燃煤電廠超低排放技術(shù)綜述

趙金龍，胡達清，單新宇，劉海蛟

（浙江天地環(huán)保工程有限公司，杭州310003）

我國能源供給以煤炭為主，能源清潔化和環(huán)境保護壓力巨大，“清潔高效發(fā)展煤電”成為國家能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃的主要任務(wù)之一［1］。2013年9月，國務(wù)院印發(fā)《大氣污染防治行動計劃》，明確提出大氣可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）治理目標，相關(guān)部委和地方政府大氣環(huán)境質(zhì)量提升的壓力日益增大，紛紛發(fā)布相關(guān)政策文件［2-7］，鼓勵燃煤電廠實現(xiàn)煙氣清潔排放，推進實施新一輪脫硫脫硝及除塵改造。在現(xiàn)行《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223—2011）特別排放限值的基礎(chǔ)上，提出燃煤機組達到天然氣燃氣輪機組排放限值標準，即在基準氧含量6%條件下，煙塵排放濃度不大于5mg／m3（或10mg／m3）、二氧化硫排放濃度不大于35mg／m3、氮氧化物排放濃度不大于50mg／m3，稱之為“超低排放”、“清潔排放”、“超潔凈排放”或“近零排放”等。國家和部分地方燃煤電廠大氣污染物排放限值如表1所示。

要達到超低排放要求，需要集成各種先進高效的除塵、脫硫、脫硝技術(shù)，優(yōu)化工藝流程，充分發(fā)揮其協(xié)同脫除功效，我們將煙塵、二氧化硫和氮氧化物等多種污染物高效協(xié)同脫除集成技術(shù)稱為超低排放技術(shù)。

1 高效除塵技術(shù)

我國燃煤電廠除塵器以電除塵器為主，隨著環(huán)保要求的不斷趨嚴，除塵效率要求越來越高，除了增加電場數(shù)量，各種高效電除塵技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用，同時，采用布袋除塵器和電袋復(fù)合除塵器的比例也逐步提高，電除塵器機組容量占比已從2009年的95%以上降至2013年的79.9%［8，9］。

表1 國家和部分地方燃煤電廠大氣污染物排放限值

面對超低排放要求，要達到煙塵排放小于10 mg／m3或5mg／m3，對于現(xiàn)役電除塵器機組，需要對原電除塵器進行提效改造，同時提高濕法脫硫裝置的協(xié)同除塵效率，必要時，在濕法脫硫裝置后增設(shè)濕式電除塵器。

1.1 干式電除塵器提效技術(shù)

干式電除塵器具有處理煙氣量大、除塵效率高、適應(yīng)范圍廣、設(shè)備阻力低、使用簡單可靠、運行維護費用低且無二次污染等優(yōu)點，存在的問題主要有：高比電阻粉塵易產(chǎn)生反電暈、振打清灰會引起二次揚塵、對粒徑小于2.5μm甚至亞微米級的超細顆粒捕獲率低等。目前，比較成熟的電除塵器提效技術(shù)主要有：

（1）煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)

煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)是通過添加調(diào)質(zhì)劑調(diào)整煙氣或粉塵的組分及一些特性參數(shù)，使之易于被電除塵器捕集，以提高電除塵器效率，降低粉塵排放。常用的有SO3、NH3、H2O等，調(diào)質(zhì)劑的選擇主要考慮煤種成分（灰分、硫分等）、飛灰成分（硅鋁、堿金屬和碳含量等）、比電阻、煙氣溫度等因素。

對于低硫煤、高比電阻粉塵，三氧化硫煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)在國內(nèi)外得到了成功應(yīng)用［10，11］，技術(shù)成熟，其主要工藝流程和工作機理為：以固態(tài)硫磺為原料，通過蒸汽加熱將其熔化，送入燃硫爐燃燒生成SO2，然后將SO2催化氧化成SO3，將SO3與空氣的高溫混和氣體噴射到電除塵器的入口，SO3與煙氣中的水汽結(jié)合生成硫酸氣溶膠，吸附在粉塵表面形成一個低電阻導(dǎo)電通道，致使粉塵顆粒的比電阻下降，荷電性能提高，易于被電除塵器收集。調(diào)整SO3的噴射量，可以將粉塵比電阻調(diào)節(jié)到適合該電除塵器的理想范圍。

