导　读

　　为促进“一带一路”共建国家的环保技术交流和产业合作，推动国内外环保先进实用技术推广应用，服务绿色“一带一路”建设和打好污染防治攻坚战，在生态环境部相关部门指导下，生态环境部对外合作与交流中心和中国环境保护产业协会联合开展了2020年绿色“一带一路”技术储备库技术征集活动并形成2020年绿色“一带一路”技术储备库入选技术清单，共计54项。现开通绿色“一带一路”技术储备库技术展示专栏，陆续展示纳入技术储备库的先进实用环保技术。

 

单塔一体化脱硫除尘深度净化（SPC-3D）技术

 

　　一、技术持有单位

　　北京清新环境技术股份有限公司

　　二、适用范围

　　电力、冶金、化工、制药等行业含SO₂、尘烟气的湿法脱硫除尘深度净化，尤其针对烟气的超低排放。

　　三、主要技术内容

　　（一）基本原理

　　SPC-3D烟气深度净化技术是通过烟气净化塔，利用旋汇耦合装置、高效喷淋技术和离心式管束式除尘除雾技术有机的结合，通过上下游装置合理配置使各自的性能达到优化，完成脱硫除尘过程，实现减排、节能的双重目标，污染物浓度能够实现以下指标：SO₂≤35mg/Nm³，粉尘≤5mg/Nm³。达到超低排放的要求。

　　烟气自下而上依次经过旋汇耦合装置、喷淋层和管束式除尘器。烟气通过旋汇耦合装置与浆液产生可控的湍流空间，提高了气液固三相传质速率，完成一级脱硫除尘，同时实现了快速降温及烟气均布；烟气继续经过高效喷淋系统，实现SO₂的深度脱除及粉尘的二次洗涤脱除；烟气再进入管束式除尘除雾装置，在离心力作用下，浆液滴和粉尘最终被壁面的液膜捕获，实现粉尘和浆液滴的深度脱除。

　　（二）技术优势

　　1、净化“高效率”

　　吸收塔入口SO₂浓度在1500—15000mg/Nm³时，脱硫效率最高可达99.8%；吸收塔入口烟尘浓度在50mg/Nm³以下时，出口SO₂浓度≤35mg/Nm³，出口烟尘浓度≤5mg/Nm³，净烟气浆液滴含量≤20mg/Nm³。

　　2、系统运行稳定，可靠性高

　　对烟气污染物含量和负荷波动适应性强，系统运行稳定，操作简单，可靠性高。已助力近千台机组实现超低排放，最早采用此技术的云冈电厂#3机组自2014年连续运行至今，无堵塞、腐蚀现象。

　　3、运行节能节耗

　　强大的湍流可控气液接触空间使得脱硫除尘更高效，且离心管束式除尘器不耗电，阻力与除雾器相当，整体运行成本是同类技术的15%-30%。

　　4、投资成本低

　　达到同样排放指标要求，SPC-3D技术比常规技术投资低约30%-50%，减少了企业的投资压力。

　　5、便捷“一体化”

　　脱硫除尘除雾在一个吸收塔内完成，烟气通过一个塔就可以实现超低排放。此外，设备运行简便，改造只需对原塔进行换芯即可，没有塔外附加装置，且不增加转动设备和用电设备，便于运行人员的实际操作。

　　6、改造工期短、工程量小、不额外占地

　　可利用原有吸收塔改造，不改变吸收塔外部结构。布置简洁，工程量小，改造工期为25-45天。

　　四、技术指标及使用条件

　　（一）技术指标

　　a.脱硫效率稳定在99%以上，出口SO₂浓度小于35mg/Nm³，出口粉尘浓度不大于5mg/Nm³；

　　b.运行电耗不超过装机容量（电厂项目）的1.2%。

　　（二）条件要求

　　SPC-3D技术对含硫量和粉尘浓度的适应范围宽，其中入口SO₂浓度500~15000mg/Nm³，入口粉尘浓度小于50mg/Nm³能保证超低排放。

　　（三）典型规模

　　SPC-3D技术以电力行业为例，典型单套规模适用于：600MW火电机组，300MW火电机组及更小规模发电机组。

　　五、关键设备及运行管理

　　（一）主要设备

　　单塔一体化湿法脱硫除尘深度净化（SPC-3D）技术属于烟气湿法脱硫除尘系统，由吸收系统、浆液循环系统、氧化系统、吸收剂制备系统、石膏脱水系统等众多子系统组成，其中技术核心设备为脱硫除尘一体化吸收塔。

　　脱硫除尘一体化吸收塔主要设备组成包括：烟气净化塔塔体，塔内的旋汇耦合装置，高效喷淋层装置和管束式除尘式除雾器，其均为该公司专利产品。

　　（二）运行管理

　　单塔一体化湿法脱硫除尘深度净化（SPC-3D）技术具有成熟的运行管理经验，全系统采用DCS系统控制，运行稳定，操作简便，自动化程度高。运行操作都采用自动控制+远程监护，已完成与主机同步运行检修周期需求。

　　六、投资效益分析

　　以山西大唐国际云冈热电有限责任公司3号机组（300MW亚临界燃煤发电机组）烟气污染物超低排放改造项目为例。

　　（一）投资情况

　　山西大唐国际云冈热电有限责任公司3号机组（300MW亚临界燃煤发电机组）烟气污染物超低排放改造项目，2014年9月施工，2014年11月完工。改造前后环保设施投资成本如下图所示：

　　山西大唐国际云冈热电有限责任公司3号机组（300MW亚临界燃煤发电机组）烟气污染物超低排放改造项目改造前即采用清新环境的老式旋汇耦合脱硫除尘装置，喷淋层已采用高效喷淋层结构。改造内容包括：

