燃煤電廠煙氣超低排放技術(shù)路線的工程應用

顏恒亮 喬明

摘要：中國燃煤電廠煙氣治理經(jīng)歷了從“除塵+脫硫”到“除塵+脫硫+脫氮”的演變。但是，傳統(tǒng)的煙氣處理技術(shù)路線在實施過程中注重從單一設(shè)備中去除單一污染物，沒有充分考慮設(shè)備之間的協(xié)同作用，為了實現(xiàn)同樣的效率，該系統(tǒng)的投資和運行成本較高，更難滿足超低排放要求。本文是基于燃煤電廠超低煙氣排放技術(shù)路線的工程應用。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;煙氣超低排放;技術(shù)路線;工程應用

1煙氣協(xié)同治理技術(shù)路線

以低溫除塵技術(shù)為重點的煙氣協(xié)作處理路徑充分考慮了燃煤電廠現(xiàn)有煙氣污染物處理設(shè)備的性能（或其適當升級改造），并引入了“處理”的概念，它們的技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)在全面考慮脫氮系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和脫硫裝置之間的協(xié)同作用，每個裝置可以在消除其主要目標污染物的同時共同消除其他污染物，或者為其他設(shè)備消除污染物創(chuàng)造條件。低溫除塵技術(shù)共處理煙氣的技術(shù)途徑有：SCR脫氮裝置煙氣冷卻器（WHR）-低溫靜電除塵器（esp）高效濕法煙氣脫硫（wfgd）除塵器技術(shù)路線的可實現(xiàn)績效指標：濕脫硫系統(tǒng)的協(xié)同除塵效率超過70%，顆粒排放量可達10mg/m3，甚至低于5mg/m3;SO2排放條件35mg/m3;NOX排放條件50mg/m3;O3處置率高達95%以上。目前，低溫靜電除塵器已幾乎成為超低排放的標準設(shè)備，這條技術(shù)路線已成為燃煤電廠超低煙氣排放的主要技術(shù)路線之一。

2低氮燃燒+SCR煙氣脫硝工藝

一般來說，燃煤鍋爐的氮氧化物控制主要與爐內(nèi)低氮燃燒+煙氣脫硝+SCR工藝相結(jié)合，低燃器SCR系統(tǒng)由鍋爐廠提供，一般4層（預裝3層）形成催化劑，脫氮劑采用液氨。SCR系統(tǒng)在鍋爐運行條件下40%至100%的bmcr負荷滿足要求，脫氮效率超過90%。降低N含量的基本控制方法是使用低氮煤。其次，在產(chǎn)生的煙霧中，可通過SCR有效地去除NOx，因為如果將這兩種技術(shù)結(jié)合起來，鍋爐出口處的氮氧化物濃度將低于35mg/Nm3（旱季，6%或2%）。

3高效脫硫及高效協(xié)同除塵

高效脫硫協(xié)同除塵系統(tǒng)按照1爐2塔、3層噴淋層、2塔雙循環(huán)程序構(gòu)建。脫硫效率不低于99.37%，出口煙氣SO2濃度低于35mg/Nm3，粉塵排放濃度低于5mg/Nm3。一級吸收塔入口脫硫效率為85%，二級吸收塔脫硫效率為96%，除塵效率為70%。在吸收塔入口和噴淋層之間增加FGDPLUS層，將煙均勻分布在吸收塔剖面上，使煙和漿液充分均勻，提高脫硫效率。與此同時，漿料在FGDPLUS層形成液膜，煙氣通過液膜，傳質(zhì)區(qū)域增加，煙氣和漿液的接觸時間延長，脫硫效率和除塵效率提高。FGDPLUS的技術(shù)特性包括：①形成液體保持層，加強氣液接觸，提高脫硫除塵能力。FGDPLUS設(shè)置在噴涂層下，大量循環(huán)漿料在PLUS上形成液體儲備層，降低氣液兩相反應阻力，增加傳質(zhì)區(qū)域。同時，隨著煙氣通過大氣層，氣體和液體接觸的時間大大增加。漿液通過PLUS，強化20%～30%的脫硫能力，一層噴霧層的脫硫效率與1.5層噴霧層相似，提高脫硫效率，同時提高除塵效率。②整流進入吸收塔的煙氣。漿液在FGDPLUS中形成了保持層，進入吸收塔內(nèi)分布不均的煙霧。FGDPLUS產(chǎn)生的阻力使氣體流在塔剖面中分布得盡可能均勻。氣體和漿液第一次接觸時，這種阻力形成，漿液均勻，到達吸收區(qū)。因此，漿液和煙氣的接觸在整個吸收區(qū)進行了優(yōu)化。