氨法煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)主要在印度得到了較多的應(yīng)用［12］，印度煤種具有發(fā)熱量低、灰分高（35%～45%）、硫分低（小于0.4%）、粉塵呈酸性偏中性、濕度大、比電阻高等特點。氨法煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)機理復(fù)雜，尚未完全研究清楚，試驗與工程實踐證明其不僅能調(diào)節(jié)粉塵比電阻，還可以提高粉塵黏附性，調(diào)節(jié)煙氣酸度。其工藝流程類似于SCR的還原劑系統(tǒng)，液氨儲罐里出來的液氨經(jīng)蒸發(fā)器轉(zhuǎn)化成氣態(tài)，與稀釋空氣混合，通過均勻布置在煙道上的噴嘴噴入電除塵器的入口。

（2）高頻開關(guān)電源技術(shù)

利用高頻開關(guān)技術(shù)的高頻高壓電源是新一代的電除塵器供電電源，其脈沖高度、寬度及頻率均可以調(diào)整，能提供具有從接近純直流到脈動幅度很大的各種電壓波形，控制方式靈活，可針對特定工況為電除塵器提供最合適的電壓波形［13］。

電除塵器運行過程中，除塵效率與電暈功率有著直接的關(guān)系。與工頻電源相比，高頻開關(guān)電源可以提供幾乎無波動的直流輸出，這使得電除塵器能夠以次火花發(fā)生點電壓運行，有利于提高電除塵器的供電電壓和電流，增大電暈功率，增加電場內(nèi)粉塵的荷電能力，克服反電暈，其恒流特性可以迅速地熄滅火花并快速恢復(fù)電場能量，從而提高除塵效率。

（3）移動電極技術(shù)

移動電極（或稱“旋轉(zhuǎn)電極”）技術(shù)是采用可移動的收塵極板和旋轉(zhuǎn)的刷子來構(gòu)成移動電極電場，粉塵在被收集到收塵極板上尚未達到形成反電暈的厚度時，就隨移動電極一起轉(zhuǎn)移到?jīng)]有煙氣通過的灰斗內(nèi)，被旋轉(zhuǎn)的刷子徹底清除，使收塵極板保持清潔狀態(tài)。移動電極技術(shù)能有效消除高比電阻粉塵的反電暈現(xiàn)象，避免傳統(tǒng)振打清灰造成的二次飛揚，提高除塵效率。

移動電極式電除塵器通常由位于煙氣上游的常規(guī)固定電極電場和位于下游的一個移動電極電場組成，固定電極電場去除易于收集的粉塵，移動電極電場用于收集高比電阻、超細、高粘性的粉塵［14］。移動電極式電除塵器出口煙塵排放濃度可以穩(wěn)定在30mg／Nm3以下［7］。

（4）低低溫電除塵技術(shù)

低低溫電除塵技術(shù)［15，16］通過在電除塵器上游設(shè)置煙氣冷卻器，將電除塵器入口煙氣溫度降至酸露點溫度以下，一般在90℃左右，當煙氣溫度降低時，粉塵比電阻會隨之降低，而降至酸露點溫度以下時，煙氣中的SO3冷凝成硫酸液滴，吸附于粉塵上，使粉塵比電阻進一步降低，有效防止電除塵器發(fā)生電暈，使除塵器性能提高，同時粉塵中的堿性物質(zhì)可以中和硫酸液滴，從而使大部分的SO3可以隨粉塵一起去除。另外，隨著煙氣溫度降低，電場擊穿電壓將上升，也可以使除塵器性能提高。再者，煙氣溫度降低后煙氣體積縮小，相應(yīng)的比集塵面積增大，同時煙氣流速減小，煙氣在電除塵器內(nèi)的停留時間增加，使得電除塵器可以更有效地對煙塵進行捕獲，達到更高的除塵效率。

