현재 초저배출조합로는 습식 정전기 먼지 제거 기술, 일체화 탈황 먼지 제거 기술, 전기백 복합 먼지 제거 기술 등 세 가지가 있습니다. 또한, 분석을 통해 그을음 초저배출이 직면한 주요 문제는 최적화 운영과 정확한 측정이며, 단기간에는 결함을 최적화해야 하며, 장기적으로는 저전력, 고효율 먼지 제거 기술을 개발해야 합니다.
20 15 년 말 현재 전국 화력 설치 용량은 100554 만 킬로와트로 총 설치 용량의 65.9%, 총 발전량은 42307× 108 킬로와트로 집계됐다 앞으로 오랫동안 우리나라의 석탄 발전 위주의 전력 공급 구도는 근본적으로 변하지 않을 것이며, 석탄은 여전히 우리나라의 주요 에너지원이다.
석탄 발전은 대량의 오염물을 배출할 것이다. 그림 1 은 최근 3 년간 각 업종의 오염물 배출 비율 [2] 을 보여줍니다. 그림 1 에서 볼 수 있듯이 20 14 년 동안 화력 산업 SO2 배출량은 전체 연간 배출량의 34.6 1%, 질소산소 화합물 배출량은 전체 배출량의 37.69%, 그을음 배출량은 전체 배출량을 차지했다 비교를 통해 석탄 화력 발전소의 오염물 배출 비중은 다소 감소했지만 여전히 차지하고 있음을 알 수 있다.
따라서 높은 점유율에 따르면, 석탄 화력 발전소는 여전히 우리 나라 대기 중 각종 오염 물질의 중요한 원천이다.
한편 현재 국내 대기오염 상황은 심각하다. 20 15 년 전국 338 개 지급 이상 도시 중 73 개 도시가 대기질 기준을 충족해 21.6% 를 차지하는 것으로 집계됐다. 265 개 도시의 대기 질이 기준을 초과하여 78.4% 를 차지한다. 대기오염을 막기 위해 국가는 석탄발전소의 오염물 배출에 대한 통제력을 강화하고' 화력 발전소 대기오염물 배출 기준' (GB13223-2011)' 을 발표했다
에너지 절약 감축 업그레이드 조치 계획 (20 14-2020), 석탄 화력 발전소의 초저배출 및 에너지 절약 개조 작업 계획 등을 전면적으로 실시한다. , 최근 정책 요구 사항, 동부, 중, 서부 각 성은 각각 20 17, 20 18, 2020 년 전 모든 석탄기 초저배출 개조를 완료해야 합니다.
50 밀리그램/입방 미터.
초저배출 정책 발표 이후 석탄기의 초저배출 개조가 빠르게 진행되고 있다. 20 15 년 전국 초저배출 개조량은 약 1.4× 108 kW 로 20 16 년 초저배출 개조를 실시할 계획인 것으로 집계됐다. 많은 초저 개조 프로젝트 중에서 연기와 먼지의 배출 규정 준수가 가장 어렵다. 이와 함께 초저연진 개조를 마친 석탄 발전소도 운행 중에 많은 문제가 발생했다. 본 논문에서는 기존의 그을음 과부하 문제를 분석한다.
저배출 기술의 현황과 응용을 요약하고, 기술 적용 과정에서 발생하는 문제를 요약하여 석탄 발전소의 그을음 초저 배출 기술 최적화에 대한 참고 자료를 제공한다.
1 초저 배출 기술
외국에는 초저배출 개념이 없다. 표 1 에서 볼 수 있듯이 일부 국가 석탄 발전소의 연기 배출 농도를 비교했다. 중국은 석탄 화력 발전소의 그을음 배출 농도가 10mg/m3 미만이라고 요구하고 있으며, 발전소 그을음 배출 농도는 일반적으로 5mg/m3 이하로 미국 일본 등 관련 국가의 허용 그을음 배출 농도보다 훨씬 낮기 때문에 해외 관련 초저 배출 기술에 대한 응용 경험이 부족하다.
