燃煤電廠除塵器多污染物協同控制技術與管理研究

姜超群 邢 柱

寧夏環境規劃設計研究院（有限公司）

燃煤電廠除塵器多污染物協同控制技術與管理研究

姜超群 邢 柱

寧夏環境規劃設計研究院（有限公司）

我國以煤炭為主的一次能源結構，導致燃煤煙氣中污染物排放總量居高不下。隨著污染物控制種類的不斷增加，面對大氣復合型污染問題，單項污染物分級治理模式已不能適應以節能減排和可持續發展為理念的煙氣排放控制技術的深度和廣度發展趨勢。研究燃煤電廠除塵器多污染物協同控制技術成為該領域研究的重點和熱點課題，符合我國盡快解決多污染物排放控制要求。

燃煤電廠；除塵器；多污染物；協同控制技術；方案研究

1 研究內容

通過選取不同投產運營的電廠進行傳統燃煤電廠除塵設施對比，總結燃煤電廠除塵存在的問題，提出對于寧東基地今后的規劃燃煤電廠除塵器使用情況及協同控制技術推薦方案。

2 燃煤電廠除塵器多污染物協同控制技術推薦方案

本次研究對于在寧東能源化工基地今后的規劃燃煤電廠除塵器使用情況及協同控制技術推薦方案應一步到位充分發揮袋式除塵器（包括電袋復合式除塵器）在協同控制中的作用。

通過袋式除塵器的濾料表面層上的濾塵層來積累粉塵層積累越厚度，除塵效率越高，甚至接近“零”排放，但阻力也即將增大。其對煤質不敏感，對煤適應性強，它不受鍋爐負荷變化的影響，因此很容易實現的可入肺顆粒物和粉塵排放濃度小于5mg/Nm3高效去除，此外，汞捕集效果高于靜電除塵器，是目前最理想的除塵器。

2.1 袋式除塵器除塵效率和捕集PM10以下微細粉塵的效果

根據焦作電廠、湛江電廠、上海外高橋電廠等8臺電除塵器改袋式除塵器、阻力在1000Pa以下的測試結果，除塵效率都在99.91%-99.97%，出口排放濃度都在22mg/m3以下，測試時除塵器阻力在1100Pa以上時的效果會更好，排放濃度可以達到10mg/m3以下，PM10捕集率大于95.45%，PM2.5捕集率大于99.31%。

2.2 電除塵器加脫硫控制前后對微細粉塵的去除率

2.3 袋式除塵器脫除汞的效果

根據準大發電廠檢測數據，2號爐經袋式除塵器后的氣態汞的去除率較低，為13.21%；顆粒態汞的去除率很高，為97.55%，絕大部分粉塵及附著的顆粒汞被截留下來。

根據湛江電廠、上海外高橋1電廠測試結果，電除塵器總脫汞率為42.72%～60.46%，袋式除塵器則為56.39%-72.55%，總汞脫除率在加脫硫前，袋式除塵器比電除塵器高12.88%，加脫硫后也高11.6%。

外高橋1電廠燃煤含汞量達0.51mg/kg，高于全國煤種0.22mg/kg的平均值。電除塵器改造后袋式除塵器的脫汞效率由60.46%提高到72.55%。袋式除塵器對顆粒汞的去除率為96.38%，氣態汞的去除率可達35.22%，而靜電除塵器對顆粒汞的去除率僅為91.43%，氣態汞的去除率只有約24.03%。袋式除塵器與濕法煙氣脫硫聯用，，在燃用高汞煤時，煙氣排放達到《火電廠大氣污染物排放標準》在不到0.03mg/m3和美國環境保護署（EPA）規定目前汞排放標準。由于汞在10μm以下的微細顆粒上容易積聚，因此保持濾層表面的粉塵層厚度有利于提高細顆粒的捕集效果，同時，可以提高顆粒汞的去除率。

2.4 電除塵器與袋式除塵器試驗結果的比較

袋式除塵器的除塵率可達99.94%，PM2.5去除率高于99.30%，除塵效率為99.89%，PM2.5去除率99.16%高于靜電除塵器（ESP）；電除塵器對汞總脫除率為42%-60.46%，袋式除塵器為56.39%～72.55%，汞的去除率也高于ESP。

2.5 采用袋式除塵器技術路線（包括電動袋式除塵器）

通過對布袋除塵器和電除塵器應用實例的對比分析，可以看出在除塵效率、捕捉PM10、PM2.5和汞去除等方面，袋式除塵器優于傳統的ESP，可以考慮采用以下“協同控制”的技術路線：低氮燃燒器—SCR—空氣預熱器—袋式除塵器（ESP）—濕法脫硫。

為了適應各種煙氣條件，布袋除塵器除了常規的PPS，PPS也可選擇水刺氈，以聚四氟乙烯為基材，超細纖維為表面層的濾袋。要求較高，也可選用聚四氟乙烯薄膜等新型濾料的研發。當脫硫塔的煙氣速度控制是通過3.2-3.5m/s，和除霧器的液滴在45 mg/m3，濕式靜電除塵器可以實現超低排放的目標，在經濟上也是值得的。

當需要較高的除汞要求時，可以考慮采用一級活性焦阱，同時還可以捕獲SO3。

袋子上涂有聚四氟乙烯，除了總的顆粒物和重金屬，二惡英、呋喃和酸性氣體也可以被刪除。因此，袋式除塵器可以替代其他控制設備。

3 結語

綜上，針對寧東能源化工基地規劃燃煤電廠提出除塵設施設計以超凈電袋復合除塵設施為主，根據清華大學研究，超凈電袋復合除塵器對PM2.5顆粒控制率達90%以上。對汞的綜合處理效率可達75%以上。若結合脫硫塔后設置濕式電除塵器的方式，可進一步降低煙氣中多污染物（PM10、PM2.5、汞）及由脫硫系統產生的液滴、粉塵的排放濃度。對寧夏其他地方燃煤電廠除塵具有極強的示范性，項目研究成果具有廣闊的推廣應用前景。

[1]李啟良,柏源,李忠華.應對新標準燃煤電廠多污染物協同控制技術研究[J].電力科技與環保,2013,(6):52～53.

[2]李啟良,柏源,李忠華.應對新標準燃煤電廠多污染物協同控制技術研究[G].第十五屆中國科協年會第9分會場：火電廠煙氣凈化與節能技術研討會論文集[C],2013(5):815～816.

[3]王錚.燃煤電站汞排放規律及其協同控制技術研究[N].南京師范大學,2013,(04):100-101.

[4]孫尊強.柔性電極濕式靜電除塵關鍵技術工程應用研究[N].東南大學.2015(3):132～133.

河南電力試驗研究院實測6臺電除塵器+脫硫控制去除PMl0及以下微細粉塵的結果，對PM10的去除率為98.88%～99.62%，平均為99.29%；對PM2.5的去除率為95.68%～98.47%，平均為97.41%。