燃煤電廠煙氣近“零”排放技術(shù)方案淺析

方寶龍

摘 要：采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，對(duì)除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進(jìn)一步提效改造，使燃煤機(jī)組煙氣的主要污染物排放濃度達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)，有利于實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔化利用。

關(guān)鍵詞：燃煤；電廠；“零”排放；煙氣

中圖分類號(hào)：X701.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0146-02

在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)體系依舊得不到改變?！笆濉币詠?lái)，國(guó)家不斷加強(qiáng)大氣治理和污染物排放控制。作為電力行業(yè)治理重點(diǎn)——燃煤電廠，如何進(jìn)一步減少污染物排放已成為一項(xiàng)新的重大課題。目前，減少燃煤電廠污染物排放水平的有效途徑之一就是實(shí)現(xiàn)煙氣近“零”排放。所謂近“零”排放，是在已滿足現(xiàn)有國(guó)家和地方環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的條件下，采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，對(duì)除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進(jìn)一步提效改造，使燃煤機(jī)組煙氣的主要污染物排放濃度達(dá)到國(guó)家規(guī)定的燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)。改造后，煙囪出口煙塵排放濃度不超過(guò)5 mg/Nm3，二氧化硫排放濃度不超過(guò)35 mg/Nm3，氮氧化物排放濃度不超過(guò)50 mg/Nm3。此外，電廠廢水實(shí)現(xiàn)了循環(huán)回收利用和“零排放”，廢渣全部得到綜合利用。

1 近“零”排放總體技術(shù)路線

結(jié)合目前電力行業(yè)除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保技術(shù)水平，為了實(shí)現(xiàn)近“零”排放的要求，燃煤電廠可以采用低氮燃燒器+全負(fù)荷SCR脫硝裝置（脫硝效率≥85%）、在電除塵器前增加脫汞噴射裝置（可選裝）、低溫靜電除塵器（高頻電源）、高效濕法脫硫裝置、管式換熱器和濕式電除塵器（除塵效率78%），最大限度降低煙塵、二氧化硫、氮氧化物和汞等的排放濃度。設(shè)計(jì)的目標(biāo)排放值，不僅滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值的要求，還達(dá)到了燃?xì)鈾C(jī)組大氣污染物排放的控制水平，實(shí)現(xiàn)了燃煤電廠大氣污染物近“零”排放。燃煤電廠近“零”排放煙氣技術(shù)工藝路線如圖1所示。

2 近“零”排放技術(shù)方案

2.1 除塵

為了實(shí)現(xiàn)近“零”排放，燃煤電廠需要采用先進(jìn)的高效組合除塵方案，例如“MGGH+低低溫電除塵器+濕式除塵器”等方案，最終將煙氣除塵后的排放指標(biāo)控制在5 mg/Nm3以下，以達(dá)燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.1 MGGH+低低溫電除塵系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)燃煤電廠機(jī)組設(shè)計(jì)的排煙溫度一般為120～130 ℃，燃用褐煤時(shí)的溫度為140～170 ℃，且機(jī)組實(shí)際運(yùn)行排煙溫度普遍高于設(shè)計(jì)值，遠(yuǎn)高于煙氣酸露點(diǎn)溫度。排煙溫度偏高，造成鍋爐效率下降、電除塵器除塵效率下降、脫硫耗水量增加等。集成煙氣換熱器的低溫電除塵技術(shù)是解決此危害的有效新方法之一。煙氣余熱采用兩級(jí)煙氣換熱器系統(tǒng)，其煙氣熱量回收裝置分為兩級(jí)：第一級(jí)布置在除塵器的進(jìn)口，將煙氣溫度從120 ℃左右冷卻到95 ℃左右；第二級(jí)布置在濕式除塵器的出口，加熱脫硫凈煙氣，采用閉式循環(huán)水作為媒介，與煙氣進(jìn)行熱交換，使進(jìn)入電除塵器的運(yùn)行溫度由常溫狀態(tài)（120～140 ℃）下降到低溫狀態(tài)（90～100 ℃）。由于排煙溫度的降低，進(jìn)入電除塵器的煙氣量減少，粉塵高比電阻降低。從而實(shí)現(xiàn)余熱利用和提高除塵效率的雙重目的。

2.1.2 濕式靜電除塵器技術(shù)