우리나라의 연진 초저배출 기술은 중대한 돌파구를 얻지 못했고, 기존 먼지 제거 기술의 개선과 조합이다. 그림 2 에서 볼 수 있듯이 기존의 그을음 초저배출 기술은 초급 먼지 제거 기술과 심도 먼지 제거 기술의 결합이다. 초급 먼지 제거 기술은 대부분의 먼지를 제거할 수 있지만, 정전기 먼지 제거 기술, 포대 먼지 제거 기술, 전기백 복합 먼지 제거 기술 등 배출량이나 비용이 많이 드는 것은 불가능합니다. 그 중 전통적인 정전기 먼지 제거 기술은 거친 입자를 포착합니다.
99.9% 이상의 효율을 낼 수 있지만 미크론급 미세입자의 수집 효율이 낮기 때문에 정전기 제거 기술 (저온 정전기 제거 기술, 고주파 전원 기술, 회전 전극 정전기 제거 기술 등) 의 시너지 기술이 개발되었습니다. 심도 먼지 제거 기술은 1 차 먼지 제거 기반 추가 먼지 제거로, 통합 탈황 먼지 제거 기술 (SPC-3D 포함) 및 습식 정전기 먼지 제거 기술을 포함한 연기 규정 준수를 가능하게 합니다.
1..11 차 먼지 제거 기술
1..1.1정전기 먼지 제거 기술
(1) 저온 전기 집진기 기술
저온 정전기 먼지 제거 기술은 전기 청소기 앞에 저온 이코노마이저를 배치하여 집진기 입구 연기 온도를 일반120 ~160 C 에서 산 이슬점 이하의 저온 상태 (100 C 이내) 로 낮추는 것을 말합니다. 문헌 보도 [10] 에 따르면 저온 정전기 먼지 제거 기술은
저온 정전기 먼지 제거 기술의 본질은 연기 조절입니다. 연기 조절은 주로 연기 온도를 낮추고, 분진비 저항을 낮추고, 연기 볼륨 흐름을 줄이고, 항복 전압을 높임으로써 먼지 제거에 시너지 효과를 냅니다. 연기 온도가 산이슬점 아래로 떨어지면 SO3 은 미세한 입자 표면에 응결되어 미세한 입자의 표면 전도성을 높이고 미세한 입자의 재결합과 성장을 촉진한다. 그러나 이 기술의 응용은 정전기 청소기, 저온 열 교환기, 정전기 먼지 제거의 2 차 분진을 증가시킬 수 있다
집진기산 부식, 회색 유동성 감소 [탈황 시스템 물 균형 변화] 등 불리한 영향.
(2) 회전 전극 정전기 먼지 제거 기술.
회전 전극 정전기 먼지 제거 기술은 청소기의 전기장을 1 차 고정 전극 필드와 2 차 회전 전극 필드의 두 부분으로 나누는 것입니다. 양극 부분에는 회전 양극판이 설치되어 있으며 회전 먼지 제거 브러시를 통해 청소됩니다. 먼지와 회전하는 양극판이 비집진 지역으로 이동할 때, 그들은 한 쌍의 회전하는 먼지 청소에 의해 솔질된다.
회전 전극 정전기 먼지 제거 기술의 본질은 극판의 개조로, 주로 2 차 먼지를 줄이고, 고비 저항과 점성 먼지를 제거하고, 역전광을 피하지만, 그 구조는 복잡하고, 쉽게 고장이 나고, 시스템 신뢰성과 안정성이 떨어지는 것이다.
(3) 고주파 전원 기술
고주파 전원 기술은 정류기 브리지를 이용하여 전력 주파수 전원 공급 장치를 530V 안팎의 DC 전원으로 정류한 다음 인버터 회로를 통해 20kHz 이상의 고주파 AC 전원으로 전환한 다음 고주파 변압기를 통해 승압하고 고주파 정류기 필터를 통해 40kHz 이상의 고주파 전류를 형성하는 것이다.
고주파 전력 기술의 본질은 정전기 청소기 전원 공급 장치의 개조이다. 고주파 전원 공급 장치는 전력 주파수 전원 공급 장치에 비해 전원 전압과 전류를 높이고, 전력 입력을 늘리고, 먼지 전하와 전계 강도를 높여 먼지 제거 효율을 높입니다. 모 발전소 정전기 청소기 고주파 전원 개조 후 그을음 배출 농도가 개조 전 42mg/m3 에서 17mg/m3 으로 낮아져 배출 감소 효과가 뚜렷하다.
