火電廠煙氣超低排放技術(shù)探究

王明

摘 要：我國(guó)政府逐漸加大了對(duì)火電廠排放煙氣的管理控制力度，各大火電企業(yè)也開(kāi)始將超低排放技術(shù)應(yīng)用于煙氣處理系統(tǒng)。本文主要從煙氣脫硝、煙氣除塵、煙氣脫硫這三個(gè)方面入手就目前使用頻率最高的煙氣超低排放技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單概述，為火電企業(yè)煙氣排放處理效率的提高奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：火電企業(yè);煙氣超低排放;技術(shù)路線

一、煙氣超低排放技術(shù)概況

各大火電廠積極響應(yīng)國(guó)家提出的低碳環(huán)保、綠色節(jié)能的生產(chǎn)理念，開(kāi)始致力于煙氣超低排放技術(shù)的研究探索。我國(guó)發(fā)改委、環(huán)保局、能源局聯(lián)合下達(dá)了“燃煤電廠超低排放及節(jié)能改造方案”的相關(guān)文件，并要求各地政府根據(jù)地區(qū)發(fā)展特點(diǎn)在2020年達(dá)成超低排放的生產(chǎn)目標(biāo)。我國(guó)有些地區(qū)由于地域遼闊、人口稀少、經(jīng)濟(jì)落后，在制定超低排放策略的時(shí)候需要遵循因地制宜的規(guī)劃原則，通過(guò)差異化管理的方式提高煙氣超低排放工作管理效率與質(zhì)量。對(duì)于人口相對(duì)稠密、環(huán)境容積較小的區(qū)域需要嚴(yán)格執(zhí)行超低排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于人口相對(duì)系數(shù)、環(huán)境容積較大、污染程度不高的區(qū)域則可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)放低標(biāo)準(zhǔn)。各地政府職能部門需要配合火電廠完成煙氣超低排放改造工作，目前常規(guī)的煙氣超低排放技術(shù)主要從煙氣脫硝、煙氣除塵及煙氣脫硫這三大部分展開(kāi)深入研究，每項(xiàng)技術(shù)都有其特有優(yōu)勢(shì)及適于范圍，各大火電企業(yè)需要根據(jù)自身發(fā)展情況及實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整及靈活改進(jìn)。

二、火電廠煙氣超低排放技術(shù)路線

1、基于煙氣脫硝的技術(shù)路線選擇

基于煙氣脫硝的超低排放技術(shù)其作用機(jī)理在于盡量降低煙氣中的污染物含量，也就是從源頭控制鍋爐煙氣排出口中的NOx的排放速率。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定可知通過(guò)提升優(yōu)化鍋爐制造工藝配合低碳燃燒技術(shù)，能夠?qū)㈠仩t煙氣排出口中的NOx的排放速率控制在250mg/m3以內(nèi)，由此降低了煙氣脫硝系統(tǒng)的日常運(yùn)作壓力，進(jìn)一步提高了煙氣脫硝工作效率。目前常用的煙氣脫硝方式主要包括如下幾個(gè)類型：

（1）改進(jìn)版低碳燃燒器：通過(guò)對(duì)火電廠鍋爐的燃燒器配風(fēng)模塊進(jìn)行優(yōu)化蓋澤的方式提高其對(duì)高負(fù)荷、低負(fù)荷的響應(yīng)速率，以此確保燃燒器模塊始終處于適宜的空氣系統(tǒng)環(huán)境，以此降低NOx的排放速率。在此基礎(chǔ)上通過(guò)多次調(diào)整試驗(yàn)可知，在確?；痣姀S鍋爐設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性的基礎(chǔ)上，適當(dāng)改變送氧容量及配風(fēng)速率或者是使用“緊湊型燃盡風(fēng)+變磨煤機(jī)”的組合形式，能夠在一定程度上降低鍋爐膛口的NOx排放濃度。這種改進(jìn)版低碳燃燒器的脫硝方式能夠在很大程度上降低鍋爐內(nèi)部燃燒過(guò)程排出的NOx容量，于此同時(shí)也能夠根據(jù)負(fù)荷高低進(jìn)行靈活調(diào)整與優(yōu)化。

（2）SCR脫硝技術(shù)：在滿足煙氣超低排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上為了滿足不同氮氧化合物的排放要求可以適當(dāng)提高催化劑疊放層數(shù)，并對(duì)脫硝控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化。具體的優(yōu)化方式有：優(yōu)化保護(hù)邏輯模塊提高脫硝處理投運(yùn)效率;優(yōu)化生成NOx的處理模塊降低鍋爐膛口NOx的生成量;優(yōu)化脫出NOx的處理模塊提高脫硝系統(tǒng)對(duì)于NOx的控制效率。