煙氣冷卻器一般采用管式換熱器，回收的熱量用于脫硫塔出口煙氣的再加熱，使煙氣溫度抬升到酸露點以上，避免下游設(shè)備的腐蝕，換熱采用的媒介是水。對于采用濕煙囪的機組，回收的煙氣熱量可用于凝結(jié)水加熱或采暖供熱系統(tǒng)。

由于進入電除塵器的煙氣溫度下降，灰流動性差，為了防堵防腐，需要對常規(guī)電除塵器進行相關(guān)改造，在電除塵器的灰斗和絕緣子上裝輔助加熱設(shè)備，同時在容易引起漏風又無法做保溫的地方采用不銹鋼材料進行防腐。

（5）預(yù)荷電凝聚技術(shù)

預(yù)荷電凝聚技術(shù)是將預(yù)荷電凝聚裝置置于電除塵器捕集區(qū)前端煙氣流速較高的煙道內(nèi)，利用煙道中的高流速，在煙道中產(chǎn)生高濃度的等離子體，讓粉塵充分荷電，增加微細顆粒電凝聚作用，從而可以提高電除塵器的除塵效率，特別是對微細顆粒的捕獲率［17，18］。

1.2 袋式除塵技術(shù)

袋式除塵器利用纖維濾料制作的袋狀過濾元件來捕集煙氣中的粉塵，影響其除塵效率的關(guān)鍵是濾料性能和清灰方式。袋式除塵器除塵效率高，對粉塵特性不敏感，不受比電阻的影響，特別是對于亞微米級的粉塵有很好的收集效果，但本體阻力比電除塵器高，濾袋的使用壽命影響運行成本。袋式除塵器出口煙氣含塵濃度一般可以長期穩(wěn)定在20mg／Nm3以下［7］。

1.3 電袋復(fù)合除塵技術(shù)

電袋復(fù)合除塵器是靜電除塵和過濾除塵機理有機結(jié)合的一種復(fù)合除塵器，綜合了電除塵器和袋式除塵器的優(yōu)點。目前，國內(nèi)一般采用“前電后袋”串聯(lián)式一體化結(jié)構(gòu)，通過前級電場使粉塵預(yù)荷電并收集下大部分粉塵，而剩下的比電阻比較高、顆粒比較細而難以捕集的粉塵進入后級濾袋區(qū)，可以發(fā)揮布袋除塵器對細微粉塵的高效捕集特點，而前級電場的預(yù)除塵作用和荷電作用提高了后級濾袋區(qū)的過濾性能，使得過濾阻力大大降低，清灰周期也大大延長。目前的國家標準要求電袋復(fù)合除塵器出口煙氣含塵濃度低于30mg／m3［19］，一般可以長期穩(wěn)定在20mg／Nm3以下［7］。

1.4 濕法脫硫裝置協(xié)同除塵提效技術(shù)

濕法脫硫由于采用漿液洗滌的氣液接觸方式，因此具有明顯的協(xié)同除塵效果，以前國內(nèi)一般按50%的除塵效率考慮，除霧器出口霧滴含量保證值按75mg／m3考慮。日本燃煤電廠的工程應(yīng)用經(jīng)驗表明，煙氣協(xié)同控制技術(shù)路線中，濕法脫硫裝置的綜合除塵效率可達70%～90%［16］。

提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效率的措施主要包括：選擇合適的吸收塔流速與液氣比等參數(shù)；優(yōu)化塔內(nèi)氣流分布及噴淋層設(shè)計，增設(shè)噴淋增效環(huán)避免煙氣從塔壁邊緣噴淋覆蓋率低的區(qū)域逃逸；采用高霧化性能的噴嘴，降低漿液液滴直徑；采用高性能的除霧器和增加煙道除霧器，要求除霧器出口霧滴含量保證值小于40mg／m3。

