摘要：文章介紹了一種300MW機組超低排放改造的方法，著重對新型的脫硫除塵一體化技術工藝原理進行講解，采用的技術投資少運行費用低，值得借鑒。

關鍵詞：高效脫硫除塵 雙相整流 除霧器

一、概況

某電廠#6機組為300MW亞臨界燃煤發電機組，2006年2月投運。機組采用低氮燃燒技術降低氮氧化物生成量，配套建設高效SCR脫硝工藝、袋式除塵、石灰石-石膏濕法脫硫工藝處理鍋爐廢氣。為進一步改善大氣環境質量，保護生態環境，按照國家《2014-2020年煤電節能減排升級與改造行動計劃》要求，電廠積極進行超低排放技術改造工作。#6機組超低排放改造項目于2016年4月正式開工建設，6月份完成。本項目設計指標為煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不大于5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。

二、改造內容

#6機組進行超低排放改造的主要內容為脫硝設施原SCR兩層基礎上加裝一層催化劑及配套吹灰器，加裝稀釋風機及加熱器。除塵器濾袋由原來的濾布(PPS纖維+PTFE基布)更換為超細、抗氧化、抗腐蝕、抗磨損材質(基布：PTFE;纖維：30%PPS超細+30%PPS+40%PTFE混紡)，更換配套袋籠。脫硫設施拆除原GGH，原兩層屋脊式除霧器更換為三層高效屋脊式除霧器，吸收塔及煙道重新防腐，DCS升級改造，加裝托盤(沸騰式泡沫脫硫除塵一體化裝置)。同時對#6機組總排口進行技術改造和CEMS設備更換，滿足低濃度污染物排放監測的要求。

三、先進工藝探討

此次改造的先進工藝為除塵脫硫一體化的脫硫設備。本工程原有脫硫吸收塔為液柱塔+噴淋層，吸收塔漿池與塔體為一體結構。吸收塔漿池部分尺寸16.9m×9.9m，配五臺側入式攪拌器。吸收塔上部尺寸為10.9×9.9m，設3層噴射層、一層噴淋層，分別配置四臺漿液循環泵。噴淋層上部布置有兩級除霧器。在一級除霧器的上、下部，二級除霧器下部各布置一層清洗噴嘴，吸收塔的氧化空氣系統有三臺氧化風機。

目前隨著國家超低排放標準的提高,對國內脫硫除塵技術提出了新的要求,脫硫效率及除塵效率需要大幅提高。國內各個脫硫廠家都對各自技術進行了升級開發,在煙氣進行一級袋式除塵基礎上(除塵器出口煙塵濃度不大于10mg/Nm3)，在后續的脫硫階段分別提出了新型的脫硫除塵一體化技術,即在吸收塔內通過特殊的裝置及噴淋系統的組合,既可以高效脫除煙氣中SO2也可以高效脫除煙塵。其中有代表性的技術有國家電投集團遠達環保的雙相整流+高效除霧器、國電清新的旋匯耦合脫硫+管束式除塵器、凱迪環保II代高效沸騰托盤塔+高效除霧器技術、上海龍凈單塔雙區+高效除霧器技術等。

此次改造采用的是雙相整流+高效除霧器技術，煙氣通過雙相整流裝置與漿液產生均勻混合，提高了氣液固三相傳質速率，完成一級脫硫除塵，同時實現了快速降溫及煙氣均布，加之高效除霧器，提高了除塵和脫硫效率。

1、主要改造內容

(1))吸收塔入口煙道上方和第一次噴射層之間的塔體加高2.5m，安裝雙相整流裝置1套，包含其支撐系統及防腐等。使進入吸收塔的煙氣經過該設備后流場分布更均勻，同時煙氣與在該設備上形成的漿液液膜撞擊，促進氣、液兩相介質發生反應，提升吸收塔整體脫硫效率，而且還能避免煙氣偏流短路現象，為了達到較高的脫硫效率，改造三層噴射層的漿液循環泵，加大了噴淋量，原一層噴淋層保留。

(2)將原吸收塔采用的兩級屋脊式除霧器更換為三級高效屋脊式除霧器，更換后可滿足吸收塔出口液滴含量出口霧滴小于≤15mg/Nm3。由于除霧器高度增加，除霧器區域高度由原有2.5m增加到4.5m，結合除霧器空間距離要求，#6吸收塔上部總增高3.2m。

(3)沸騰式傳質構件支撐利舊原有12.279m層預留支撐梁進行安裝。沸騰式傳質構件采用模塊化進行安裝布置，模塊與梁采用螺栓連接，模塊與吸收塔壁預焊角鋼亦采用螺栓連接，模塊與模塊之間用2205鋼板制作的加固肋進行加固。沸騰式傳質構件按照脫硫效率不低于10%設計，同時兼備除塵功能，開孔孔徑35mm。沸騰式傳質構件上下段設置4處壓力測點

2、沸騰式泡沫脫硫除塵一體化裝置原理

沸騰式泡沫脫硫除塵一體化技術核心在于雙相整流+三級高效除霧器。其主要原理在于氣液兩相充分結合，有利于更小煙塵的去除。雙相整流裝置讓吸收塔內煙氣分布更均勻，通過CFD模擬，可以使吸收塔入口截面的不均勻度由36.4%降低到6.2%，因此除霧器不會產生局部超流現象。三級高效除霧器出口液滴含量不大于20mg/Nm3。

技術主要構成和原理圖示：

雙相整流脫硫技術是利用一種在脫硫吸收塔內安裝的多孔薄片狀設備，使進入吸收塔的煙氣經過該設備后流場分布更均勻，同時煙氣與在該設備上形成的漿液液膜撞擊，促進氣、液兩相介質發生反應，達到脫除一部分二氧化硫的目的。該技術具備了噴淋塔和鼓泡塔的特點，對提高脫硫效率、減少漿液循環量有顯著的效果，能降低投資并節約運行成本。

四、監測情況

設備改造后，發電公司委托資質單位對煙氣排放情況分機組不同工況進行了監測。在90%、75%、50%三種負荷，燃燒近兩年最差煤質、設計煤質、近期常用煤質三種煤質的條件下，#6機組總排口煙塵排放濃度最大值為3.71mg/m3，二氧化硫排放濃度最大值為29mg/m3，氮氧化物排放濃度最大值為38mg/m3，均滿足《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)中規定的天然氣鍋爐及燃氣輪機組“在基準氧含量為6%的條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度不高于5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3”的標準限值要求。2016年7月17日，資質單位對#6機組總排口CEMS進行了比對檢測，并通過當地環境監控中心現場審核驗收。

五、結語

本文介紹的超低排放改造工藝，工期短投資少并能節約運行成本，目前超低排放改造后，設備運行正常可靠，值得同類型機組借鑒。