　　——更换新式旋汇耦合装置；

　　——采用管束式除尘除雾装置替换屋脊式除雾器；

　　——其他配套的改造内容。

　　（二）运行费用

　　山西大唐国际云冈热电有限责任公司3号机组（300MW亚临界燃煤发电机组）烟气污染物超低排放改造项目的运行成本及其改造前后对比如下表所示：

　　年发电小时数为5104.18h时，未考虑内部收益率时，改造前后脱硫系统运行成本分别为0.0092元/kWh和0.0112元/kWh；考虑内部收益率时，改造前后脱硫系统运行成本分别为0.0123元/kWh和0.0148元/kWh。在该情景下，各项成本比例及改造前后对比见图7-2。

▲改造前脱硫各项成本比例

▲改造后脱硫各项成本比例比较

　　（三）效益分析

　　1、经济效益分析

　　年发电利用小时数为5104.18h时，按照年发电量1531254000kwh计算，考虑内部收益率8%时，每kwh超低排放补贴0.015元，运行成本0.0148元，收益0.0002元/KWh，则年直接经济效益30.6万元。

　　未考虑内部收益率时，每kwh超低排放补贴收益0.0038元，年直接经济效益581万元。

　　2、环境效益分析

　　山西大唐国际云冈热电有限责任公司3号机组（300MW亚临界燃煤发电机组）烟气污染物超低排放改造项目运行后，其在100%、75%和50%负荷工况下，脱硫系统出口SO₂浓度均在14.0～17.1mg/m³，满足≤35mg/m³的设计值，脱硫效率分别为99.1～99.4%；烟尘排放浓度分别为2.5~3.98mg/m³，满足≤5mg/m³的设计值，烟尘去除效率分别为82.5~87.5%；液滴浓度分别为19.6~19.8mg/m³、17.9~19.0mg/m³、21.3mg/m³，满足≤30mg/m3的设计指标，亦满足《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》（DL/T 5196-2004）中“除雾器出口烟气中的雾滴浓度应不大于75mg/m³”的要求。

　　其中排放出口PM2.5浓度分别为1.45～2.51mg/m³，PM2.5去除效率分别为44.26～74.4%；SO₂浓度分别为13.5～14.6mg/m³，SO₂去除效率分别为86.5～87.6%；Hg浓度分别为0.49×10-3~1.55×10-3 mg/m³，Hg脱除效率为75.0～91.7%；

　　对山西大唐国际云冈热电有限责任公司3号机组（300MW亚临界燃煤发电机组）烟气污染物超低排放改造项目运行后，对对2014年12月～2015年2月SO₂和烟尘的实际排放量进行计算，并分别与相同工况下执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）表1限值和超低排放要求对应的污染物排放量进行对比，分析污染物的减排效益。

　　七、技术成果鉴定与鉴定意见

　　（一）组织鉴定单位

　　中国电力企业联合会

　　（二）鉴定时间

　　2014年12月20日

　　（三）鉴定意见

　　专业评审委员会认为该技术整体水平具有新颖性和先进性，为燃煤电厂实现二氧化硫和烟尘的深度净化提供了创新性的一体化解决方案，对现役机组提效改造及新建机组实现特别排放限值级深度净化具有良好的推广价值。

　　八、推广与应用示范情况

　　（一）推广情况

　　清新环境SPC-3D技术是基于该公司自主知识产权的高效旋汇耦合脱硫技术、高效喷淋技术、管束式除尘除雾技术为一体的燃煤烟气深度净化技术，该技术已经在上至1000MW燃煤发电机组，下至75t/h燃煤锅炉等，从燃煤发电行业，到钢铁冶炼烧结，到石化FCC炉等，在各个行业中各种大小规模的烟气脱硫除尘项目上得到运用，已投运项目台套数近千台，投运项目均满足“超低排放”限值，得到了业主的高度认可和好评。

　　（二）应用情况

　　1、主要用户名录

　　项目与用户过多，按时间仅罗列少部分行业具有代表性的烟气治理项目。

表1 部分SPC-3D技术用户名录

　　2、用户意见

　　2016年4月，环境保护部环境工程评估中心通过3个月的连续运行监测对云冈300MW机组SPC-D技术评估意见：

　　大唐云冈热电公司3号机组采取“低氮燃烧+SCR脱硝+低低温静电除尘+SPC-3D高效湿法脱硫除尘”的污染物超低排放技术路线，可实现烟气污染物长期稳定达到燃气轮机组排放限值（即在含氧量6%的基准条件下，烟尘≤5mg/m³，SO₂≤35mg/m³，NOx≤50mg/m³）的要求，技术路线及装置可靠性好，减排效果显著。

　　其中，单塔一体化脱硫除尘技术（SPC-3D）在脱硫系统入口烟尘浓度≤30mg/m³的设计条件下，能长期稳定实现烟尘5mg/m³的排放，相比“常规FGD+WESP”的超低排放除尘技术，在投资成本、运行成本等方面具有较大优势。

　　九、专利及获奖情况

　　（一）专利情况

表2 本项技术获取的专利信息一览表

　　（二）获奖情况

　　十、技术服务方式

　　该公司在SPC-3D烟气净化技术推广工程中，普遍采用EPC方式，设计，采购，施工，后续服务，工程总承包，做优质交钥匙工程，或采用BOT方式，设计，采购，施工，运行，全程管理。能够为客户提供最佳的服务。

 

　　对接洽谈

　　生态环境部对外合作与交流中心

　　技术交流部

　　联系人：孔德、费伟良

　　联系电话：010-82268942/8791

　　邮箱：kong.de@fecomee.org.cn