2.5 濕式電除塵技術(shù)

濕式電除塵器的工作原理［7，16，20］與干式電除塵器類似，在濕式電除塵器中，水霧使粉塵凝并，并與粉塵在電場中一起荷電，一起被收集，收集到極板上的水霧形成水膜，水膜使極板清灰，保持極板潔凈，采用水流沖洗，沒有振打裝置，不會產(chǎn)生二次揚塵。同時由于煙氣溫度降低及含濕量增高，粉塵比電阻大幅度下降，可有效收集微細顆粒物（PM2.5粉塵、SO3酸霧、氣溶膠）、重金屬（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有機污染物（多環(huán)芳烴、二噁英）等。因此濕式電除塵器在燃煤電廠可作為大氣污染物綜合治理的終端設(shè)備，布置在濕法脫硫裝置后面，除塵效率可達到70%～80%，同時解決濕法脫硫帶來的石膏雨、藍煙問題，緩解下游煙道、煙囪的腐蝕，節(jié)約防腐成本。

濕式電除塵器從結(jié)構(gòu)上可分為管式和板式兩種基本型式，管式只用于垂直煙氣流向，板式則既有水平煙氣流向也有垂直煙氣流向；從陽極材料上可分為金屬極板和非金屬極板2類，非金屬極板較典型的有導(dǎo)電玻璃鋼及柔性纖維織物2種；從布置形式上可分為臥式（水平式）和立式（垂直式），立式的可以裝在脫硫吸收塔頂部。

2 高效脫硫技術(shù)

濕法脫硫技術(shù)是目前世界上最為成熟、應(yīng)用最多的脫硫工藝，脫硫效率可達到99%。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計［9］，截至2013年底，我國已投運燃煤電廠煙氣脫硫機組占現(xiàn)役燃煤機組容量的91.6%，其中采用石灰石—石膏濕法工藝的占92.3%（含電石渣法等）、海水法占2.8%、氨法占1.9%，可見我國燃煤電廠普遍采用濕法脫硫裝置，這為脫硫提效改造創(chuàng)造了有利條件。

現(xiàn)有的石灰石—石膏濕法脫硫裝置基于以往的排放標準，一般按90%～95%的脫硫效率設(shè)計，為了達到超低排放二氧化硫排放濃度小于35mg／m3的要求，需要將脫硫效率提高到98%以上。這就需要從影響脫硫效率的各個因素著手，最大限度地提高石灰石—石膏濕法脫硫裝置的效率，主要有石灰石品質(zhì)、液氣比、鈣硫比、漿液pH值、氧硫比、氣液分布和傳質(zhì)情況等因素。其中強化氣液傳質(zhì)效果和改變漿液pH值是提高SO2的吸收效率的主要措施。

2.1 提升石灰石品質(zhì)

對于石灰石品質(zhì)的要求總體上包括純度、活性、細度、硬度等方面。選用純度和活性高、硬度低的石灰石，磨制得細一些，參與反應(yīng)的質(zhì)量比表面積就越大，脫硫反應(yīng)速率也越快，可以提高石灰石的利用率和脫硫效率，減少雜質(zhì)造成的各種不利影響，保證系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性，同時也有利于脫硫副產(chǎn)品（石膏）的綜合利用［21］。針對超低排放要求，通常要求石灰石純度高于90%，石灰石顆粒通過325目篩（44μm）的過篩率達到90%～95%，而且石灰石純度越低越需要磨細。石灰石硬度越低越容易磨細，所需能耗也越小。

2.2 強化氣液傳質(zhì)效果

對于氣液逆向噴淋吸收塔，塔內(nèi)氣液接觸面積、接觸時間和氣液分布的均勻性直接影響氣液傳質(zhì)效果，從而影響脫硫效率。針對超低排放要求，需要提高液氣比，同時應(yīng)用各種高效的氣液分布裝置來強化氣液傳質(zhì)效果，提高脫硫效率。

