大唐火電院降低綠色煤電脫除成本

清潔能源應(yīng)用比例逐漸升高的能源變革中，清潔煤電仍然在其中承擔(dān)著不可或缺的角色，隨著國家政策的鼓勵，國內(nèi)煤電企業(yè)以綠色煤電為核心轉(zhuǎn)型升級，不斷推進(jìn)燃煤電廠超低排放改造工程。然而煤電機組實現(xiàn)超低排放后，汞和三氧化硫等非常規(guī)污染物將成為下一步減排治理的重點。

日前，2018年度中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎獲獎名單揭曉，中國大唐集團科學(xué)技術(shù)研究院有限公司火力發(fā)電技術(shù)研究院（簡稱“大唐火電院”）開發(fā)的汞和三氧化硫一體化協(xié)同脫除技術(shù)——— “煤電機組煙氣汞和三氧化硫協(xié)同脫除關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項目獲中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎。

一套設(shè)備實現(xiàn)協(xié)同脫除

煙氣中汞和三氧化硫?qū)Νh(huán)境危害大，且超低排放后因三氧化硫濃度升高導(dǎo)致的空預(yù)器堵塞、設(shè)備腐蝕、有色煙羽等問題，嚴(yán)重影響機組安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。現(xiàn)有環(huán)保設(shè)備對汞和三氧化硫的脫除能力有限，無法應(yīng)對更嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

目前汞和三氧化硫減排均采用單一污染物脫除技術(shù)：活性炭脫汞技術(shù)建設(shè)投資大、運行成本高，且煙氣中三氧化硫等多種污染物在活性炭表面的競爭吸附降低了脫汞效率；濕式電除塵脫除三氧化硫技術(shù)不能實現(xiàn)源頭治理，無法解決因三氧化硫濃度升高帶來的系列問題。

“采用一套設(shè)備實現(xiàn)兩者協(xié)同脫除可有效解決上述難題，但國內(nèi)外尚無成熟的工藝及工程應(yīng)用，主要有以下瓶頸亟待突破：一是汞和三氧化硫理化性質(zhì)差異大，協(xié)同脫除機理不清楚；二是復(fù)雜體系條件下煙氣流場不均勻，容易導(dǎo)致氣固相反應(yīng)效率低；三是汞和三氧化硫?qū)崟r濃度獲取難度高，協(xié)同脫除系統(tǒng)難以實現(xiàn)閉環(huán)控制。”項目負(fù)責(zé)人指出?！　?/p>

為了實現(xiàn)汞和三氧化硫的低成本源頭協(xié)同治理，大唐火電院牽頭的《煤電機組煙氣汞和三氧化硫協(xié)同脫除關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用》項目，研究了煤電機組煙氣汞和三氧化硫協(xié)同脫除機理，創(chuàng)新開發(fā)了汞和三氧化硫協(xié)同脫除技術(shù)，首次完成采用一套設(shè)備同時脫除汞和三氧化硫的工程示范，為煤電機組多污染物協(xié)同脫除提供了完整的理論依據(jù)、技術(shù)路線和工程實現(xiàn)方法，在實現(xiàn)了采用一套設(shè)備同時脫除汞和三氧化硫的同時，解決了空預(yù)器堵塞、設(shè)備腐蝕、有色煙羽等一系列問題，為煤電機組多污染物源頭、經(jīng)濟、高效協(xié)同脫除提供了完整的理論依據(jù)、技術(shù)路線和工程實現(xiàn)方法。

5月14日，中國電機工程學(xué)會在北京組織召開了項目技術(shù)鑒定會。鑒定委員會認(rèn)為：“研究成果實現(xiàn)了煤電機組汞排放及時準(zhǔn)確預(yù)測和汞和三氧化硫高效經(jīng)濟協(xié)同脫除，可大幅降低燃煤電廠環(huán)保投資與運行成本，為煤電機組的環(huán)保經(jīng)濟運行提供了一條科學(xué)的路線，具有良好的經(jīng)濟、社會效益和推廣應(yīng)用　　前景，居國際領(lǐng)先水平。”

“中國電力科學(xué)技術(shù)獎旨在獎勵對中國電力工業(yè)科技進(jìn)步具有重要作用的科技項目和在中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步活動中做出重要貢獻(xiàn)的單位和個人，是中國電力領(lǐng)域最具影響力和權(quán)威性的獎項。”該項目負(fù)責(zé)人說，本次獲獎是科學(xué)研究院近年來聚焦綠色發(fā)展、堅持創(chuàng)新驅(qū)動、強化技術(shù)引領(lǐng)的代表性成果。今后，大唐火電院將繼續(xù)堅持把創(chuàng)新作為引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，匯聚一流人才，打造一流產(chǎn)品，為新時代我國火電能源發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。

經(jīng)濟效益顯著值得推廣

目前，該項目成果已在內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司1號機組60萬千瓦成功應(yīng)用，通過實際運行，該項目運行結(jié)果表明：系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，凈煙氣汞排放濃度小于0.5微克/標(biāo)立方米，整體脫除效率90%以上，空預(yù)器入口煙氣三氧化硫濃度小于5ppm，有效緩解了空預(yù)器堵塞問題；與單一脫除技術(shù)相比，節(jié)約投資1500~2100萬元，降低運維費用500~1000萬元/年，取得了顯著的經(jīng)濟與社會效益。通過實踐表明，該成果為煤電機組煙氣汞和三氧化硫低成本源頭協(xié)同系統(tǒng)治理提供了一條科學(xué)路線，大幅降低了燃煤電廠環(huán)保投資與運行成本，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

在成果推廣應(yīng)用過程中，該技術(shù)一體化協(xié)同處理的幾大優(yōu)勢備受矚目，該技術(shù)提出了可實現(xiàn)協(xié)同脫除的堿性吸附劑設(shè)計選型方法，徹底解決了因汞和三氧化硫理化性質(zhì)差異大而一直難以協(xié)同脫除的難題，除此之外，該項目開發(fā)了適應(yīng)復(fù)雜流場條件的防磨防堵吸附劑噴射裝備與多場協(xié)同提效工藝，研發(fā)了汞和三氧化硫協(xié)同脫除設(shè)計系統(tǒng)，解決了吸附劑與煙氣混合不均勻、反應(yīng)效率低等難題，不僅填補了國內(nèi)空白，更是為超低排放工程提供強大的技術(shù)支撐，在此之上，大唐火電院針對汞和三氧化硫排放的精確監(jiān)測，分別開發(fā)了汞排放智能預(yù)測系統(tǒng)，和基于汞排放智能預(yù)測和二氧化硫/三氧化硫轉(zhuǎn)化率的堿性吸附劑噴射控制策略，在不采用汞和三氧化硫在線測試儀表的情況下，實現(xiàn)了堿性吸附劑噴射量的精確控制。

目前，大唐火電院為該項目申請了6項發(fā)明專利（授權(quán)2項），共獲得9項實用新型專利、2項軟件著作權(quán)，主編1項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。