현재 석탄 화력 발전소의 정전기 청소기 개조는 일반적으로 전기장 수를 늘리고 고주파 전원 공급 장치를 개조하는 것이다. 동시에 발전소의 실제 상황에 따라 연기 조절 (저온 정전기 청소기 기술) 또는 전극판 개조 (회전 전극 전기 청소기 기술) 를 수행하여 연기가 깊이 청소기에 들어가기 전에 먼지 농도를 일정 수준으로 낮춘다.
1. 1.2 백 분진 제거 기술
태즈메니아 먼지 제거 기술은 섬유 직물의 차단, 관성, 확산, 중력 및 정전기의 시너지 효과를 이용하여 먼지 가스를 필터링하는 기술이다. 태즈메니아 청소기는 여과와 청재가 번갈아 진행되는 불안정한 과정이다. 먼지 가스가 태즈메니아 청소기에 들어갈 때 입자가 크고 상대적으로 밀도가 높은 먼지가 중력 침하로 인해 회두에 떨어지고 미세먼지가 함유된 기체가 필터를 통과할 때 차단되어 가스가 정화된다. 따라
여과가 진행됨에 따라 저항이 계속 상승하기 때문에 회분을 세척하고 재생해야 한다.
현재 태즈메니아 먼지 제거 기술은 아직 돌파구를 마련하지 못했다. 분진의 초저배출 요구 사항을 충족하기 위해서는 봉지 수를 증가시켜 청소기의 압력 손실과 에너지 소비를 늘려야 한다. 폐포대 수가 늘어남에 따라 무해화 처리는 앞으로의 난제일 것이다.
1..1.3 전기 백 복합 먼지 제거 기술
전기 백 복합 먼지 제거 기술은 전기 먼지 제거의 전하 먼지 제거와 백 먼지 제거의 필터링 메커니즘을 유기적으로 결합한 먼지 제거 기술입니다. 전전장의 사전 먼지는 대부분의 먼지를 제거하며, 동시에 미세한 입자가 전기를 띠게 하고 응집하여 매우 미세한 입자가 응집되어 큰 알갱이를 형성한다.
전봉지 복합 먼지 제거 기술에는 일체화 전봉지 먼지 제거 기술과 분리식 전봉지 먼지 제거 기술이 포함됩니다. * * * 같은 장점은 석탄과 플라이 애쉬 성분의 영향을 받지 않고 수출 연기 농도가 낮고 안정적이며 파우치가 배출에 미치는 영향이 주머니 청소기보다 적다는 점이다.
* * * 같은 단점은 시스템 압력 손실이 크고, 연기 온도와 성분에 민감하며, 낡은 필터백의 활용도가 낮고, 설비 비용이 높으며, 연간 운영비가 높고, 경제성이 떨어진다는 점이다. 통합 전기 백 먼지 제거 기술은 분리형 전기 백 먼지 제거 기술에 비해 설치 면적이 작지만 100% 부하에서는 온라인 서비스가 불가능합니다.
1.2 깊이 먼지 제거 기술
1.2. 1 습식 전기 집진기 기술
건식 정전기 먼지 제거 기술에 비해 습식 정전기 먼지 제거 기술은 기본적으로 동일하게 작동하지만 습식 정전기 먼지 제거 기술은 기존의 진동 청재가 아닌 수막 청재를 이용하는 것입니다.
습식 정전기 먼지 제거 기술의 먼지 제거 효율은 먼지비 저항의 영향을 받지 않으므로 2 차 먼지와 전조를 효과적으로 방지할 수 있습니다. 한편 wesp 의 먼지는 정전력과 유체 저항력 외에도 열영력과 액교력의 영향을 받아 미세먼지 제거를 높인다. 또한 wesp 극판이 형성됩니다.
형성된 물막은 정전기 청소기의 방전 전류를 크게 높여 미세한 입자의 충전 능력을 높이고 제거 효율을 더욱 높일 것이다.