濕式靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)包括：進(jìn)口喇叭、出口喇叭、殼體、放電極及框架、集電極絕緣子、噴嘴和管道和灰斗等。其主要工作原理是：煙氣中的粉塵顆粒吸附負(fù)離子而帶電，通過(guò)電場(chǎng)力的作用，被吸附到集塵極上；將水噴至極板上，使粉塵沖刷到灰斗中，隨水排出；同時(shí)，噴到煙道中的水霧，既能捕獲微小煙塵，又能降電阻率，有利于微塵向極板移動(dòng)。濕式靜電除塵器可以長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定地除去煙氣中粉塵等污染物微小顆粒。

2.2 脫硫

目前，高效的濕法脫硫技術(shù)主要有：雙循環(huán)技術(shù)、FGDplus技術(shù)和雙托盤技術(shù)等。

2.2.1 雙循環(huán)技術(shù)

雙循環(huán)技術(shù)原是德國(guó)諾爾公司的一種濕法脫硫技術(shù)，但目前諾爾公司已被德國(guó)FBE公司收購(gòu)，技術(shù)屬于FBE公司所有，其基本原理如圖2所示。

雙循環(huán)技術(shù)實(shí)際上是相當(dāng)于煙氣通過(guò)了兩次二氧化硫脫除過(guò)程，經(jīng)過(guò)了兩級(jí)漿液循環(huán)，兩級(jí)循環(huán)分別設(shè)有獨(dú)立的循環(huán)漿池和噴淋層。根據(jù)不同的功能，每級(jí)循環(huán)具有不同的運(yùn)行參數(shù)。煙氣首先經(jīng)過(guò)一級(jí)循環(huán)（圖2中Quench Zone），此級(jí)循環(huán)的脫硫效率一般在30%～70%，循環(huán)漿液pH 控制在4.6～5.0，循環(huán)的主要功能是保證優(yōu)異的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結(jié)晶時(shí)間。經(jīng)過(guò)一級(jí)循環(huán)的煙氣直接進(jìn)入二級(jí)循環(huán)（圖2中Absorber Zone），此級(jí)循環(huán)主要是實(shí)現(xiàn)脫硫洗滌過(guò)程，pH達(dá)5.8～6.4，這與傳統(tǒng)噴淋空塔技術(shù)比較，可以降低循環(huán)漿液量。

雙循環(huán)技術(shù)的特點(diǎn)是將脫硫吸收反應(yīng)分為兩級(jí)循環(huán)，低pH值的一級(jí)循環(huán)，可以保證吸收劑的完全溶解和高品質(zhì)石膏；高pH值的二級(jí)循環(huán)，在較低的液氣比和電耗條件下，可以保證較高的脫硫效率。脫硫系統(tǒng)漿液性質(zhì)分開(kāi)后，可以滿足不同工藝階段對(duì)不同漿液性質(zhì)的要求，更加精細(xì)地控制工藝的反應(yīng)過(guò)程。

2.2.2 FGDplus技術(shù)

FGDplus技術(shù)是奧地利能源與環(huán)境公司（AEE）為高硫分煙氣和低濃度排放開(kāi)發(fā)的新型脫硫技術(shù)。它是通過(guò)運(yùn)用“導(dǎo)向傳質(zhì)”原理，對(duì)現(xiàn)有的空塔噴淋層技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，以減少氣液傳質(zhì)阻力和能量消耗，達(dá)到提高脫硫效率、減少系統(tǒng)能耗和二氧化硫排放的目的。

2.2.3 雙托盤脫硫技術(shù)

雙托盤脫硫技術(shù)，即在傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，增加兩層托盤，托盤產(chǎn)生的阻力造成氣體流量均勻地分布在塔截面。在氣體和漿液剛接觸時(shí)，會(huì)形成阻力使?jié){液均勻分布，使?jié){液與煙氣充分接觸。

2.3 脫硝

燃煤電廠近“零”排放脫硝技術(shù)可以采用爐內(nèi)低NOx燃燒+SCR脫硝技術(shù)，鍋爐出口NOx指標(biāo)為250 mg/Nm3，按85%脫硝效率計(jì)算，脫硝出口NOx指標(biāo)為37.5 mg/Nm3，低于燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)（50 mg/Nm3）。

