燃煤机组脱硫双塔及相关系统颗粒物脱除特征

廖永进, 杨富鑫, 冯 鹏, 李正鸿, 刘鹤欣, 谭厚章 , 陈志伟, 顾红柏

(1. 广东电网有限责任公司电力科学研究院, 广东 广州 510080；2. 西安交通大学 热流科学与工程教育部重点实验室, 陕西 西安 710049)

1 前 言

燃煤电厂是我国大气颗粒物(particulate matter，PM)的主要来源之一。大气中的可吸入颗粒物、可入肺颗粒物会引起人体呼吸、神经、心血管等系统疾病[1-3]。为了改善我国大气环境现状，国家发改委、环境保护部、能源局联合印发节能减排改造方案[4-5]，促使燃煤电厂对原有选择性催化还原装置(selective catalytic reduction, SCR)、静电除尘器(electrostatic precipitator, ESP)、双级串联湿法脱硫塔工艺(two-stage wet flue gas desulfurization, WFGD)进行改造并在脱硫装置后增设湿式静电除尘器(wet electrostatic precipitator, WESP)或将单级脱硫塔升级为双级脱硫塔，改善燃煤电厂烟气颗粒物的排放情况。

众多学者对改造后污染物控制设备脱除颗粒物的效果展开了研究。Liu 等[6]研究发现，SCR 对超细颗粒物PM0.1-0.3脱除效果很差，甚至会导致其质量浓度增加；闫克平等[7]研究发现颗粒物比电阻、高压电源、ESP 本体选型等因素均会影响ESP 的脱除效果，需要多方面优化实现超低排放；Xu 等[8]对300 MW 机组WESP 进行了现场采样，发现不同粒径段颗粒物脱除效率均在70% 以上。WFGD 位于烟气处理流程尾部，对控制污染物的排放起到至关重要的作用。然而单级WFGD 装置对PM1的脱除效果一般，由于烟气夹带浆液甚至发生了PM1质量浓度逆增长现象[9-11]。Meij 等[12]测得WFGD 对颗粒物脱除效率约为90%，但脱硫出口处的颗粒物中包含10% 的石膏颗粒以及脱硫浆液蒸发析出的化合物。张周红等[13]对超低排放燃煤机组WFGD 进出口PM2.5样品进行水溶性离子分析，发现PM2.5中的SO42-、Cl-和Ca2+等含量明显增加。……