습식 정전기 먼지 제거 기술은 연기와 먼지의 저농도 배출을 실현할 수 있지만 탈황 시스템 세척수의 재사용은 탈황 시스템의 물 균형을 바꿀 수 있다. 동시에, 연기와 먼지가 함유된 세척수는 장액의 성능에 어느 정도 영향을 주어 탈황 폐수의 배출을 증가시킨다. 또한 습식 정전기 청소기 건설 및 운영 비용이 높고 극판과 극선이 부식되기 쉬우므로 습식 정전기 청소기의 보급이 크게 제한됩니다.
1.2.2 통합 탈황 및 분진 제거 기술
습법 탈황 시스템 출구의 먼지는 탈황제 탑 세척 흡수된 잔류 먼지, 연기로 제무기를 통해 운반되는 석고 석회석 등 고체 알갱이가 들어 있는 장액액 방울, 용해성 염류 등 세 부분으로 구성되어 있다. 왕휘의 연구에 따르면 습법 탈황 수출 연기에 새로 추가된 석회석과 석고 입자가 각각 총 입자 품질의 47.5% 와 7.9% 를 차지했다.
탈황 시스템의 먼지 제거 효율은 탈황제 탑의 운행, 먼지 농도 및 입자 지름과 관련이 있다. 일반적으로 탈황 시스템의 먼지 제거 효율은 50% 에 이를 것으로 예상되며 습법 탈황 시스템은 초미세먼지, SO3 에어러졸, 독성 중금속, 석고 방울의 제거 효과가 전반적으로 떨어진다. 문헌에 따르면 습식 탈황 시스템에 의한 연도 가스의 총 입자 제거 효율은 46%~6 1.7%, PM 1 제거 효율은-12.6/KLOC 라고 한다.
PM2.5 의 제거율은 -2.02%-8.50% 사이, PM 10 의 제거율은 42.63%-58.68% 사이였다.
탈황 시스템의 먼지 제거 효과를 높이기 위해 다음 두 가지 방면에서 개조할 수 있다.
(1) 안개 제거기의 안개 제거 성능을 높이고 연기 운반 장액을 줄입니다.
(2) 탈황 시스템을 설계할 때는 탈황 효율도 고려해야 하고, 연기와 먼지를 공동으로 제거하는 효과도 고려해야 한다. 일반적으로 취해진 조치는 흡수탑 스프레이와 노즐의 장액 커버율을 높이고 탑 내 연기 분포의 균일성을 높이며 효율적인 안개 노즐을 사용하여 흡수탑 연기 흐름을 줄이고 노즐 입구 압력이 균일하다는 것이다.
이상의 원칙에 근거하여 현재 우리나라는 주로 두 가지 전환 방식을 가지고 있다.
(1) 초순 탈황 제거 일체화 기술 (SPC-3D) 회오리 커플링 장치, 규제먼지 제거 장치, 고효율 에너지 효율적인 스프레이 장치의 효율적인 결합입니다. 테스트 결과에 따르면 정전기 청소기 출구 먼지 배출 농도가 30 mg/m3 미만이면 탈황 후 흡수탑 출구 먼지 배출 농도가 5mg/m3 이하로 떨어질 수 있다.
(2) 고효율 미스트 제거기
탑 내 흡수를 최적화할 때 평면 제거기 대신 레벨 2~3 지붕 제거기를 사용하거나 튜브 제거기와 지붕 제거기를 연결합니다. 관련 테스트 결과에 따르면 먼지 제거 효율을 30% 향상시킬 수 있습니다. 상술한 개조를 거쳐 저장의 한 발전소에서 석고 방울의 질량 농도가 32mg/m3 에서 13mg/m3 으로 낮아져 제거 효과가 현저하다.
일체화 탈황 분진 제거 장치 건설 및 운영 비용은 낮지만, 작업 조건의 변화는 수출 연기 농도에 큰 영향을 미치며, 그 안정성은 습식 정전기 청소기보다 낮다. 게다가, 안개기 세척량의 증가는 탈황 시스템의 물 균형에도 영향을 줄 수 있다.
