燃煤電廠煙氣超低排放技術路線的工程應用

顏恒亮 喬明

摘要：中國燃煤電廠煙氣治理經歷了從“除塵+脫硫”到“除塵+脫硫+脫氮”的演變。但是，傳統的煙氣處理技術路線在實施過程中注重從單一設備中去除單一污染物，沒有充分考慮設備之間的協同作用，為了實現同樣的效率，該系統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路線的工程應用。

關鍵詞：燃煤電廠;煙氣超低排放;技術路線;工程應用

1煙氣協同治理技術路線

以低溫除塵技術為重點的煙氣協作處理路徑充分考慮了燃煤電廠現有煙氣污染物處理設備的性能（或其適當升級改造），并引入了“處理”的概念，它們的技術優勢表現在全面考慮脫氮系統、除塵系統和脫硫裝置之間的協同作用，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，或者為其他設備消除污染物創造條件。低溫除塵技術共處理煙氣的技術途徑有：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）除塵器技術路線的可實現績效指標：濕脫硫系統的協同除塵效率超過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備，這條技術路線已成為燃煤電廠超低煙氣排放的主要技術路線之一。

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低氮燃燒+煙氣脫硝+SCR工藝相結合，低燃器SCR系統由鍋爐廠提供，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結合起來，鍋爐出口處的氮氧化物濃度將低于35mg/Nm3（旱季，6%或2%）。

3高效脫硫及高效協同除塵

高效脫硫協同除塵系統按照1爐2塔、3層噴淋層、2塔雙循環程序構建。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，傳質區域增加，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設置在噴涂層下，大量循環漿料在PLUS上形成液體儲備層，降低氣液兩相反應阻力，增加傳質區域。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，進入吸收塔內分布不均的煙霧。FGDPLUS產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。因此，漿液和煙氣的接觸在整個吸收區進行了優化。

4低低溫靜電除塵器+濕式電除塵器二級除塵工藝

現有煤粉鍋爐，一般配有電除塵器，該技術在業界應用廣泛，穩定可靠，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技術監督管理方面建議

在超低排放改造“后臺”做好煙氣處理設施管理是一項需要動態調整的長期工作，從技術監督管理角度提出以下建議：（1）組織保障。保持煙氣處理設施的正常運行是一項長期工作，需要大量調整，需要強有力的組織保障。廠區相關負責人，專業責任必須有明確的組織結構。明確相關部門的維護和鍋爐、環境保護、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，實行特殊優化。煙氣處理設施的日常運作、操作人員、實驗室視察員、環境專業人員應參與，并結合每個設備的特點，每月對環境指標進行有效和詳細的分析。特別是，如果有異常數據，應主動識別問題的原因，并逐一優化。（3）確保遵守設施使用標準。為實現超低排放而運行的煙氣處理設施目前對完成發電廠的環境目標有直接影響。因此，提高處理設施的利用率是實現標準排放的先決條件。發電廠應根據有關標準和準則監測和鼓勵各部門的工作，不斷優化設備控制方法和作業參數，以實現管理和作業的良性循環。

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的主流脫硫技術，世界平均85%，中國90%以上。據霧霾原因分析，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境要求，SO2、顆粒物排放成果遠低于行業平均水平。3）通過脫硫、除塵、脫硝改造形成的煙氣超低排放系統，協同減排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”管理工作要根據當地實際情況，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、煤炭電力行業實施超低排放改造以來，我國空氣環境質量持續改善，我國空氣環境質量逐年改善，煤電廠超低排放工作不可缺少。

結束語

我國政府不斷加大環境治理力度，空氣環境質量持續改善，但霧霾天氣仍時有發生。大氣霧霾治理是個漫長而復雜的過程，應從政府規劃與調控、能源結構調整以及行業技術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].發電技術，2019，40（04）：355-361.