燃煤電廠煙氣污染物超低排放技術(shù)路線研究

楊斌

摘 要：加大燃煤電廠煙氣凈化技術(shù)研究投入的力度，才能有效的降低燃煤點(diǎn)錯(cuò)煙氣排放對(duì)大氣環(huán)境所產(chǎn)生的污染。而超低排放技術(shù)的出現(xiàn)，則從根本上解決了這一困擾燃煤電廠發(fā)展的關(guān)鍵問題。本文主要是就燃煤電廠煙氣污染物超低排放技術(shù)進(jìn)行了深入的分析和研究，希望對(duì)相關(guān)領(lǐng)域研究有幫助。

關(guān)鍵詞：煙氣凈化；超低排放；NOX；SO2

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.099

0 引言

為了有效降低燃煤利用對(duì)大氣環(huán)境所造成的污染，加大末端治理技術(shù)研究的力度，已經(jīng)成為了目前燃煤電廠降低煙氣污染物超低排放含量最有效的措施之一。

1 超低排放概念的意義

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種新型生產(chǎn)技術(shù)日新月異，更新速度非?？?，而面對(duì)日益加劇的環(huán)境污染問題，燃煤電廠超低排放思路備受社會(huì)各界關(guān)注。但是由于我國(guó)制定出與超低排放概念相適應(yīng)的法律法規(guī)，超低排放的目的就是最大限度的降低實(shí)際運(yùn)行中污染物的排放量，同時(shí)在逐步提高燃煤使用效率的過(guò)程中，盡可能降低其對(duì)社會(huì)和環(huán)境所產(chǎn)生的負(fù)面影響。目前，我國(guó)燃煤電廠在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，大多采用電除塵器作為主要的除塵設(shè)備，所以，在深入研究和分析燃煤燃燒的實(shí)際狀況之后，可以將煙塵脫硫技術(shù)劃分為燃燒前、燃燒中和燃燒后進(jìn)行脫硫等幾個(gè)階段進(jìn)行，而在這其中燃燒前的脫硫主要采取的是物理脫硫技術(shù)，也就是將煤炭中所含有的黃鐵礦硫以及燃煤燃煤燃燒之前大約60%的灰分加以去除。但，必須要注意的是，燃燒鍋爐的選擇是決定燃燒中脫硫技術(shù)選擇的關(guān)鍵因素之一。而在燃燒后所實(shí)施的脫硫技術(shù)，則主要有濕法、干法以及半干法三種形式。同樣燃煤的脫硝技術(shù)也分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三個(gè)階段，而燃燒前脫硝技術(shù)選擇的也是物理手段。燃燒中則主要是利用控制然后方式和條件實(shí)現(xiàn)有效控制氮元素向氮化物轉(zhuǎn)向的控制。燃燒后則主要采取的是電子束處理法、活性炭處理法以及脈沖電暈等化學(xué)方法進(jìn)行脫硝處理。

2 燃煤電廠煙氣污染物超低排放控制技術(shù)

2.1 煙塵控制技術(shù)

在燃煤電廠運(yùn)行中，由于靜電除塵器具有運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便適用范圍廣泛等特點(diǎn)，所以被廣泛的應(yīng)用于燃煤發(fā)電廠的煙塵處理過(guò)程中。近年來(lái)，隨著燃煤電廠對(duì)節(jié)能減排、綜合利用所提出的要求越來(lái)越高，將靜電除塵器與煙氣余熱利用系統(tǒng)等技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，已經(jīng)成為了除塵工藝未來(lái)發(fā)展的主要方向之一。而低溫電除塵器+濕式電除塵器結(jié)合的方式，則是目前最常見的煙塵超低排放設(shè)計(jì)指導(dǎo)路線。在這一設(shè)計(jì)中所采用的高頻電源開關(guān)技術(shù)為除塵器提供了所需的電源，與傳統(tǒng)電源相比較而言，其是將輸入的三相交流電，經(jīng)過(guò)整流之后轉(zhuǎn)換為直流電，然后再經(jīng)過(guò)橋逆變轉(zhuǎn)化為高頻交流電，最后再由整流橋完成升壓，以便電除塵器可以正常使用，提高除塵效率。由于高頻電源具有電能轉(zhuǎn)化率高、電暈功率大等特點(diǎn)，因此有效的促進(jìn)了除塵節(jié)能效果的提升。如果在低低溫狀態(tài)環(huán)境中，那么因?yàn)榉€(wěn)定的降低，煙塵比電阻降低，將會(huì)降低高比阻所產(chǎn)生的反電暈現(xiàn)象的發(fā)生的幾率，同時(shí)排煙溫度的下降，也會(huì)使排煙量逐漸的減小，在降低煙塵流速的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)促進(jìn)除塵效率穩(wěn)步提升的目的。電袋復(fù)合除塵也是一項(xiàng)重要的除塵方式，其工作原理就是含塵煙氣進(jìn)入到除塵器之后，其中大概有百分之七八十的煙塵會(huì)在電場(chǎng)內(nèi)被收集，其余剩下的百分只二三十將會(huì)被濾袋過(guò)濾收集。電袋復(fù)合式除塵器不但具有靜電除塵器的優(yōu)勢(shì)以及帶式除塵器的優(yōu)勢(shì)，并且二者結(jié)合各自優(yōu)勢(shì)且彌補(bǔ)了各自的不足。

