1、目的:
1.了解火力发电厂大气污染控制的基本情况;
2.了解静电除尘器、脱硫设备的工作原理以及生产过程;
3.通过实习,更深入地接触专业知识,了解大气污染控制工程工艺在实际中的使用和运行情况。
4.理解在大型的大气处理工程中除尘脱硫工艺的应用。
5.深刻理解石灰石-石膏湿法脱硫工艺的特点,了解工艺流程及整个系统的实际运行操作。
6.能结合实际,运用掌握的知识,解决实际中存在的问题。
2、实习具体内容:
(一)实习时间及地点:
(1)实习时间:2010年12月28日
(2)实习地点:东莞市虎门沙角A电厂
(二)背景:
沙角A电厂地处珠江三角洲中心地带,广东省东莞市虎门镇。1978正是中国改革开放之初,沙角A电厂作为国家第七和第八个五年计划兴建的重点项目之一选址筹建。全厂共有五台发电机组,总装机容量1230MW,总投资为31.90亿元,分两期建成。自1987年首台机组投产发电以来,已累计发电超过1500亿千瓦时,为广东经济和社会发展做出积极贡献。其积极推进脱硫工程建设,五台燃煤机组脱硫装置全部投运后,每年可消减二氧化硫排放量约4.2万吨,减少烟尘排放量约3500吨,有效的改善珠江三角洲的大气环境。
(三)电厂整体工艺流程:
①沙角A电厂的工艺流程可以概括为三个系统:燃煤、发电、烟气排放。
水蒸气
低硫煤
烟气
以下我们重点研究沙A发电厂的烟气处理系统。
②电厂除尘脱硫系统:
沙角C电厂控制污染排放的措施主要分部分:
1.采用低硫煤。
2.采用了低氮燃烧技术减少氮氧化物的排放。
3.电除尘器去除粉尘。
4.石灰石/石膏湿法脱硫工艺。
5.烟囱排放。
以下分析整个控制污染排放中,各个环节(按照烟气发生、处理、排出的顺序)的具体工艺,措施和作用:
1.采用低硫煤:
与供煤商签订的购煤合同中,规定含硫量超过0.7%的来煤一律拒绝接收,严格控制来煤含硫量,保证发电燃用低硫煤。至于供应商采用何种技术脱硫就难以确定,一般的煤炭脱硫技术以重力分选法为主流。
2.采用了低氮燃烧技术减少氮氧化物的排放。
烟气中氮氧化物分为热力性、燃料型、瞬时型,而热力型氮氧化物占烟气中氮氧化物总量的绝大部分,故控制热力型氮氧化物的生成成为了控制烟气中氮氧化物排放的重点。而热力型氮氧化物的氮源是空气中的氮气。控制氮氧化物生成的最佳途径是在控制燃烧温度抑制氮氧化物的生成。A厂五台锅炉均采用低氮燃烧器和分级燃烧技术,NOX排放浓度约400mg/Nm3,远低于1100 mg/Nm3的排放标准。
所谓低氮燃烧技术,从原理上讲,是低空气过剩系数运行技术和燃烧器火焰区分段燃烧技术的结合。一般采用此燃烧技术便可以达到氮氧化物排放标准,无需烟气除氮氧化物流程。
3.电除尘器去除粉尘。
电除尘机理:含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中,使尘粒荷电并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上,将尘粒从含尘气体中分离出来。
而电除尘器是目前所有除尘器中除尘效率最高的,在国内电厂中应用最为广泛。A厂的除尘器是四室四电场静电除尘器,设计效率99.3%以上。烟气经高效的静电除尘器处理后,烟尘达标排放。电除尘收集的粉尘,大部分是煤的灰分。而电厂每天燃煤量达5万吨以上,每天的粉尘数量是相当庞大的。电除尘器虽然效率高,效果好,运行可靠,但设备价格、运行管理维护费用也是相当大的。
4.石灰石/石膏湿法脱硫工艺。
从静电除尘器出来的气体再通过吸收塔用石灰石-石膏湿法洗涤去除废气中的二氧化硫。
1)方法原理:烟气用含亚硫酸钙和硫酸钙的石灰石浆液洗涤,SO2与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐,新鲜石灰石浆液不断加入脱硫液的循环回路。浆液中的固体(包括燃煤飞灰)连续地从浆液中分离出来并排往沉淀池。
2)反应机理:
脱硫过程主反应:
SO2 + H2O → H2SO3 H2SO3→H++HSO3-
CaCO3 + H+ → Ca2+ + HCO3-Ca2++HSO3-+2H2O → CaSO3•2H2O+H+
H++HCO3- → H2CO3 H2CO3 → CO2 + H2O
最关键的反应是钙离子的形成,因为SO2正是通过这种钙离子与HSO3-化合而得以从溶液中除去。而Ca2+的产生与H+浓度和CaCO3 的存在有关。因此,石灰石系统的最佳操作pH为5.8-6.2.
