基于介尺度构效关系的湿法 脱硫提效与协同节能关键技术研究与应用
二、项目简介 本项目属于大气污染治理技术领域,主要涉及燃煤电厂污染物高效脱除,及脱硫系统节能运行控制。 在超低排放改造的过程中,燃煤电厂通过增大设备规模,或增加耗材用量来提高污染物的脱除效率。这使燃煤电厂环保设施,特别是脱硫系统,存在运行费用高等问题。同时,超低改造后,容易发生污染物排放浓度超标影响机组升负荷。本课题建立吸收塔内部介观结构量化及脱硫效率预测模型,开发了浆液用量精细化调整技术。并结合石灰石改性提效技术,实现了污染物在吸收塔内高效脱除,浆液循环泵节能运行,降低了脱硫系统能耗物耗,拓宽了燃煤硫份适应范围。在上述技术的基础上,提出了湿法脱硫装置提效协同节能技术措施,对当今的火电厂环保综合治理具有重要意义。 创新点(1):建立了介观结构-传递反应关系模型,研发了托盘持液量监控系统,实现了湿法脱硫系统浆液循环量的宽幅连续调整。 在气液间污染物传递反应研究基础上,建立吸收塔内介观结构-传递反应的关系模型。在该模型中,量化了吸收塔内液滴直径大小、液滴分布等介观结构,同时根据建立的结构与传质-反应的关系,有效预测了吸收塔脱硫效率。此外,根据构效关系模型,配合托盘持液量监控等技术措施,开发了浆液循环量宽幅连续调整技术。 创新点(2):基于表面化学理论和石灰石脱除二氧化硫的化学反应机理研究,开发了大表面张力自氧化型高效脱硫添加剂,提供了脱硫系统长期稳定提效的技术手段。 基于表面化学理论和现有石灰石脱除二氧化硫的化学反应机理研究,利用最佳比例的混合有机酸增强二氧化硫在液膜中的扩散,及铁锰离子的催化,合成大表面张力自氧化型高效脱硫添加剂,提高了二氧化硫的脱除效率且抑制浆液起泡。 创新点(3):开发了运行成本与构效关系评价方法,量化了脱硫节能降耗潜力,提出了湿法脱硫装置协同节能技术措施,实现了脱硫系统精细化运行控制。 结合浆液优化调整技术及高效脱硫添加剂,提出了湿法脱硫装置协同节能理念。通过以烟气脱硫装置单位发电量运行成本为指标,对现有脱硫装置进行成本分析。 目前,该项目已发表论文 11 篇,专利 10 项,其中发明专利 4 项,实用新型 6 项,软著登记 1 篇,相关的成果已在林州热电厂,许昌龙岗电厂及三门峡电厂应用。经中国电机工程学会组织鉴定,认为项目研究成果创新性强,具有良好的经济、社会效益和推广应用前景,达到了国际先进水平。 直接经济效益:单台 60 万机组约降低 0.15%厂用电率,燃煤硫分可增加 0.15%,每年可产生直接效益约 960 万元。