2.2 二氧化硫的控制技術(shù)

濕法脫硫技術(shù)最大的特點(diǎn)就是其脫硫效率相對(duì)較高，因此這一技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用。而在這其中最成熟也是燃煤電廠應(yīng)用最多的就是石灰石-石膏濕法脫硫工藝。針對(duì)石灰石-石膏脫硫工藝脫硫工藝的改造主要集中于工藝調(diào)控和設(shè)備改造等幾方面。在進(jìn)行已建電廠改造時(shí)則應(yīng)該優(yōu)先對(duì)原有吸收塔吸收效率進(jìn)行集中調(diào)控，以達(dá)到促進(jìn)其脫硫效率迅速提升的目的。另外，高效脫硫增效劑的使用也是促進(jìn)脫硫效率大幅度提升的主要手段。而對(duì)于新建燃煤電廠而言，一般采用的都是單塔雙循環(huán)技術(shù)、雙塔串聯(lián)技術(shù)、雙塔并聯(lián)技術(shù)及雙托盤技術(shù)等新型設(shè)備。所以，在進(jìn)行脫硫效率、經(jīng)濟(jì)效益、管理等各方面因素綜合考慮之后，認(rèn)為單塔雙循環(huán)技術(shù)是最適合新建燃煤電廠脫硫工藝實(shí)施的技術(shù)。

2.3 氮氧化物控制技術(shù)

在進(jìn)行氮氧化物控制的過(guò)程中，必須對(duì)氮氧化物燃燒過(guò)程中的形成和脫除機(jī)理進(jìn)行深入的分析和研究，降低氮氧化物通過(guò)增加氧化層，增加氧化層后，氧化層的失效，硫酸鹽的增加，容易導(dǎo)致空預(yù)器的堵塞。經(jīng)過(guò)研究和實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)低氮燃燒技術(shù)+SCR煙氣脫硝技術(shù)是目前最成熟也是效率最高的氮氧化物脫除技術(shù)路線。在實(shí)施的過(guò)程中，通過(guò)降低空氣系數(shù)、縮短燃料在高溫區(qū)停留時(shí)間、降低燃燒區(qū)溫度等方式以達(dá)到降低氮氧化物生成數(shù)量的目的，而這一技術(shù)在使用的過(guò)程中主要分為。燃料分級(jí)技術(shù)、空氣分級(jí)技術(shù)和低氮燃燒器等幾種。在這其中，低氮燃燒器則因?yàn)榫C合了前集中技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，而被燃煤電廠所廣泛應(yīng)用。另外，由于我國(guó)電力行業(yè)幾乎所有300MW及以上燃煤機(jī)組都已經(jīng)安裝和使用了LNB，同時(shí)很多燃煤電廠還對(duì)其已經(jīng)使用的LNB實(shí)施了深度的技術(shù)改造，而經(jīng)過(guò)改造后的低氮燃燒不僅可以大幅度的降低NOX的排放量和排放濃度，同時(shí)低氮燃燒器的改造也實(shí)現(xiàn)了減少NOX產(chǎn)生量的目的。

