淺談燃煤電廠鍋爐超凈排放技術改造

呂毅 盛林

山東力久實業股份有限公司 山東淄博 255000

燃煤發電是中國電力的重要組成部分，給國民生活用電帶來極大的便利，但在其發電過程中產生了大量的對空氣有害的氣體，嚴重的破壞了國內的生態平衡，對中國的可持續發展戰略帶來不利的影響。中國特色的社會發展需要環保安全的能源供應，如何降低污染已經成為國民關注的焦點。本文簡單的講述我國大氣污染的現狀、說明鍋爐超凈排放技術對煙塵的治理、鍋爐超凈排放技術對二氧化硫的治理、鍋爐超凈排放技術對氮氧化物的治理[1]。

1 電廠大氣污染物排放現狀

近年來，全國范圍頻繁出現霧霾天氣，特別是可吸入顆粒物（PM10）、細微顆粒物（PM2.5）排放，引起政府部門、媒體和公眾的高度關注。對于固定源排放源的火電廠，雖然普遍采用了脫銷、除塵、脫硫等環保設備，但全國發電裝機總容量以及燃煤總量較大，火電廠大氣污染物排放的總量也相對較大。為了進一步大幅度消減燃煤電廠污染物總量，基于目前環保最新的技術發展水平之上，發電行業主動提出將燃煤電廠污染物排放標準向“燃氣輪機排放標準”看齊，即：煙塵、二氧化硫、氮氧化物三項排放限制分別為：5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3，在業內將此限制定義為燃煤鍋爐“超凈排放”標準。為滿足國家環保政策新規定和新標準，目前燃煤電廠正在實施新一輪的環保改造，涉及鍋爐低氮燃燒系統改造、煙氣脫銷、脫硫、除塵器技術改造，以及關聯的風機改造、煙氣余熱利用、煙囪改造等。

2 鍋爐超凈排放技術對二氧化硫的治理

2.1 二氧化硫的治理的必要性

二氧化硫（化學式SO2）是非常常見對人體危害的硫氧化物，同時也是大氣主要污染物之一，空氣中的二氧化硫部分會與水產生化學反應形成亞硫酸，若使亞硫酸進一步氧化，然后大量的存在于空氣中，就會產生對人們危害的硫酸雨。2017年公布的致癌物清單中，二氧化硫就在這個名單之中，而在燃煤電廠發電過程中會排放大量有害氣體，其中就含有二氧化硫。

2.2 二氧化硫的治理的改進方案

第一、降低脫硫裝置入口的溫度，從而降低發電過程中所產生的熱量，減少二氧化硫的進一步化學反應，減少大量的空氣中的水分子與二氧化硫的化學反應，也可以減少亞硫酸的氧化。第二、可以采取分級脫硫，多幾道程序進行脫硫，然后由兩個吸收塔進行對二氧化硫進行回收，讓兩個吸收塔串聯起來，一起對二氧化硫進行作用，從降低二氧化硫的排放量，但這種技術更加適合二氧化硫排放較高的燃煤電廠，同比其他方案，系統建設相對復雜，而且占地面積龐大。第三、可以通過增加噴淋層數和噴淋密度來增加二氧化硫的液化，從而變成液體的形式，回收起來更加的有利[2]。

3 煙氣超凈排放的技術路線

3.1 二氧化硫治理

對現有脫硫裝置實際運行性能進行全面評估分析，根據脫硫裝置入口SO2濃度超出實際處理能力的不同程度，進行整體優化設計改造方案：（1）可采用脫硫添加劑、塔內積液板+管網式氧化風管、塔外氧化漿池、串/并聯塔改造方案等。（2）在脫硫裝置入口增設煙氣冷卻器，有效回收利用煙氣余熱，同時降低脫硫裝置入口煙氣溫度，從而降低塔內煙氣流速并減少工藝水耗量以及運行能耗。（3）優化塔內煙氣流速，采用管式除霧器或二級煙道除霧器造等提高除霧器性能，優化噴淋層設計，減少除霧器出口霧滴含量，同時提高脫硫塔的除塵效率（70%）以上，有效減輕“煙囪雨”現象。

3.2 氮氧化物治理

3.2.1 鍋爐低氮燃燒

鍋爐燃燒過程中生成的氮氧化物主要由NO和NO2，通常把這兩種氮氧化物稱為NOX，其中NO占90%以上。根據燃煤電廠所在地區NOX排放限值規定，實際燃用的不同燃煤特性（煙煤、貧煤和褐煤等）以及不同的燃燒方式進行綜合技術經濟分析比較，優化低氮燃燒系統，在保證鍋爐安全運行以及鍋爐效率不明顯降低（主要是飛灰可燃物含量與鍋爐排煙中的CO含量不明顯升高）的前提下，最大限度地通過低氮燃燒技術改造控制NOX生成，從而降低SNCR、SCR的改造投資及運行費用。

3.2.2 煙氣脫銷技術

脫硝的方法較多，主要有：電子照射法、脈沖電暈法、濕式吸收法、活性炭吸附法等，目前大量使用的是選擇性非催化劑還原法和選擇性催化劑還原法，尤以后者脫硝率高，技術成熟的優點被廣泛使用，所以選擇性催化劑還原法是當前主要的脫硝法。由于爐內低氮燃燒技術的局限性，使得NOX的排放不能達到令人滿意的程度，為了進一步降低NOX的排放，必須進行煙氣脫硝處理。目前通行的煙氣脫硝技術工藝大致可分為干法、半干法和濕法3類。其中干法包括選擇性非催化還原法（SNCR）、選擇性催化還原法（SCR）、電子束聯合脫硫脫硝法；半干法有活性炭聯合脫硫脫硝法；濕法有臭氧氧化吸收法等[3]。脫硝隨著環保的要求已是勢在必行。目前存在的困難是煙氣體積大，濃度低，NOX總量相對較大，吸收吸附脫硝后廢物最終處置難，費用高。

4 結語

綜上所述，在燃煤電廠發展過程中，燃煤發電給國人帶來便利，實現了全新的生活方式。在控制燃煤電廠煙氣排放上，鍋爐超凈排放技術的改造顯示出高效的處理效果，給我國大氣污染治理提供了技術的保證。鍋爐超凈排放技術分別對煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質的排放都進行了技術改進，并根據實際情況進行靈活應用。國家環保相關管理部門應引起足夠的重視，并采取適當的對策，來保證公民生活質量的合法利益。