4低低溫靜電除塵器+濕式電除塵器二級除塵工藝

現(xiàn)有煤粉鍋爐，一般配有電除塵器，該技術(shù)在業(yè)界應用廣泛，穩(wěn)定可靠，除塵效率高，并且管理成本低。一般esp保證排放低于30mg/Nm3。對于低溫esp，出口可以達到20mg/Nm3以下。低溫靜電除塵的優(yōu)點是，如果再安裝一段低溫省煤器，放在除塵器進口上，可以回收煙氣的余熱，將煙氣溫度降低到90℃左右，煙氣能量低于此溫度下的少量，從而減少了煙氣排放量，提高了電場擊穿電壓，大大減少了SO3和PM2.5的排放量，除塵效率更高。

5技術(shù)監(jiān)督管理方面建議

在超低排放改造“后臺”做好煙氣處理設(shè)施管理是一項需要動態(tài)調(diào)整的長期工作，從技術(shù)監(jiān)督管理角度提出以下建議：（1）組織保障。保持煙氣處理設(shè)施的正常運行是一項長期工作，需要大量調(diào)整，需要強有力的組織保障。廠區(qū)相關(guān)負責人，專業(yè)責任必須有明確的組織結(jié)構(gòu)。明確相關(guān)部門的維護和鍋爐、環(huán)境保護、化學、熱能、電力等責任分工。各方面積極合作，做好遵守排放標準的相應工作。（2）充分參與，實行特殊優(yōu)化。煙氣處理設(shè)施的日常運作、操作人員、實驗室視察員、環(huán)境專業(yè)人員應參與，并結(jié)合每個設(shè)備的特點，每月對環(huán)境指標進行有效和詳細的分析。特別是，如果有異常數(shù)據(jù)，應主動識別問題的原因，并逐一優(yōu)化。（3）確保遵守設(shè)施使用標準。為實現(xiàn)超低排放而運行的煙氣處理設(shè)施目前對完成發(fā)電廠的環(huán)境目標有直接影響。因此，提高處理設(shè)施的利用率是實現(xiàn)標準排放的先決條件。發(fā)電廠應根據(jù)有關(guān)標準和準則監(jiān)測和鼓勵各部門的工作，不斷優(yōu)化設(shè)備控制方法和作業(yè)參數(shù)，以實現(xiàn)管理和作業(yè)的良性循環(huán)。

6燃煤電廠超低排放濕法脫硫

1）濕法脫硫是全球煤電工業(yè)的主流脫硫技術(shù)，世界平均85%，中國90%以上。據(jù)霧霾原因分析，只要減少煙（粉）塵、SO2、NOx、SO3、VOCs等污染物的排放，霧霾管理就有積極的效果。2）超低排放燃煤機組濕法脫硫出口污染物排放濃度低于國家環(huán)境要求，SO2、顆粒物排放成果遠低于行業(yè)平均水平。3）通過脫硫、除塵、脫硝改造形成的煙氣超低排放系統(tǒng)，協(xié)同減排PM2.5效果明顯，總排放口PM2.5排放濃度控制在5.0mg/m3以下，煤炭電力行業(yè)實行超低排放，大幅減少污染物排放，對海耶斯治療起著重要作用。（4）燃煤電廠的“彩煙氣”管理工作要根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，按要求進行，避免盲目減少污染物排放，增加能源消耗、水消耗，反而增加間接污染物排放，造成資源浪費，不予以補償。5、煤炭電力行業(yè)實施超低排放改造以來，我國空氣環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，我國空氣環(huán)境質(zhì)量逐年改善，煤電廠超低排放工作不可缺少。

結(jié)束語

我國政府不斷加大環(huán)境治理力度，空氣環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善，但霧霾天氣仍時有發(fā)生。大氣霧霾治理是個漫長而復雜的過程，應從政府規(guī)劃與調(diào)控、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整以及行業(yè)技術(shù)革新等方面同時進行。

參考文獻：

[1]陳招妹，劉含笑，崔盈，劉志波，郭高飛，孟銀燦，劉美玲.燃煤電廠煙氣中Hg的生成、治理、測試及排放特征研究[J].發(fā)電技術(shù)，2019，40（04）：355-361.