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          使用湿式电除尘器收集湿法烟气脱硫后的酸雾应用背景

          [2014-11-22] 点击:

          使用湿式电除尘器(WESP)收集湿法烟气脱硫后的酸雾和细小颗粒应用背景

          湿式电除尘器(WESPs)使用在工业领域将近100年了,但是在电厂中使用并不普遍,将来这种情况可能会有改变。目前在北美仅有4家美国电厂使用WESP来控制烟气混浊度和收集酸雾和干燥的颗粒。本文要讨论的一个新的主要装置将于2004年底启动,该电厂的容 量为1100MW,这是一个改烧奥利油的电厂并有WFGD的改造项目。WESP直接安装在FGD脱硫塔的顶部。美国有很多新建的电厂可能需要WESP来达到低的排放规定,国际市场的需要也在上升。本文回顾了过去和现在工业使用WESP实际情况,同时讨论了由于SCR系统的使用,和比如法规的健全原因。由于 对控制微粒和酸雾的要求不断提高,将来WESP在新建或改造的化石类燃料电厂的应用也会越来越多。

          湿式电除尘器应用背景

          自电除尘器在1907年投入商业运行以来,WESP已经在制酸和冶金等工业过程中取得广泛和成功的应用。然而,在电厂应用还是近期的事,其标志 是Joy公司于1975年在宾西法尼亚电力照明公司的燃烧无烟煤的Sudbury电站安装的一套中试装置。这套早期试验装置的成功和Joy公司丰富的工业 酸雾经验帮助Joy 公司将其WESP系统成功地于1979年在Getty石油Delaware市精炼厂投入商业运行。每一个WESP系统设计处理来自石油焦燃烧产生的 220,000 ACFM的烟气,该WESP系统一直良好运行了20多年,直到其服役期满。这些烟气中的硫酸最终成为亚微米级的酸的烟雾,但它们可以被WESP可靠地捕捉下来。 

          同期还有更多的WESP系统应用在电厂中(日前这一情况仍在继续)。1986年,美国巴布科克&威尔科克斯公司(以下称B& W)为AES Deepwater 电厂提供了一套FLS Airtech (FLS-AT)WESP系统,该系统是对石油焦燃烧产生烟气进行综合处理的一个重要部分。AES Deepwater电厂的设计烟气流量是634,000 ACFM,进入WESP系统的硫酸浓度为35到100ppm。1999年,FLS对AES 一套WESP模件进行了一次成功的改造使其内件升级为更现代的、全合金结构。 

          2000年,对NB电力公司旗下的315MW容量的Dalhousie电厂中原B&W供货的WFGD系统进行了WESP改造。该 WESP系统被设计安装在WFGD的吸收塔的上部的有限的空间里,用来收集垂直上升气流中的硫酸雾。此后我们称这种布置方式为整体式WESP。尽管有限的 空间极大地限制了WESP的尺寸(因此也限制了其性能),但是这个单电场的WESP系统自投运以来一直很可靠。  FLS-AT WESP的主要改造项目于2001年在Xcel 能源公司的Sherburne 县电厂完成。这是两台750MW的机组, 该WESP系统改装项目解决了过去该电厂由于燃烧Powder River Basin煤的粉尘所造成的烟气混浊度问题。 

          下面的例子虽不是严格意义的WESP在电厂应用,但这也是一个大型120万ACFM改 - 2 -  造项目,完成于2001年。它位于北达科它州Buelah 的Dakota 煤气厂,WESP系统设在氨氢吸收塔下游以控制氨和硫的混合物排放。这个改造项目有效地将烟气混浊度降低到10%以下 。  在2002年,NB电力与B&W 公司签定了关于为Coleson Cove电厂的3×350MW机组提供两套配有整体式WESP的WFGD系统的合同。该系统计划于2004年秋季投运。

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          附图1表示Coleson Cove电厂的整体式WFGD/WESP的简图。 

          图1 垂直上升烟气流整体式WESP/WFGD系统 

          上述所讨论的WESP系统都是应用在特定情况下的,近来对新建燃煤电厂的新排放要求已要求电厂考虑采用WESP技术以达到必要的性能指标。

          未来湿式电除尘器WESP发展需求

          预计未来对电厂的汞和其他金属物的排放会有规定,这会导致对湿式电除尘器WESP及其他功能类同的污染物控制设备进行综合评价和刻画。WESP在这种污染物脱除上的能力已经在工业应用中展现过了。 

          随着商业运行电厂中WESP产品走向成熟的, 对WESP后湿烟囱中质量流速与烟气混浊度相互关系进行准确的预测尤其重要。在有WFGD和湿烟囱的电厂中,为了检测干颗粒排放和上游的除尘器(干式 ESP或布袋除尘器)的性能,在WFGD前测量烟气混浊度是非常平常的做法。这是因为在湿烟囱的饱和烟气中,光学仪器(混浊度仪)受自身的限制很难精确地 实现它们的功能。随着由于酸雾的构成而产生的可见排放物问题,及基于EPA方法9可视方法(人眼在一定距离观测)对烟气混浊度保证的要求,依赖先前使用的 烟气混浊度对(干态)质量荷载的关系已不再可靠了。

          鉴于预计到WESP后总粒子(干态可滤过的加上可凝结的)排放水平极低, 我们发现决定烟囱排放物传统的试验方法的精确度和正确性是不够的,不能满足实际工程的要求。 新的改进型的测定烟囱排放物方法正在开发之中,该方法能直接用来解决上述问题。 在WESP技术继续完善的过程中,为了定量的观察这些改进的方法对出口排放物的影响,也需要有一种新的测量方法和方式。 

          通常,由来自市场方面的压力,我们必须不断地降低WESP的设备成本,同时还要不断的提高设备的性能。对于内件、操作方法、材料和其他设计方面的改进和创新,需要供货商们和有关部门投入更多的研发资金,以不断优化WESP系统使其适应电厂应用要求。

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