——3.15来临之际,谈一些CFB炉干法脱硫超低排放的低劣与造假
2021年3月5日,李克强总理在政府工作 告中指出:“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”,碳减排被列为“十四五”高质量发展时期的重点任务之一。我国富煤的能源禀赋,决定了短期内燃煤发电仍是我国能源主力。因此,“加强存量治理”仍然是“十四五”时期我国加速碳减排的重要措施之一。
我国现有一些燃煤电厂CFB炉配套采用的干法脱硫存在明显的低劣问题。在投运后很短时间内就出现无法稳定建床、虚假床层、结块堵塞、效率低等问题,最终沦为摆设。业主被迫只能不计代价依靠炉内脱硫,不仅无法做到超低排放,而且极大增加电厂的碳排放,碳减排变碳增排;更有甚者弄虚造假,拖累我国碳中和大局。
一、适得其反——低劣干法脱硫不但无法稳定实现超低排放,还致使碳减排变碳增排
某电厂干法脱硫装置吸收塔压降设计值为1400Pa,扣除400Pa左右的空塔压降,床层压降设计值为1000Pa,但实际却只能运行在300~600Pa,只有设计值的一半左右(见下图2),过高即出现“塌床”。
不仅如此,由于炉后干法脱硫无法稳定运行,脱硫效率很低,该电厂走投无路,为避免排放超标,只能不计代价往炉膛里投加大量石灰石,石灰石在炉内受热分解后直接产生大量CO2,致使碳减排变碳增排;此外还辅助投加电石渣用于脱硫,尽可能将锅炉出口(脱硫入口)SO2浓度控制在超低限值以下,如下图3所示。
二、弄虚造假——企图用氨逃逸干扰CEMS蒙混过关
一些电厂采用低劣的干法脱硫,拼命往炉内添加脱硫剂,从CEMS仪表上看出口SO2达到“超低排放”。但这背后是通过放任大量氨逃逸,CEMS不按规范设置除氨预处理装置,导致SO2测量值严重偏低的假象。
炉内脱硫的投运会导致原始NOx浓度快速升高,大量运行数据表明,当炉内脱硫效率达到80%以上时,NOx将会上升大约100mg/Nm3。特别是在高炉内脱硫效率时,NOx原始浓度将会大幅上升。在这种情况下,SNCR脱硝效率将很难满足超低排放要求,只能大量增加喷氨量,这就是常说的“脱硝效率不够,氨来凑”,由此造成严重的氨逃逸。
过量的逃逸氨在低温状态下,极易与SO2发生反应,生成亚硫酸氢铵(NH4HSO3)或亚硫酸铵((NH4)2SO3),这两种物质在低温环境下不易分解。如果CEMS没有设置避免氨干扰测量的除氨装置,则SO2在取样过程中将被氨部分吸收,致使实际测量值偏低。氨逃逸量越大,实际值偏低幅度越大。
某电厂CEMS没有设除氨装置,氨逃逸量大对SO2监测数据的影响,通过历史曲线可以证实,见下图4。在石灰石投入量基本不变的条件下,尿素投入量大时,SO2浓度监测值低;相反,当尿素投入量减少时,SO2浓度就出现明显的反弹峰。
此外,低质的干法脱硫装置,还普遍存在CEMS紊乱、前后矛盾、不合逻辑、失真等弄虚造假等问题,下图列举其中的一些典型情况。
三、结束语
“十四五”时期,我国将突出以“减污降碳协同增效”为总抓手,把降碳作为源头治理的“牛鼻子”,指导各地统筹大气污染防治与温室气体减排。在能源结构短期难以迅速发生改变的大背景下,做好现有燃煤电厂的碳减排工作对我国实现碳达峰和碳中和计划至关重要。
我国一些CFB燃煤电厂,配套的干法脱硫质量低劣,普遍存在无法稳定建床,结块、掉灰、效率低等问题,最终只能不惜一切代价往炉内投加吸收剂,不仅导致脱硫成本大幅升高、磨损和结焦风险加大、排放超标,而且还造成锅炉效率下降、产生大量CO2排放,导致电厂碳排放增加。
3.15来临,应迅速对这些低劣、高能耗、高碳排放的干法脱硫装置进行排查、整顿。
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