1.3 초저 배출 기술 적용 현황
2065438 년 6 월 +065438 년 10 월+2065 년 438 년 2 월 +06 년, 환경부는 80 개 발전소와 287 대의 석탄 연소 장치를 조사했고, 먼지 제거 기술의 응용은 그림 3 에 나와 있다. 정전기 먼지 제거 기술은 각 조사 기관에서 사용하는 주요 먼지 제거 기술로 총 186 대로 조사 총수의 60% 를 차지한다.
그림 4 에서 볼 수 있듯이 20 15, 12 까지 부분 먼지 제거 기술이 가동되고 건설기 설치 용량이 제공됩니다. 그림 4 에서 볼 수 있듯이 1 급 먼지 제거 기술 중 저온 정전기 먼지 제거 기술이 가장 널리 사용되고 있으며, 총 설치 용량은 95000MW 로 고급 먼지 제거 기술 중 습식 정전기 먼지 제거 기술이 가장 널리 사용되고 있으며 총 설치 용량은 190000MW 입니다.
현재 전형적인 그을음 초저배출 노선은 주로 습식 정전기 청소기를 2 차 먼지 제거로 하는 초저배출 노선, 습식 탈황 시너지 먼지를 2 차 먼지 제거로 하는 초저배출 노선, 2 차 먼지 제거가 없는 초순전백 복합먼지 제거 기반 초저배출 노선이다. 실제 운행 상황에 따라 모두 연기와 먼지의 초저배출을 실현하였다.
화력 발전소 오염 방지를위한 최적의 타당성 지침에 따르면, 그을음 초저 배출 기술 경로 선택은 표 2 에 나와있다.
주의: 1 차 먼지 제거 방식의 선택은 우선 석탄질과 회분의 성질에 따라 전기 먼지 제거에 적합한지 판단해야 한다. 만약 적합하지 않다면, 전기백 복합 먼지 제거 또는 포대 먼지 제거를 우선적으로 선택해야 한다.
② 먼지 농도가 10mg/m3 이하이거나 1 회 먼지 5mg/m3 을 제거할 때는 전기 백 복합 청소기를 우선적으로 선택해야 합니다.
(3) 1 차 청소기 출구 연기 농도가 30~50mg/m3 인 경우 2 차 먼지 제거를 위해 WESP (WESP) 를 선택해야 합니다. 1 차 집진기 출구 연기 농도가 10~30mg/m3 일 때 습도 탈황 (WFGD) 을 사용하여 2 차 먼지 제거를 수행해야 합니다.
④ 표의 숫자는 기술적 적합성을 나타낸다. 0 은 적합하지 않다. 1 적합; ② 더 적절하다. 3 이 제일 잘 어울려요.
2 그을음 초저 배출 기술 현황 및 개발
현재, 우리나라에는 이미 대량의 석탄기가 초저배출 개조를 완성하였다. 초저 배출 그을음의 경우, 그 기술 현황과 발전은 그림 5 에 나와 있다. 연기 초저 배출이 직면한 주요 문제는 운영 최적화와 연기 측정이다.
(1) 운영 최적화 연기 제어는 다양한 기술의 조화에서 비롯되며, 먼지 제거 기술의 먼지 제거 효율과 에너지 소비량이 다르므로 다양한 기술의 먼지 제거 효율 분배를 최적화하고 초저연 먼지 배출을 실현하며 에너지 소비를 줄여야 합니다.
(2) 그을음 측정 현재 석탄기 배출의 그을음 측정은 HJ/T76-2007' 국가 오염원 배출 연속 모니터링 시스템 기술 요구 사항 및 테스트 방법' 에 따라 온라인 모니터링 (CEMS), 실험실 계량 점검을 통해 오염물 배출 데이터에 대한 감독 관리를 실현하고 있지만 다음과 같은 문제에 직면해 있다.
① 기존의 온라인 연속 모니터링 연도 가스 농도계는 일반적으로 보정되지 않으며 별도의 교정으로 결정된 관계를 사용할 수 없습니다.