（1）提高液氣比（L／G）

提高液氣比相當于增大了吸收塔內(nèi)的漿液噴淋密度，從而增大了氣液傳質(zhì)表面積，強化了氣液兩相間的傳質(zhì)，有利于SO2的吸收，提高脫硫效率。對于現(xiàn)役機組來說，主要是增加循環(huán)漿液量，需要對循環(huán)漿液泵和噴淋層進行相關(guān)改造，必要時還需對吸收塔漿池和氧化風系統(tǒng)進行擴容改造。

（2）噴淋增效環(huán)技術(shù)

吸收塔噴淋層邊緣的噴淋覆蓋率低于中心區(qū)域，噴淋漿液分布通常為中間密周邊薄，周邊相應(yīng)的阻力較低，使煙氣容易從該區(qū)域逃逸，造成煙氣旁路，另外，噴到塔壁的漿液順著塔壁向下流，與煙氣不能發(fā)生充分接觸，從而影響系統(tǒng)的脫硫效率和除塵效率。因此，國內(nèi)外多家公司開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)型式的噴淋增效環(huán)［21-25］，可以根據(jù)需要在噴淋層下方塔壁設(shè)置一層或多層增效環(huán)，將煙氣導(dǎo)向噴淋中心區(qū)域，同時收集塔壁漿液進行重新分布，改善塔壁區(qū)域的氣液傳質(zhì)狀況，有效提高脫硫和除塵效率。

（3）托盤／雙托盤技術(shù)

美國巴威公司的多孔托盤技術(shù)有利于煙氣均布和增加氣液接觸時間，可以在相對較低的液氣比時達到較高的脫硫效率。托盤比噴淋層提供了更有效的煙氣和漿液接觸方式，采用雙托盤能二次強化氣液接觸，進一步提高脫硫效率。對于現(xiàn)役噴淋空塔和托盤塔，采用托盤／雙托盤進行提效改造具有改造工作量小、投資省等優(yōu)點。

（4）旋匯耦合技術(shù)

由北京國電清新環(huán)保技術(shù)有限公司開發(fā)的旋匯耦合技術(shù)基于多相紊流摻混的強傳質(zhì)機理和氣體動力學原理［26］，通過特制的旋匯耦合裝置產(chǎn)生氣液旋轉(zhuǎn)翻覆的湍流空間，氣液固三相充分接觸，強化傳質(zhì)過程，從而達到高效脫硫除塵的目的。

2.3 調(diào)整pH值

吸收塔漿液的pH值是系統(tǒng)運行的重要參數(shù)，對脫硫效率、亞硫酸鈣的氧化率、石灰石的利用率和系統(tǒng)結(jié)垢都有影響。漿液的pH值高，有利于堿性液體與酸性氣體之間的化學反應(yīng)，SO2的吸收速度就快，對脫除SO2有利；但會對亞硫酸鈣的氧化和石灰石的溶解起抑制作用，影響脫硫石膏的品質(zhì)和石灰石的利用，同時容易產(chǎn)生系統(tǒng)結(jié)垢和堵塞現(xiàn)象。因此，理想的狀況是pH值可分區(qū)調(diào)控，在吸收區(qū)域，漿液的pH值高一些，而在氧化結(jié)晶區(qū)域，漿液的值低一些。

（1）雙循環(huán)技術(shù)

雙循環(huán)技術(shù)將吸收塔循環(huán)漿液分為兩個獨立的反應(yīng)罐、形成兩個在不同pH值下運行的循環(huán)回路，使脫硫反應(yīng)在較為理想的條件下進行?？刹捎脝嗡p循環(huán)或雙塔雙循環(huán)。