燃煤機(jī)組鍋爐燃燒方式采用復(fù)合式空氣分級(jí)低NOx燃燒技術(shù)，可以有效控制爐內(nèi)燃燒過(guò)程中NOx的生成，同時(shí)優(yōu)化主燃燒器區(qū)域的風(fēng)門結(jié)構(gòu)，確保低負(fù)荷和滿負(fù)荷時(shí)主燃燒器區(qū)域的過(guò)量空氣系數(shù)在同一水平，從而有效控制低負(fù)荷NOx的排放。目前，鍋爐NOx的排放濃度可以完全控制在250 mg/Nm3以下。

SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下，還原劑（液氨、氨水和尿素等）與煙氣中的NOx反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原為無(wú)毒無(wú)污染的氮?dú)猓∟2）和水（H2O）。其反應(yīng)器設(shè)置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間，反應(yīng)溫度一般在320～400 ℃之間。SCR脫硝技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外最成熟、可靠的脫硝技術(shù)，脫硝效率高，系統(tǒng)安全穩(wěn)定，不存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，在國(guó)內(nèi)大容量機(jī)組上大量采用。此外，適當(dāng)增加催化劑數(shù)量，還能夠?qū)崿F(xiàn)85%的脫硝效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，燃煤電廠已完全可以實(shí)現(xiàn)近“零”排放，實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔化利用，推動(dòng)能源創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)特別是京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角等環(huán)保要求較高的地區(qū)，推廣和應(yīng)用近“零”排放具有積極、重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉偉東，張殿印，陸亞萍，等.除塵工程升級(jí)改造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2]王祥光.脫硫技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

〔編輯：李玨〕endprint

摘 要：采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，對(duì)除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進(jìn)一步提效改造，使燃煤機(jī)組煙氣的主要污染物排放濃度達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)，有利于實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔化利用。

關(guān)鍵詞：燃煤；電廠；“零”排放；煙氣

中圖分類號(hào)：X701.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0146-02

在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)體系依舊得不到改變?！笆濉币詠?lái)，國(guó)家不斷加強(qiáng)大氣治理和污染物排放控制。作為電力行業(yè)治理重點(diǎn)——燃煤電廠，如何進(jìn)一步減少污染物排放已成為一項(xiàng)新的重大課題。目前，減少燃煤電廠污染物排放水平的有效途徑之一就是實(shí)現(xiàn)煙氣近“零”排放。所謂近“零”排放，是在已滿足現(xiàn)有國(guó)家和地方環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的條件下，采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，對(duì)除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進(jìn)一步提效改造，使燃煤機(jī)組煙氣的主要污染物排放濃度達(dá)到國(guó)家規(guī)定的燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)。改造后，煙囪出口煙塵排放濃度不超過(guò)5 mg/Nm3，二氧化硫排放濃度不超過(guò)35 mg/Nm3，氮氧化物排放濃度不超過(guò)50 mg/Nm3。此外，電廠廢水實(shí)現(xiàn)了循環(huán)回收利用和“零排放”，廢渣全部得到綜合利用。

1 近“零”排放總體技術(shù)路線

結(jié)合目前電力行業(yè)除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保技術(shù)水平，為了實(shí)現(xiàn)近“零”排放的要求，燃煤電廠可以采用低氮燃燒器+全負(fù)荷SCR脫硝裝置（脫硝效率≥85%）、在電除塵器前增加脫汞噴射裝置（可選裝）、低溫靜電除塵器（高頻電源）、高效濕法脫硫裝置、管式換熱器和濕式電除塵器（除塵效率78%），最大限度降低煙塵、二氧化硫、氮氧化物和汞等的排放濃度。設(shè)計(jì)的目標(biāo)排放值，不僅滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值的要求，還達(dá)到了燃?xì)鈾C(jī)組大氣污染物排放的控制水平，實(shí)現(xiàn)了燃煤電廠大氣污染物近“零”排放。燃煤電廠近“零”排放煙氣技術(shù)工藝路線如圖1所示。