（3）其他優(yōu)化技術(shù)：若脫硝系統(tǒng)進(jìn)氣口的煙氣溫度無(wú)法達(dá)到噴氨要求時(shí)，需要對(duì)省煤器進(jìn)行分級(jí)優(yōu)化，如果效果依然不夠理想，則需要適當(dāng)提高火電廠鍋爐的煙氣旁路及給水系統(tǒng)溫度。若火電廠鍋爐的空氣預(yù)熱模塊因硫酸氫氨堵塞影響脫硝效率時(shí)，需要對(duì)噴氨格柵位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以此提高低濃度氨氣的逃逸效率。

2、基于煙氣除塵的技術(shù)路線選擇

煙氣除塵技術(shù)憑借諸多優(yōu)勢(shì)在我國(guó)火電企業(yè)中得到了譜及應(yīng)用，其主要技術(shù)原理在于將低溫省煤器安裝于空預(yù)器出口與除塵器入口之間，以此將煙氣溫度控制在低于酸露點(diǎn)值（通常情況下為90℃）的合理范圍內(nèi)，這種煙氣除塵技術(shù)具有如下優(yōu)勢(shì)：當(dāng)煙氣溫度低于酸露點(diǎn)規(guī)定閾值時(shí)，能夠使得煙氣中85～90%的SO3被冷卻凝結(jié)，并吸附于粉塵顆粒表面，在電除塵器的作用下被脫除出去，這種降塵方式不會(huì)出現(xiàn)反電暈問(wèn)題，除塵效率相對(duì)而言更高。該煙氣除塵技術(shù)需要使用低溫電除塵器，因此能夠有效降低煙氣溫度、減少煙氣體積，能夠?yàn)橄乱徊降臐穹摿蚬ば蚬?jié)約大量水汽，與此同時(shí)還能進(jìn)一步降低風(fēng)機(jī)系統(tǒng)用電效率、提高熱量回收效率。

超凈吸收塔技術(shù)具有協(xié)同除塵的特有優(yōu)勢(shì)，不僅能夠去除主要污染物質(zhì)，還能協(xié)同去除其他污染物質(zhì)，若想獲得強(qiáng)力除塵效果還需進(jìn)行如下改進(jìn)：確保吸收塔內(nèi)煙氣流速低于3.5m/s的前提下增置雙托盤等強(qiáng)化裝置，以此提高氣液接觸效率;科學(xué)設(shè)置噴嘴位置、合理選擇噴嘴類型，在吸收塔內(nèi)安裝增效環(huán)，以此避免塔壁上煙氣流出現(xiàn)短路問(wèn)題;在超凈吸收塔內(nèi)部配置高效除霧器，確保霧滴質(zhì)量濃度不超過(guò)40mg/m3。

3、基于煙氣脫硫的技術(shù)路線選擇

目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的煙氣脫硫技術(shù)是“石灰石+石膏”組合的濕法脫硫工藝，主要氛圍噴淋空塔、單塔循環(huán)及串聯(lián)塔這三個(gè)類型，其中單塔循環(huán)技術(shù)將SO2吸收氧化過(guò)程進(jìn)行了分段處理，上段pH值約為6左右，能夠提高SO2的吸收效率，下段pH值約為4.5左右，能夠加速硫酸鈣溶解、提高亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化效率，每段處理過(guò)程獨(dú)立進(jìn)行、互不干擾，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。串聯(lián)塔煙氣脫硫技術(shù)主要利用二級(jí)脫硫塔實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的分級(jí)處理，預(yù)洗塔先對(duì)煙氣進(jìn)行初步凈化后在由吸收塔進(jìn)行深度處理，只有符合設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的煙氣才能經(jīng)由煙筒排出，這個(gè)脫硫技術(shù)主要適用于對(duì)高硫煙氣的凈化處理。

隨著超低排放標(biāo)準(zhǔn)的逐年提升，托盤塔及旋匯耦合塔技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，托盤塔技術(shù)工藝是建立在逆流噴淋技術(shù)基礎(chǔ)上，在吸收塔橫截面上額外安裝了幾塊穿流孔板托盤，在改善煙氣氣流均勻分布的前提下提高吸收劑的作用效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)內(nèi)部氣液配比及循環(huán)漿液泵流量的控制目的。旋匯耦合塔技術(shù)能夠?qū)⒘魅胛账械膶恿鳡顭煔廪D(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳡?，以此提高煙氣旋流速度、增加氣液接觸面積，以此大幅提高煙氣脫硫及除塵效率，這項(xiàng)技術(shù)憑借耗能低、均氣佳、傳效高的特點(diǎn)，尤其適用于脫硫系統(tǒng)的優(yōu)化改造操作工序。

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