單塔雙循環(huán)［27］的吸收塔包括上回路、下回路兩個吸收塔噴淋系統(tǒng)，每個回路系統(tǒng)有相對獨立的噴淋層、漿液循環(huán)泵和漿液循環(huán)箱，兩個漿液循環(huán)箱之間有連接管道連通；上回路漿液循環(huán)箱置于吸收塔外，下部管道連接上回路環(huán)漿液循環(huán)泵，并與吸收塔內(nèi)部的上回路噴淋層連通，吸收塔中部的上回路漿液收集盤置于上回路噴淋層下方，并由底部管道與上回路漿液循環(huán)箱連通；下回路漿液循環(huán)箱置于吸收塔內(nèi)的底部，下回路噴淋層置于上回路漿液收集盤下方。煙氣先與下回路噴淋層噴出的漿液接觸反應(yīng)，同時冷卻降溫，然后往上和上回路噴淋層噴淋下來的漿液進一步接觸反應(yīng)。石灰石漿液被輸送到上回路漿液循環(huán)箱中，上回路循環(huán)的pH值高，有利于吸收酸性的SO2氣體，提高脫硫反應(yīng)的速度和效率；下回路循環(huán)的pH值低，有利于石灰石顆粒的溶解和亞硫酸鈣的氧化，提高了石灰石的利用率和石膏品質(zhì)，石膏從下回路漿液循環(huán)箱中排出。

雙塔雙循環(huán)的一級、二級串聯(lián)吸收塔分別對應(yīng)于單塔雙循環(huán)的下回路和上回路，利用雙塔雙循環(huán)技術(shù)進行現(xiàn)役機組的增容改造可以充分利用原有脫硫設(shè)備設(shè)施。

（2）單塔雙區(qū)技術(shù)

在吸收塔漿池中設(shè)置分區(qū)調(diào)節(jié)器和射流攪拌系統(tǒng)，通過兩者的相互配合，使得調(diào)節(jié)器上部漿液pH值維持在較低值，而下部漿液pH值維持在較高值，分別滿足氧化和吸收所需，實現(xiàn)“雙區(qū)”運行目的，從而提高脫硫系統(tǒng)的脫除效率和氧化效果［28］。

2.4 脫硫增效添加劑

脫硫增效添加劑［21，29］的組分主要有硫酸鎂、碳酸鈉、硫酸錳等無機化合物和己二酸、二鹽基酸（DBA）、苯甲酸等有機酸，具有表面活化、催化氧化和緩沖漿液pH值等多種作用。向吸收塔漿液中添加脫硫增效劑，可改變漿液離子平衡，加速石灰石和SO2的溶解，有效地提高石灰石的活性，同時改變固液界面濕潤性，降低固相和液相之間的液膜阻力，加快氣膜和液膜之間的傳質(zhì)過程，提高界面?zhèn)髻|(zhì)效率，從而顯著提高脫硫率。催化氧化作用可促進反應(yīng)漿液中的氧化反應(yīng)，提高硫酸鈣的氧化速度與石膏的結(jié)晶度。脫硫增效添加劑的加入，還可起到阻垢、防腐、緩蝕等作用。

3 高效脫硝技術(shù)

我國燃煤電廠氮氧化物控制采用燃燒控制技術(shù)和煙氣脫硝技術(shù)相結(jié)合的綜合防治措施［30］，低氮燃燒技術(shù)作為燃煤電廠氮氧化物控制的首選技術(shù)，主要有低氮燃燒器、空氣分級燃燒技術(shù)和燃料分級燃燒技術(shù)等，煙氣脫硝技術(shù)有選擇性非催化還原法（SNCR）、選擇性催化還原法（SCR）和SNCR-SCR聯(lián)合法，以高效的SCR為主。

“十二五”是我國燃煤電廠脫硝改造的高峰期，截至2013年底，煤電脫硝比例達到54%［9］，基本上都采用了布置于省煤器與空預(yù)器之間的SCR脫硝裝置。但現(xiàn)有脫硝裝置大多數(shù)是按氮氧化物排放濃度不大于100mg／m3或200mg／m3的標準設(shè)計的，要達到不大于50mg／m3的超低排放標準，需要進一步脫硝提效改造。