2 近“零”排放技術(shù)方案

2.1 除塵

為了實(shí)現(xiàn)近“零”排放，燃煤電廠需要采用先進(jìn)的高效組合除塵方案，例如“MGGH+低低溫電除塵器+濕式除塵器”等方案，最終將煙氣除塵后的排放指標(biāo)控制在5 mg/Nm3以下，以達(dá)燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.1 MGGH+低低溫電除塵系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)燃煤電廠機(jī)組設(shè)計(jì)的排煙溫度一般為120～130 ℃，燃用褐煤時(shí)的溫度為140～170 ℃，且機(jī)組實(shí)際運(yùn)行排煙溫度普遍高于設(shè)計(jì)值，遠(yuǎn)高于煙氣酸露點(diǎn)溫度。排煙溫度偏高，造成鍋爐效率下降、電除塵器除塵效率下降、脫硫耗水量增加等。集成煙氣換熱器的低溫電除塵技術(shù)是解決此危害的有效新方法之一。煙氣余熱采用兩級(jí)煙氣換熱器系統(tǒng)，其煙氣熱量回收裝置分為兩級(jí)：第一級(jí)布置在除塵器的進(jìn)口，將煙氣溫度從120 ℃左右冷卻到95 ℃左右；第二級(jí)布置在濕式除塵器的出口，加熱脫硫凈煙氣，采用閉式循環(huán)水作為媒介，與煙氣進(jìn)行熱交換，使進(jìn)入電除塵器的運(yùn)行溫度由常溫狀態(tài)（120～140 ℃）下降到低溫狀態(tài)（90～100 ℃）。由于排煙溫度的降低，進(jìn)入電除塵器的煙氣量減少，粉塵高比電阻降低。從而實(shí)現(xiàn)余熱利用和提高除塵效率的雙重目的。

2.1.2 濕式靜電除塵器技術(shù)

濕式靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)包括：進(jìn)口喇叭、出口喇叭、殼體、放電極及框架、集電極絕緣子、噴嘴和管道和灰斗等。其主要工作原理是：煙氣中的粉塵顆粒吸附負(fù)離子而帶電，通過(guò)電場(chǎng)力的作用，被吸附到集塵極上；將水噴至極板上，使粉塵沖刷到灰斗中，隨水排出；同時(shí)，噴到煙道中的水霧，既能捕獲微小煙塵，又能降電阻率，有利于微塵向極板移動(dòng)。濕式靜電除塵器可以長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定地除去煙氣中粉塵等污染物微小顆粒。

2.2 脫硫

目前，高效的濕法脫硫技術(shù)主要有：雙循環(huán)技術(shù)、FGDplus技術(shù)和雙托盤技術(shù)等。

2.2.1 雙循環(huán)技術(shù)

雙循環(huán)技術(shù)原是德國(guó)諾爾公司的一種濕法脫硫技術(shù)，但目前諾爾公司已被德國(guó)FBE公司收購(gòu)，技術(shù)屬于FBE公司所有，其基本原理如圖2所示。

雙循環(huán)技術(shù)實(shí)際上是相當(dāng)于煙氣通過(guò)了兩次二氧化硫脫除過(guò)程，經(jīng)過(guò)了兩級(jí)漿液循環(huán)，兩級(jí)循環(huán)分別設(shè)有獨(dú)立的循環(huán)漿池和噴淋層。根據(jù)不同的功能，每級(jí)循環(huán)具有不同的運(yùn)行參數(shù)。煙氣首先經(jīng)過(guò)一級(jí)循環(huán)（圖2中Quench Zone），此級(jí)循環(huán)的脫硫效率一般在30%～70%，循環(huán)漿液pH 控制在4.6～5.0，循環(huán)的主要功能是保證優(yōu)異的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結(jié)晶時(shí)間。經(jīng)過(guò)一級(jí)循環(huán)的煙氣直接進(jìn)入二級(jí)循環(huán)（圖2中Absorber Zone），此級(jí)循環(huán)主要是實(shí)現(xiàn)脫硫洗滌過(guò)程，pH達(dá)5.8～6.4，這與傳統(tǒng)噴淋空塔技術(shù)比較，可以降低循環(huán)漿液量。

雙循環(huán)技術(shù)的特點(diǎn)是將脫硫吸收反應(yīng)分為兩級(jí)循環(huán)，低pH值的一級(jí)循環(huán)，可以保證吸收劑的完全溶解和高品質(zhì)石膏；高pH值的二級(jí)循環(huán)，在較低的液氣比和電耗條件下，可以保證較高的脫硫效率。脫硫系統(tǒng)漿液性質(zhì)分開(kāi)后，可以滿足不同工藝階段對(duì)不同漿液性質(zhì)的要求，更加精細(xì)地控制工藝的反應(yīng)過(guò)程。