3 燃煤電廠煙氣污染物超低排放技術(shù)路線分析

燃煤電廠運(yùn)行中，為了與煙氣超低排放技術(shù)指標(biāo)相一致，應(yīng)積極整合并優(yōu)化現(xiàn)有煙氣治理技術(shù)，并做好統(tǒng)籌規(guī)劃，充分發(fā)揮各類技術(shù)的潛能，在發(fā)揮各技術(shù)優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，確保相關(guān)聯(lián)技術(shù)間的相互配合與補(bǔ)充，從而提高煙氣資源使用效率，實(shí)現(xiàn)綜合治理煙氣的目標(biāo)，構(gòu)建一體化煙氣治理工藝體系，從根本上滿足煙氣污染物超低排放要求。在實(shí)際工作中，要實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣污染物超低排放目標(biāo)，因而對(duì)煤質(zhì)條件提出了新的要求。一般情況下，低硫、低灰、高揮發(fā)性與熱值的煙煤是較為理想的煤質(zhì)材料。針對(duì)煙氣污染物中的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物超低排放有明確的要求，即煙塵<10mg/m3、SO2<35mg/m3、NOx<50mg/m3。在燃煤電廠實(shí)際運(yùn)行中，要根據(jù)煙氣污染物實(shí)際排放情況，合理調(diào)整燃煤煤質(zhì)、燃燒器型號(hào)及鍋爐爐型號(hào)等相關(guān)因素，在此基礎(chǔ)上確定可行性強(qiáng)的煙氣污染物超低排放技術(shù)路線，降低污染物排放量，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，提高燃煤使用效率，為燃煤電廠創(chuàng)造更多的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。endprint

4 超低排放技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中必須注意的問題

如果燃煤發(fā)電機(jī)組的排放值低于燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的話那么就可以將其稱之為超低排放，為了盡可能的降低燃煤電廠所排放的

煙氣污染物，必須進(jìn)一步加大超低排放研究的投入和力度，同時(shí)嚴(yán)格的按照超低排放技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和操作，綜合考慮相關(guān)設(shè)備之間的協(xié)調(diào)， 全流程優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)控制效果好、運(yùn)行能耗低、成本較低的最佳狀態(tài)才能確保超低排放技術(shù)的順利實(shí)施。雖然目前低低溫的電除塵技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注，但是這一技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)仍然比較欠缺，正是因?yàn)槿狈こ虦y(cè)試和實(shí)踐應(yīng)用的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，所以導(dǎo)致其在運(yùn)行過(guò)程中還存在二次揚(yáng)塵或者低溫煤腐蝕設(shè)備的問題，而這類問題的解決還需要進(jìn)一步的研究和分析。雖然目前濕式除塵技術(shù)有很多種，而且各個(gè)企業(yè)所采取的技術(shù)水平也存在一定的差異，但是為了有效的促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用效率的全面提升，必須要杜絕粗制濫造以及低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象的發(fā)生，才能在有效維護(hù)市場(chǎng)秩序的基礎(chǔ)上，促進(jìn)濕式除塵技術(shù)的不斷發(fā)展。此外，污染防治技術(shù)也在不斷發(fā)展，需要考慮技術(shù)進(jìn)步及其改造的可能性。煤炭市場(chǎng)、電力市場(chǎng)等均處于不斷變化之中，煤質(zhì)穩(wěn)定性有無(wú)保障，電力負(fù)荷的變化與煤電深度調(diào)峰對(duì)煙氣成分的影響等等，在選擇技術(shù)路線時(shí)可能都需要考慮。所以燃煤電廠煙氣污染物超低排放技術(shù)路線的選擇既要考慮初始投資，也要考慮長(zhǎng)期的運(yùn)行費(fèi)用；既要考慮投入，也要考慮節(jié)能減排的產(chǎn)出效益；既要考慮技術(shù)的先進(jìn)性，也要考慮其運(yùn)行可靠性；既要考慮超低排放的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，也要考慮故障時(shí)運(yùn)行維護(hù)的方便性。隨著國(guó)家相關(guān)部門對(duì)環(huán)境保護(hù)關(guān)注度的不斷加強(qiáng)，有關(guān)于超低排放的相關(guān)政策也相繼出臺(tái)，而這些政策的出臺(tái)和實(shí)施，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和治理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有積極的促進(jìn)作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在深入的分析和研究了現(xiàn)階段，我國(guó)燃煤電廠煙氣污染物超低排放技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的現(xiàn)狀后，針對(duì)燃煤電廠在煙氣污染物超低排放過(guò)程中存在的問題和特點(diǎn)，提出了一些與超低排放技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的問題和建議，同時(shí)，希望這些新的超低排放技術(shù)的應(yīng)用可以有效促進(jìn)我國(guó)燃煤電廠煙氣污染物超低排放效率的提升。

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