3.1 高效低氮燃燒技術(shù)

高效低氮燃燒技術(shù)將煤質(zhì)、制粉系統(tǒng)、燃燒器、二次風及燃盡風等作為一個整體考慮，以低氮燃燒器與空氣分級為核心，在爐內(nèi)組織適宜的燃燒溫度、氣氛與停留時間，形成早期的、強烈的、煤粉快速著火、欠氧燃燒，利用燃燒過程產(chǎn)生的氨基中間產(chǎn)物來抑制或還原已經(jīng)生成的氮氧化物（NOx）。在降低NOx的同時，還需保證鍋爐燃燒穩(wěn)定，且飛灰含碳量不能超標，并兼顧鍋爐防結(jié)渣與腐蝕等問題。

采用先進的低氮燃燒器技術(shù)，爐膛出口NOx濃度可控制在200mg／m3以下［7］。對于現(xiàn)役機組，通過低氮燃燒改造，爐膛出口的NOx濃度可以控制在300mg／m3以下，為后續(xù)的煙氣脫硝改造創(chuàng)造有利條件，降低投資和運行費用。

3.2 SCR脫硝裝置提效

已建的SCR脫硝裝置一般按60%～70%的脫硝效率設(shè)計，要達到NOx濃度不大于50mg／m3的超低排放標準，在保證爐膛出口NOx濃度不高于300mg／m3的前提條件下，脫硝效率需達到85%以上，需要進行SCR脫硝裝置提效改造，主要通過增加催化劑用量和采用更加高效的催化劑來實現(xiàn)。

3.3 SNCR-SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)

SNCR脫硝技術(shù)是將NH3、尿素等還原劑直接噴入鍋爐爐內(nèi)高溫區(qū)（850～1 100℃）與 NOx進行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，其脫硝效率受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，一般用于脫硝效率要求不高于40%的機組［31］。SNCR-SCR聯(lián)合脫硝系統(tǒng)的前端是SNCR系統(tǒng)，還原劑在鍋爐爐膛內(nèi)與NOx反應(yīng)，后端的SCR系統(tǒng)對煙氣進一步脫硝，使還原劑得到充分利用，克服了SNCR的氨逃逸率高、氨／氮摩爾比高的缺點，提高了系統(tǒng)脫硝效率，同時因鍋爐內(nèi)已裝有SNCR系統(tǒng)，大幅度降低了SCR裝置入口的NOx濃度，可以減少所需要的SCR反應(yīng)容積和催化劑用量，降低投資和運行費用。

4 脫硝、除塵與脫硫裝置的協(xié)同效應(yīng)

燃煤電廠超低排放技術(shù)在集成高效的除塵、脫硫和脫硝技術(shù)的同時，充分發(fā)揮各個煙氣污染物脫除裝置的協(xié)同效應(yīng)，在每個裝置脫除其主要目標污染物的同時，協(xié)同脫除其他污染物或為下游裝置脫除污染物創(chuàng)造有利條件［19］。

脫硝裝置在實現(xiàn)NOx的高效脫除的同時，把煙氣中的NOx氧化還原為N2和H2O，同時增加了SO3和NH3，使煙氣成份發(fā)生變化，能起到一定的煙氣調(diào)質(zhì)作用，可以改善除塵器性能。另外，提高元素態(tài)汞的氧化效率，有利于在其后的除塵設(shè)備和脫硫設(shè)備中對汞進行脫除。當然，為了減少空氣預(yù)熱器和電除塵器等設(shè)備的腐蝕和粘堵，需要降低SO2／SO3的轉(zhuǎn)化率和氨逃逸濃度。

