近幾年,隨著我國電力、鋼鐵、水泥、垃圾焚燒等工業(yè)突飛猛進,我國袋式除塵技術(shù)、裝備水平和產(chǎn)業(yè)都得到跨越式發(fā)展,袋式除塵器設(shè)計水平顯著提升,性能已達到或接近國外同類產(chǎn)品。袋式除塵單機最大設(shè)計處理風量由原來的100萬m3/h提高到250萬m3/h,出口濃度由原來的50mg/m3嚴格到10mg/m3以下,運行阻力由原來的1200~1800Pa降低到800~1200Pa,漏風率都能控制在<2%,單位處理風量、鋼耗量下降15%左右,設(shè)計周期由原來的平均60天縮短到30天。目前,袋式除塵器已形成多個系列產(chǎn)品,其應用已覆蓋到各工業(yè)領(lǐng)域,成為我國大氣污染控制,特別是PM2.5排放控制的主流除塵設(shè)備。
創(chuàng)新發(fā)展的新思路是我國大氣污染治理模式從單項治理向協(xié)同控制轉(zhuǎn)變。我國在冶金燒結(jié)爐、垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐等多個領(lǐng)域開展協(xié)同控制已取得一定成就,形成了日益成熟的技術(shù)路線。
1、燒結(jié)機機頭煙氣協(xié)同治理島技術(shù)
為滿足新的排放標準,逐步推出電除塵器與濕法脫硫相結(jié)合,以及電除塵器、循環(huán)流化床脫硫與袋式除塵器相結(jié)合的協(xié)同控制工藝,尤以流化床脫硫與袋式除塵為核心的LJS干法多污染物協(xié)同治理島技術(shù)路線顯示其綜合技術(shù)優(yōu)勢,而獲得廣泛的推廣應用。
2、固體廢棄物焚燒煙氣協(xié)同治理技術(shù)
“焚燒發(fā)電”是實現(xiàn)垃圾減量化、無害化、資源化的最有效方法。經(jīng)受兩年前的“反燒”浪潮洗禮和近幾年的工程錘煉,證明這一處理方式符合我國國情,從而走上理性發(fā)展階段,逐漸形成并奠定以袋式除塵為核心,處理垃圾焚燒煙氣的干法、半干法和干法+半干法組合處理協(xié)同控制技術(shù)路線。
3、燃煤鍋爐煙氣協(xié)同治理技術(shù)
(1)以低低溫電除塵器為核心的超低排放協(xié)同治理技術(shù)
前脫硝(SCR)+降溫(FGC)+低低溫電除塵(LLT-ESP)+濕法脫硫(WFGD)+濕式電除塵器(WESP)+升溫(FGR),是燃煤鍋爐煙氣超低排放協(xié)同治理的豪華型配置。
該組合的優(yōu)點是對鍋爐型式、煤種及燃燒工況具有廣泛的適應性,借助濕電的末端收斂控制,可以穩(wěn)定達到多污染物超低排放的要求;缺點是一次投資高、能耗大、占地多、運行費用高、維護工作量大。應進行技術(shù)經(jīng)濟比較,慎重決策。
低低溫電除塵超低排放協(xié)同治理技術(shù)適用于燃煤電廠大型機組新建或超低排放改造工程,至今已設(shè)計使用20多臺套,其中1000MW級有6臺套,半數(shù)已投運,達到最嚴(≤50mg/m3、≤35mg/m3、≤5mg/m3)的超低排放要求。
(2)以單塔三區(qū)濕法超凈脫硫為核心的超低排放協(xié)同治理技術(shù)
協(xié)同治理工藝:前脫硝(SCR)+電除塵(ESP)+超凈濕法脫硫(SJ-WFGD),是燃煤鍋爐煙氣超低排放協(xié)同治理的實用型配置。
利用三區(qū)布置濕法超凈脫硫塔,在脫硫的同時,有效除去PM2.5、SO3及二次塵,防止形成“石膏雨”,具有協(xié)同控制功效。三區(qū)塔結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、投資省、運行費用低、不增加廢水處理設(shè)施。缺點是,當上游ESP除塵效率不穩(wěn)定、出口粉塵濃度較高時,會造成脫硫塔積灰堵塞,嚴重影響脫硫效果和正常運行,除霧器超負荷失效。