2.2.2 FGDplus技術(shù)

FGDplus技術(shù)是奧地利能源與環(huán)境公司（AEE）為高硫分煙氣和低濃度排放開(kāi)發(fā)的新型脫硫技術(shù)。它是通過(guò)運(yùn)用“導(dǎo)向傳質(zhì)”原理，對(duì)現(xiàn)有的空塔噴淋層技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，以減少氣液傳質(zhì)阻力和能量消耗，達(dá)到提高脫硫效率、減少系統(tǒng)能耗和二氧化硫排放的目的。

2.2.3 雙托盤脫硫技術(shù)

雙托盤脫硫技術(shù)，即在傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，增加兩層托盤，托盤產(chǎn)生的阻力造成氣體流量均勻地分布在塔截面。在氣體和漿液剛接觸時(shí)，會(huì)形成阻力使?jié){液均勻分布，使?jié){液與煙氣充分接觸。

2.3 脫硝

燃煤電廠近“零”排放脫硝技術(shù)可以采用爐內(nèi)低NOx燃燒+SCR脫硝技術(shù)，鍋爐出口NOx指標(biāo)為250 mg/Nm3，按85%脫硝效率計(jì)算，脫硝出口NOx指標(biāo)為37.5 mg/Nm3，低于燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)（50 mg/Nm3）。

燃煤機(jī)組鍋爐燃燒方式采用復(fù)合式空氣分級(jí)低NOx燃燒技術(shù)，可以有效控制爐內(nèi)燃燒過(guò)程中NOx的生成，同時(shí)優(yōu)化主燃燒器區(qū)域的風(fēng)門結(jié)構(gòu)，確保低負(fù)荷和滿負(fù)荷時(shí)主燃燒器區(qū)域的過(guò)量空氣系數(shù)在同一水平，從而有效控制低負(fù)荷NOx的排放。目前，鍋爐NOx的排放濃度可以完全控制在250 mg/Nm3以下。

SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下，還原劑（液氨、氨水和尿素等）與煙氣中的NOx反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原為無(wú)毒無(wú)污染的氮?dú)猓∟2）和水（H2O）。其反應(yīng)器設(shè)置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間，反應(yīng)溫度一般在320～400 ℃之間。SCR脫硝技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外最成熟、可靠的脫硝技術(shù)，脫硝效率高，系統(tǒng)安全穩(wěn)定，不存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，在國(guó)內(nèi)大容量機(jī)組上大量采用。此外，適當(dāng)增加催化劑數(shù)量，還能夠?qū)崿F(xiàn)85%的脫硝效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，燃煤電廠已完全可以實(shí)現(xiàn)近“零”排放，實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔化利用，推動(dòng)能源創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)特別是京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角等環(huán)保要求較高的地區(qū)，推廣和應(yīng)用近“零”排放具有積極、重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉偉東，張殿印，陸亞萍，等.除塵工程升級(jí)改造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2]王祥光.脫硫技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

〔編輯：李玨〕endprint

摘 要：采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，對(duì)除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進(jìn)一步提效改造，使燃煤機(jī)組煙氣的主要污染物排放濃度達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)，有利于實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔化利用。

關(guān)鍵詞：燃煤；電廠；“零”排放；煙氣

中圖分類號(hào)：X701.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0146-02

在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)體系依舊得不到改變?！笆濉币詠?lái)，國(guó)家不斷加強(qiáng)大氣治理和污染物排放控制。作為電力行業(yè)治理重點(diǎn)——燃煤電廠，如何進(jìn)一步減少污染物排放已成為一項(xiàng)新的重大課題。目前，減少燃煤電廠污染物排放水平的有效途徑之一就是實(shí)現(xiàn)煙氣近“零”排放。所謂近“零”排放，是在已滿足現(xiàn)有國(guó)家和地方環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的條件下，采用高效協(xié)同脫除技術(shù)，對(duì)除塵、脫硫、脫硝系統(tǒng)進(jìn)一步提效改造，使燃煤機(jī)組煙氣的主要污染物排放濃度達(dá)到國(guó)家規(guī)定的燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)。改造后，煙囪出口煙塵排放濃度不超過(guò)5 mg/Nm3，二氧化硫排放濃度不超過(guò)35 mg/Nm3，氮氧化物排放濃度不超過(guò)50 mg/Nm3。此外，電廠廢水實(shí)現(xiàn)了循環(huán)回收利用和“零排放”，廢渣全部得到綜合利用。