HJ/T76-2007' 국가 오염원 연기 배출 연속 모니터링 시스템 기술 요구 사항 및 테스트 방법' 은 CEMS 비교법을 제정해 미세먼지 배출 농도 ≤50mg/m3 및 절대 오차가 15mg/m3 보다 작을 경우 연기계의 측정 정확도가 정격 범위 내에 있다고 규정하고 있다. 또한 CEMS 측량점의 고르지 않은 배치도 연기 측정을 생성합니다.
영향이 크다.
② 현장 실험은 일반적으로 계량법을 사용하여 그을음을 측정하는데, 샘플링은 GB/T 16 157' 고정 오염원 배기 중 미립자 측정 및 기체 오염 물질 샘플링 방법' 을 근거로 하지만 미세먼지 농도가 50mg/m3 미만인 경우에는 적용되지 않는다.
현재 외국의 저농도 샘플링 기준을 참고하여 우리나라는 저농도 샘플링 기준을 제정하기 시작했고,' 고정 오염원 배기 중 저농도 미립물 측정 중량법' (의견서) 을 발표했다. 이 방법은 막법으로 측정하는데, 검사 한도는 65438±0mg/m3 입니다.
이 방법 측정 결과는 실험자의 조작 수준에 크게 영향을 받아 일부 발전소 배출 농도가 1mg/m3 이하인 상황에서 연기를 정확하게 측정하기가 매우 어렵기 때문에 이 방법의 정확성을 더 검증해야 한다. 또한 허베이 () 성과 산둥 () 성도 저농도 미세먼지 측정을 위한 지방기준을 발표했다. 샘플링 방법은 문헌의 방법과 유사하며 실제로 검증 및 개선되어야 합니다. 미래의 석탄 화력 발전소의 그을음 초저배출은 다음과 같은 일을 완성해야 한다.
일하다.
(1) 운영상의 문제점을 요약하고, 다양한 초저 배출 기술의 다양한 애플리케이션 배경에서 최적의 운영 방안을 제시하여 운영 에너지 소비량과 운영 비용을 절감합니다.
(2) 저농도 그을음 온라인 감지 및 샘플링 테스트의 문제점을 요약하고 관련 기준을 수정하거나 개발하여 측정의 정확성을 적극적으로 추진합니다.
(3) 그을음 초저 배출 기술의 수명주기 평가를 실시한다. 수명 주기 평가 (LCA) 는 기술 에너지 소비와 환경에 미치는 영향을 평가하는 좋은 방법입니다. 현재 LCA 는 탈황, 먼지 제거, 탈질 등의 분야에 적용되었다. LCA 를 통해 에너지 소비 및 환경 영향 목록을 작성하고, 환경 영향을 명확히 하며, 에너지 소비를 줄이는 데 중요한 사항을 파악할 수 있습니다.
기존 조합 기술의 에너지 소비가 높은 문제는 단기간에 해결할 수 없기 때문에 장기적으로 기존 조합 기술 대신 저전력 고효율 신형 먼지 제거 기술을 개발할 필요가 있다.
3 결론
석탄 화력 발전소의 초저배출의 배경과 발전을 소개하고, 연기와 먼지 초저배출 기술을 종합하여 서술하였다.
(1) 먼지 초저배출 기술은 주로 초급 먼지 제거 기술과 심도 먼지 제거 기술을 포함한다. 초급 먼지 제거 기술에는 정전기 먼지 제거 기술, 포대 먼지 제거 기술, 전기 백 복합 먼지 제거 기술, 심층 먼지 제거 기술에는 탈황 제거 통합 기술 (SPC-3D 포함) 및 습식 정전기 먼지 제거 기술이 포함됩니다. 각 기술의 장단점을 총결하였다.
(2) 기존의 초저연 배출 기술은 초급 먼지 제거 기술과 심도 먼지 제거 기술의 효율적인 결합으로, 개조 방안은 발전소의 실제 상황에 따라 다양해야 한다.
(3) 그을음 초저 배출의 주요 문제는 운영 최적화 및 그을음 측정입니다. 단기적으로는 결함을 최적화해야 하고, 장기적으로는 저전력 고효율 먼지 제거 기술을 개발해야 한다.
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