三區(qū)濕法脫硫塔超低排放協(xié)同治理技術(shù)可在脫硫系統(tǒng)滿足協(xié)同脫除SO2、PM2.5細微顆粒、石膏漿液、SO3氣溶膠、氨氣溶膠和重金屬等固體顆粒物,實現(xiàn)多種污染物超低排放。在上海某2×65t/h燃煤鍋爐小試的基礎(chǔ)上,已在多家電廠的中小型機組上推廣應用。
(3)以超凈電袋復合除塵為核心的超低排放協(xié)同治理技術(shù)
協(xié)同治理組合:前脫硝(SCR)+降溫(FGC)+超凈電袋復合除塵(ESP+BF)+超凈濕法脫硫(WFGD)+升溫(FGR),是燃煤鍋爐煙氣超低排放協(xié)同治理的創(chuàng)新型配置。
該組合的基本理念是強調(diào)脫硝、除塵、脫硫各盡其職,互不影響,不依賴于末端濕電除塵器。具有理念正確、技術(shù)先進、配置合理、運行穩(wěn)定的特點,投資省、占地少、能耗低、維護方便、不增加廢水處理設(shè)施,綜合技術(shù)經(jīng)濟性能優(yōu)良,適宜用于大中型燃煤鍋爐機組超低排放協(xié)同治理工程。
(4)以循環(huán)流化床脫硫與袋式除塵為核心的超低排放全干法協(xié)同治理技術(shù)
循環(huán)流化床(CFB)鍋爐燃料在爐內(nèi)多次循環(huán),同時采取二次配風、欠氧燃燒以及噴鈣脫硫等措施,可燃用無煙煤、貧煤、煤矸石,屬于節(jié)能環(huán)保型鍋爐,大都匹配300MW以下發(fā)電機組,在中小型電廠及供熱中心占相當大份額。我國現(xiàn)擁有CFB鍋爐3000余臺,總裝機6300MW。CFB鍋爐尾部煙氣具有顆粒物濃度較高、SO2和NOx含量較低的特點,適宜使用以循環(huán)流化床脫硫與袋式除塵為核心的全干法協(xié)同治理技術(shù)。
協(xié)同治理工藝:低氮燃燒(LNB)、爐內(nèi)脫硝(SNCR)+電除塵(ESP)+循環(huán)流化床脫硫(CFB)+袋式除塵(BF),是中小型燃煤鍋爐煙氣超低排放協(xié)同治理的全干型配置。
該組合為全干法工藝,節(jié)能節(jié)水,物料循環(huán)利用。可用CFB鍋爐高鈣灰渣(或烘干電石渣)作CFB脫硫劑,濾袋表面粉塵層參與協(xié)同控制,收下塵返回CFB脫硫塔多次循環(huán)利用。適用于中小型燃煤鍋爐,尤其是西部缺水地區(qū)。系統(tǒng)正常運用的關(guān)鍵是穩(wěn)定建床和物流循環(huán)控制,對運行維護管理有較高要求。
協(xié)同控制指標:NOx排放小于50mg/Nm3;脫硫效率大于95%,SO2排放小于35mg/Nm3;顆粒物排放小于20mg/Nm3,最低5mg/Nm3,PM2.5脫除率大于90%;脫汞效率60%~90%,汞排放小于1μg/Nm3。
4、水泥行業(yè)以窯尾袋式除塵技術(shù)為核心的協(xié)同治理技術(shù)
(1)核心技術(shù)是“低氮燃燒+煙氣脫硝+余熱鍋爐+袋式除塵器”的組合式協(xié)同處理工藝,利用高效袋式除塵器收集細顆粒物與吸附有毒有害物(如汞),最終回窯高溫處理,實現(xiàn)熱能的最大利用和多種污染物的協(xié)同治理。
(2)該組合為全干法工藝,節(jié)能節(jié)水,物料循環(huán)利用,用水泥窯的高鈣飛灰作為吸附劑,濾袋表面粉塵層參與協(xié)同吸附,收下顆粒物返工藝系統(tǒng)。
協(xié)同控制指標:NOx排放小于320mg/Nm3;顆粒物排放小于10mg/Nm3,最低5mg/Nm3;PM2.5脫除率大于90%;脫汞效率60%~90%,汞排放小于1μg/Nm3。
相對于污染物單項治理,多組份協(xié)同控制是一個全新的大課題。近年來,我國已在燒結(jié)爐、水泥窯、垃圾焚燒爐、燃煤鍋爐等多個領(lǐng)域開展多污染物協(xié)同控制的研究開發(fā),取得一定成績,并逐步形成多種流派的協(xié)同控制技術(shù)路線。尤其在燃煤鍋爐領(lǐng)域,以“超低排放”為熱點,推出多種協(xié)同控制技術(shù)路線,各有技術(shù)特色和示范工程。