1 近“零”排放總體技術(shù)路線

結(jié)合目前電力行業(yè)除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保技術(shù)水平，為了實(shí)現(xiàn)近“零”排放的要求，燃煤電廠可以采用低氮燃燒器+全負(fù)荷SCR脫硝裝置（脫硝效率≥85%）、在電除塵器前增加脫汞噴射裝置（可選裝）、低溫靜電除塵器（高頻電源）、高效濕法脫硫裝置、管式換熱器和濕式電除塵器（除塵效率78%），最大限度降低煙塵、二氧化硫、氮氧化物和汞等的排放濃度。設(shè)計(jì)的目標(biāo)排放值，不僅滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的重點(diǎn)地區(qū)特別排放限值的要求，還達(dá)到了燃?xì)鈾C(jī)組大氣污染物排放的控制水平，實(shí)現(xiàn)了燃煤電廠大氣污染物近“零”排放。燃煤電廠近“零”排放煙氣技術(shù)工藝路線如圖1所示。

2 近“零”排放技術(shù)方案

2.1 除塵

為了實(shí)現(xiàn)近“零”排放，燃煤電廠需要采用先進(jìn)的高效組合除塵方案，例如“MGGH+低低溫電除塵器+濕式除塵器”等方案，最終將煙氣除塵后的排放指標(biāo)控制在5 mg/Nm3以下，以達(dá)燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.1 MGGH+低低溫電除塵系統(tǒng)

目前國(guó)內(nèi)燃煤電廠機(jī)組設(shè)計(jì)的排煙溫度一般為120～130 ℃，燃用褐煤時(shí)的溫度為140～170 ℃，且機(jī)組實(shí)際運(yùn)行排煙溫度普遍高于設(shè)計(jì)值，遠(yuǎn)高于煙氣酸露點(diǎn)溫度。排煙溫度偏高，造成鍋爐效率下降、電除塵器除塵效率下降、脫硫耗水量增加等。集成煙氣換熱器的低溫電除塵技術(shù)是解決此危害的有效新方法之一。煙氣余熱采用兩級(jí)煙氣換熱器系統(tǒng)，其煙氣熱量回收裝置分為兩級(jí)：第一級(jí)布置在除塵器的進(jìn)口，將煙氣溫度從120 ℃左右冷卻到95 ℃左右；第二級(jí)布置在濕式除塵器的出口，加熱脫硫凈煙氣，采用閉式循環(huán)水作為媒介，與煙氣進(jìn)行熱交換，使進(jìn)入電除塵器的運(yùn)行溫度由常溫狀態(tài)（120～140 ℃）下降到低溫狀態(tài)（90～100 ℃）。由于排煙溫度的降低，進(jìn)入電除塵器的煙氣量減少，粉塵高比電阻降低。從而實(shí)現(xiàn)余熱利用和提高除塵效率的雙重目的。

2.1.2 濕式靜電除塵器技術(shù)

濕式靜電除塵器的主要結(jié)構(gòu)包括：進(jìn)口喇叭、出口喇叭、殼體、放電極及框架、集電極絕緣子、噴嘴和管道和灰斗等。其主要工作原理是：煙氣中的粉塵顆粒吸附負(fù)離子而帶電，通過(guò)電場(chǎng)力的作用，被吸附到集塵極上；將水噴至極板上，使粉塵沖刷到灰斗中，隨水排出；同時(shí)，噴到煙道中的水霧，既能捕獲微小煙塵，又能降電阻率，有利于微塵向極板移動(dòng)。濕式靜電除塵器可以長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定地除去煙氣中粉塵等污染物微小顆粒。

2.2 脫硫

目前，高效的濕法脫硫技術(shù)主要有：雙循環(huán)技術(shù)、FGDplus技術(shù)和雙托盤技術(shù)等。

2.2.1 雙循環(huán)技術(shù)

雙循環(huán)技術(shù)原是德國(guó)諾爾公司的一種濕法脫硫技術(shù)，但目前諾爾公司已被德國(guó)FBE公司收購(gòu)，技術(shù)屬于FBE公司所有，其基本原理如圖2所示。