3)工艺流程:
沙角A电厂采用的石灰石-石膏湿法脱硫工艺大致包括4大部分:石灰石浆液制备与运送、吸收塔、脱硫液循环系统、烟气排放。
石灰石浆液制备与运送:在化学车间内将石灰石研磨,得到粒径能通过325目筛子的石灰石粉末,按1:4的固液比通过搅拌混合制成石灰石浆液。
吸收塔:吸收塔是石灰石-石膏湿法脱硫工艺的核心装置,将石灰石浆液通过由上而下的喷淋,将由下而上的含硫气体中的二氧化硫吸收。吸收塔高27m左右,其中的浆液层高度约10m。循环泵把塔内浆液打到上层,通过3层喷凝层。此方法是目前世界上烟气脱硫的主流方法,成熟可靠,脱硫率达90%以上。但设备昂贵,运行维护费用高。
脱硫液循环系统:该系统是根据脱硫液循环槽中脱硫液的含固率进行自动化控制,当含固率达到一定值,脱硫液就会开始进入循环系统,同时循环系统和石灰石制浆会补充脱硫液。
初级系统利用水力旋流器进行浓缩,然后通过真空皮带进行二级脱水,最后得到含水率小于10%的石膏。因为从吸收塔沉降下来的固体其实是石灰石粉与石膏的混合物,在脱水过程其实也是二者分离的过程,脱水时系统把较轻的固体打回吸收塔继续利用,而重的石膏则沉降下来,该过程的分离率可达90%以上。而脱水后的石膏则作为副产品卖给水泥、建筑等行业,在一定程度上可以弥补石灰石原料的开支。
烟气排放: 从吸收塔中排出的经处理的气体经过再热器排向烟囱。
5.烟囱排放。
A厂采用240米高的三管集束烟囱排放烟气。高烟囱排放可以充分扩散污染物,减低污染物落地浓度。
3、运行中存在问题:
沙角A电厂采用目前世界上最广泛应用、技术成熟可靠的石灰石-石膏湿法脱硫工艺,且使用的是全套进口设备,虽然电除尘、石灰石-石膏湿法脱硫工艺等都是比较复杂的仪器,但厂区对此有很大的投入,基本很少出现问题。2008年非计划停运次数为0.但是粉尘处理仍然是一个比较严峻的问题。
4、实习总结:
通过这次实习,我对大气污染控制工艺中的电除尘和石灰石-石膏湿法脱硫工艺有了更加深刻的认识。
虽然这次实习,只是在展示厅内观看展示的图片和模型、在报告厅听叙述、在远处观看厂区的工艺实景,但却感到收获良多。感受最深的是展示厅中的模型,虽然不是在实际中观看,但感觉比在实际中观看更加能对厂区工艺有一个整体的认识。在模型中,我认识到了一个大型的电厂的各个工艺流程,综合考虑到各种因素,组合有需要的工艺。这是书本上所学不到的。这次实习基本达到了预期的目的。
非常感谢学校的精心安排,各位老师的尽心辅导和现场工作师傅的详细讲解,我不仅 从中学习到许多相关大气污染控制处理的知识,而且增强我对烟气处理设备设计,运行操作的兴趣。在踏入工作岗位之前,我们就应该尽自己所能来保护我们赖以生存的环境,从身边做 起,从小事做起;我们要有认真学习专业知识的决心,并掌握好所学的知识,并通过不断 的实践,使所学到的理论知识于实际情况融会贯通、学以致用,使自己成为一名真正合格 的环境工作者!下载本文