)进一步降低:实现SO2≤10 mg/Nm3 ,烟尘≤5 mg/Nm3,SO3≤0.08 mg/Nm3。回收水量在103.41——121.24 t/h。
 
  技术特点
 
  烟气脱硫除尘深度净化回收水技术是全国首台烟气提水660MW机组。实现超低排放的同时对可凝结颗粒物的治理,又在降温过程中使烟气冷凝回收水资源,使电厂不在成为耗水大户,实现电厂零补水运行。即在超低排放的基础上更进一步提高污染物的排放水平,解决了SO3、NH3等可凝结性颗粒物CPM的脱除及缺水地区电厂取水难的问题。中国科学院上海科技查新咨询中心查新表明:
 
  1.一种湿法脱硫的热回收节水系统及其工艺可以高效脱硫提水协同烟气超净处理,优化设计塔内升气盘实现了气液分离和塔中收水,实现从脱硫后烟气中回收水用于生产运行;
 
  2.在实现超低排放的情况下进一步降低SO2、颗粒物(尘)等污染物浓度,显著提高了环保贡献值;
 
  3.协同处理SO3,消除了烟囱“蓝烟”效应。通过烟气冷凝塔,烟气温度降低至48℃,冷凝循环水进一步将水蒸汽、残余SO3冷凝提出,烟气得到进一步净化。排放指标比超低排放(SO2≤35 mg/Nm3、烟尘≤10 mg/Nm3)进一步降低,实现SO2≤10 mg/Nm3,烟尘≤5 mg/Nm3,SO3≤0.08 mg/Nm3,回收水量为103.41——121.24 t/h。总投资6056.31万元,每年回收烟气水110万吨,每年直接经济效益仍然达到1011.45万元,预计静态投资回收期6年。
 
  获得奖励荣誉情况
 
  (1)燃煤电站硫氮污染物超低排放全流程协同控制技术及工程应用,国家科学技术进步二等奖,国务院颁发,2019年;(2)大型燃煤火电机组烟气污染物超超低排放技术研究与工程应用,电力科技创新奖一等奖,中国电力企业联合会颁发,2020年;(3)大型燃煤电站大气污染物近零排放技术研究及工程应用,中国电力科学技术进步奖一等,中国电机工程学会、中国电力科学技术奖励工作办公室颁发,2016年;(4)火电厂超低排放集成技术研究与工程应用,内蒙古自治区科学技术奖,内蒙古自治区人名政府颁发,2017年;(5)首台火电机组烟气提水系统的研究与应用,电力建设科学技术奖一等奖,中国电力建设企业协会颁发,2019年;(6)SPC-3D烟气深度净化技术的研究与应用,2016年度中国电力创新奖二等奖,中国电力企业联合会颁发,2016年;(7)基于褐煤机组电水联产的草原生态煤电,中国能源研究会技术创新三等奖,中国能源研究会颁发,2020年。
 
  二、典型应用案例
 
  案例名称
 
  京能五间房电厂一期2×660MW机组工程烟气脱硫除尘冷凝提水工程。
 
  案例简介
 
  京能(锡林郭勒)发电有限公司2×660MW 燃煤汽轮发电机组是国内外首台套应用该技术的电厂。烟气提水后的大气污染物排放指标已经降低至近零排放的水平,创造了燃煤电厂洁净发电的新纪录。生态环境部测试评估表明,烟气混合冷凝提水后,净化后的烟气排放指标低于燃机超低排放标准,有效保护了大气环境。经冷却洗涤降温冷凝后污染物的排放指标比超低排放(SO2≤35 mg/Nm3、烟尘≤10 mg/Nm3)进一步降低:实现SO2≤10 mg/Nm3,烟尘≤5 mg/Nm3,SO3≤0.08 mg/Nm3,回收水量为103.41——121.24 t/h。
 
  达到的标准或性能要求
 
  二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放浓度需满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)中燃气轮机组排放限值要求,即二氧化硫35 mg/m3、氮氧化物50 mg/m3、烟尘5 mg/m3。
 
  业主单位
 
  京能(锡林郭勒)发电有限公司。
 
  投运时间
 
  2018年10月20日。
 
  工艺流程
 
  烟气通过旋汇耦合装置与浆液产生可控湍流空间,提高气液固三相传质速率,完成一级脱硫除尘,同时实现了快速降温及流场均布;烟气继续经过高效喷淋系统,实现SO2的深度脱除及粉尘的二次脱除;烟气进入管束式除尘除雾装置,在旋流分离器产生的高速离心力作用下,雾滴与尘向筒体壁面运动,在运动过程中相互碰撞、凝聚成较大的液滴,液滴被抛向筒体内壁表面,被壁面附着的液膜层捕获,实现粉尘和雾滴的深度脱除。在分离器之间设置导流环,提升气流的离心运动速度,并维持合适的气流分布状态,以控制液膜厚度,控制气流的出口状态,防止液滴的二次夹带。超低排放的饱和净烟气进入冷却凝阶段,经过旋汇耦合装置层与喷淋下来的冷却循环水进行强烈的气液接触混合实现降温,降温后的净烟气与喷淋层的液滴继续接触,大部分细小的液滴被捕悉并与喷淋液一起落下,其余的细小液滴被上部的除雾器层捕悉,极少部分随冷凝洁净烟气排放。冷却循环水在冷却凝结塔内被加热,同时将吸收塔出口净烟气中残留的少量SO2、SO3、尘和石膏液滴等进一步脱除。回收的循环水和烟气冷凝液经加药调整pH后,由水泵送至空气冷却器冷却至40℃后,重新返回冷却凝结塔,而回收的凝结水溢流进入回收水罐内用于脱硫系统或其他用水点。
 
  运行情况
 
  京能(锡林郭勒)发电有限公司2×660MW燃煤汽轮发电机组是国内外首台套应用该技术的电厂。烟气提水后的大气污染物排放指标已经降低至近零排放的水平,创造了燃煤电厂洁净发电的新纪录。生态环境部测试评估表明(报告结论见附件),烟气混合冷凝提水后,净化后的烟气排放指标低于燃机超低排放标准,有效保护了大气环境。经冷却洗涤降温冷凝后污染物的排放指标比超低排放(SO2≤35 mg/Nm3、烟尘≤10 mg/Nm3)进一步降低:实现SO2≤10 mg/Nm3 ,烟尘≤5 mg/Nm3,SO3≤0.08 mg/Nm3。回收水量为103.41——121.24 t/h。
 
  欢迎生态环保企事业单位积极参与生态环境保护实用技术和示范工程推广工作,相关要求详见我会“实用技术示范工程”栏目。如您对历年入选《重点生态环境保护实用技术和示范工程名录》《环境技术进步奖》、生态环境部《国家先进污染防治技术目录》等更多先进技术成果感兴趣,可在我会首页查询中心“先进技术案例”栏目查询。
 
  实用技术指在一定时期内,同国家生态环境保护需求和经济发展水平相适应的先进适用生态环境保护技术,包括污染防治、碳减排、生态环境修复、资源综合利用、环境监测及智慧化环境监控管理等领域的技术、装备和材料。
 
  示范工程指采用先进生态环境保护技术、装备、材料或创新服务模式,具有示范推广意义的工程,包括污染防治工程、生态修复工程、资源综合利用工程、碳减排及生态环境综合治理工程。
 
  来源|技术部
 
  原标题:实用技术 |? 清新环境——工业烟气脱硫除尘深度净化+水资源回收技术

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