雙循環(huán)技術(shù)實(shí)際上是相當(dāng)于煙氣通過(guò)了兩次二氧化硫脫除過(guò)程，經(jīng)過(guò)了兩級(jí)漿液循環(huán)，兩級(jí)循環(huán)分別設(shè)有獨(dú)立的循環(huán)漿池和噴淋層。根據(jù)不同的功能，每級(jí)循環(huán)具有不同的運(yùn)行參數(shù)。煙氣首先經(jīng)過(guò)一級(jí)循環(huán)（圖2中Quench Zone），此級(jí)循環(huán)的脫硫效率一般在30%～70%，循環(huán)漿液pH 控制在4.6～5.0，循環(huán)的主要功能是保證優(yōu)異的亞硫酸鈣氧化效果和充足的石膏結(jié)晶時(shí)間。經(jīng)過(guò)一級(jí)循環(huán)的煙氣直接進(jìn)入二級(jí)循環(huán)（圖2中Absorber Zone），此級(jí)循環(huán)主要是實(shí)現(xiàn)脫硫洗滌過(guò)程，pH達(dá)5.8～6.4，這與傳統(tǒng)噴淋空塔技術(shù)比較，可以降低循環(huán)漿液量。

雙循環(huán)技術(shù)的特點(diǎn)是將脫硫吸收反應(yīng)分為兩級(jí)循環(huán)，低pH值的一級(jí)循環(huán)，可以保證吸收劑的完全溶解和高品質(zhì)石膏；高pH值的二級(jí)循環(huán)，在較低的液氣比和電耗條件下，可以保證較高的脫硫效率。脫硫系統(tǒng)漿液性質(zhì)分開(kāi)后，可以滿足不同工藝階段對(duì)不同漿液性質(zhì)的要求，更加精細(xì)地控制工藝的反應(yīng)過(guò)程。

2.2.2 FGDplus技術(shù)

FGDplus技術(shù)是奧地利能源與環(huán)境公司（AEE）為高硫分煙氣和低濃度排放開(kāi)發(fā)的新型脫硫技術(shù)。它是通過(guò)運(yùn)用“導(dǎo)向傳質(zhì)”原理，對(duì)現(xiàn)有的空塔噴淋層技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)，以減少氣液傳質(zhì)阻力和能量消耗，達(dá)到提高脫硫效率、減少系統(tǒng)能耗和二氧化硫排放的目的。

2.2.3 雙托盤脫硫技術(shù)

雙托盤脫硫技術(shù)，即在傳統(tǒng)的脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上，增加兩層托盤，托盤產(chǎn)生的阻力造成氣體流量均勻地分布在塔截面。在氣體和漿液剛接觸時(shí)，會(huì)形成阻力使?jié){液均勻分布，使?jié){液與煙氣充分接觸。

2.3 脫硝

燃煤電廠近“零”排放脫硝技術(shù)可以采用爐內(nèi)低NOx燃燒+SCR脫硝技術(shù)，鍋爐出口NOx指標(biāo)為250 mg/Nm3，按85%脫硝效率計(jì)算，脫硝出口NOx指標(biāo)為37.5 mg/Nm3，低于燃?xì)廨啓C(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)（50 mg/Nm3）。

燃煤機(jī)組鍋爐燃燒方式采用復(fù)合式空氣分級(jí)低NOx燃燒技術(shù)，可以有效控制爐內(nèi)燃燒過(guò)程中NOx的生成，同時(shí)優(yōu)化主燃燒器區(qū)域的風(fēng)門結(jié)構(gòu)，確保低負(fù)荷和滿負(fù)荷時(shí)主燃燒器區(qū)域的過(guò)量空氣系數(shù)在同一水平，從而有效控制低負(fù)荷NOx的排放。目前，鍋爐NOx的排放濃度可以完全控制在250 mg/Nm3以下。

SCR脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下，還原劑（液氨、氨水和尿素等）與煙氣中的NOx反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原為無(wú)毒無(wú)污染的氮?dú)猓∟2）和水（H2O）。其反應(yīng)器設(shè)置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間，反應(yīng)溫度一般在320～400 ℃之間。SCR脫硝技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外最成熟、可靠的脫硝技術(shù)，脫硝效率高，系統(tǒng)安全穩(wěn)定，不存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，在國(guó)內(nèi)大容量機(jī)組上大量采用。此外，適當(dāng)增加催化劑數(shù)量，還能夠?qū)崿F(xiàn)85%的脫硝效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，燃煤電廠已完全可以實(shí)現(xiàn)近“零”排放，實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔化利用，推動(dòng)能源創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展。在我國(guó)特別是京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角等環(huán)保要求較高的地區(qū)，推廣和應(yīng)用近“零”排放具有積極、重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]劉偉東，張殿印，陸亞萍，等.除塵工程升級(jí)改造技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2]王祥光.脫硫技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

〔編輯：李玨〕endprint