低低溫電除塵器和濕式電除塵器可以實現(xiàn)SO3的協(xié)同脫除，通過低溫省煤器和管式換熱器可以實現(xiàn)余熱利用或加熱濕法脫硫裝置后的凈煙氣。采用移動電極技術(shù)等減少二次揚塵，提高除塵器出口粉塵平均粒徑，可大幅提高濕法脫硫裝置協(xié)同除塵效率。電除塵器和布袋除塵器對顆粒態(tài)汞都有較好的脫除效果。

濕法脫硫裝置協(xié)同除塵和脫汞效果明顯，可以去除煙氣中大部分的氧化汞。

5 工程實施情況

2014年5月30日，浙江浙能嘉華發(fā)電有限公司8號機組完成超低排放改造，成為國內(nèi)首臺投入運行的超低排放示范機組，截至2014年底，全國各地已有二十多套超低排放系統(tǒng)投運，污染物排放監(jiān)測數(shù)據(jù)均低于超低排放限值。部分超低排放投運項目的技術(shù)路線見表2。

表2 部分已投運的超低排放項目技術(shù)路線

實踐證明，集成各種先進高效的除塵、脫硫、脫硝技術(shù)，充分發(fā)揮其協(xié)同脫除功效，燃煤電廠達到天然氣燃氣輪機組排放限值標準在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可行的，推動燃煤電廠超低排放改造已成為我國政府持續(xù)推進民生改善和社會建設(shè)的重要工作，全國各地紛紛出臺燃煤電廠超低排放實施計劃，今后幾年是超低排放改造的高峰。

6 結(jié)語

對于燃煤電廠，開發(fā)和應(yīng)用先進高效的除塵、脫硫、脫硝技術(shù)，并從多污染物綜合治理的角度出發(fā)，充分考慮各種污染物間相互影響，利用現(xiàn)有污染物治理設(shè)備的協(xié)同效應(yīng)，對煙塵、二氧化硫、氮氧化物和汞等進行協(xié)同治理，是未來煙氣污染治理的主要發(fā)展方向。

［1］ 國務(wù)院辦公廳.國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）的通知（國辦發(fā)［2014］31號）［Z］.2014-06-07.

［2］ 浙江省人民政府.浙江省人民政府關(guān)于印發(fā)浙江省大氣污染防治行動計劃（2013—2017年）的通知（浙政發(fā)［2013］59號）［Z］.2013-12-31.

［3］ 馮蕓清.廣州為治大氣污染，投8.1億實施“超潔凈排放”［EB／OL］.（2014-02-24）.http：／／gd.people.com.cn／n／2014／0224／c123932-20638322.html.

［4］ 國家發(fā)展改革委，國家能源局，國家環(huán)境保護部.關(guān)于印發(fā)《能源行業(yè)加強大氣污染防治工作方案》的通知（發(fā)改能源［2014］506號）［Z］.2014-03-24.

［5］ 浙江省經(jīng)濟和信息化委員會，浙江省環(huán)境保護廳.關(guān)于印發(fā)《浙江省統(tǒng)調(diào)燃煤發(fā)電機組新一輪脫硫脫硝及除塵改造管理考核辦法》的通知（浙經(jīng)信電力［2014］349號文）［Z］.2014-07-31.

［6］ 山西省人民政府辦公廳.關(guān)于推進全省燃煤發(fā)電機組超低排放的實施意見（晉政辦發(fā)〔2014〕62號）［Z］.2014-08-08.

［7］ 國家發(fā)展改革委，環(huán)境保護部，國家能源局.關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》的通知（發(fā)改能源［2014］2093號）［Z］.2014-09-12.

［8］ 中國電力企業(yè)聯(lián)合會.中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2010［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［9］ 中國電力企業(yè)聯(lián)合會.中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2014［M］.北京：中國市場出版社，2014.

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［30］ 環(huán)境保護部.關(guān)于發(fā)布《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》的通知（環(huán)發(fā)［2010］10號）［Z］.2010-01-27.

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