淺談燃煤電廠鍋爐超凈排放技術(shù)改造

呂毅 盛林

山東力久實(shí)業(yè)股份有限公司 山東淄博 255000

燃煤發(fā)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(fā)電過程中產(chǎn)生了大量的對(duì)空氣有害的氣體，嚴(yán)重的破壞了國內(nèi)的生態(tài)平衡，對(duì)中國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來不利的影響。中國特色的社會(huì)發(fā)展需要環(huán)保安全的能源供應(yīng)，如何降低污染已經(jīng)成為國民關(guān)注的焦點(diǎn)。本文簡(jiǎn)單的講述我國大氣污染的現(xiàn)狀、說明鍋爐超凈排放技術(shù)對(duì)煙塵的治理、鍋爐超凈排放技術(shù)對(duì)二氧化硫的治理、鍋爐超凈排放技術(shù)對(duì)氮氧化物的治理[1]。

1 電廠大氣污染物排放現(xiàn)狀

近年來，全國范圍頻繁出現(xiàn)霧霾天氣，特別是可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)微顆粒物（PM2.5）排放，引起政府部門、媒體和公眾的高度關(guān)注。對(duì)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(huán)保設(shè)備，但全國發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘恳约叭济嚎偭枯^大，火電廠大氣污染物排放的總量也相對(duì)較大。為了進(jìn)一步大幅度消減燃煤電廠污染物總量，基于目前環(huán)保最新的技術(shù)發(fā)展水平之上，發(fā)電行業(yè)主動(dòng)提出將燃煤電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)向“燃?xì)廨啓C(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)”看齊，即：煙塵、二氧化硫、氮氧化物三項(xiàng)排放限制分別為：5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3，在業(yè)內(nèi)將此限制定義為燃煤鍋爐“超凈排放”標(biāo)準(zhǔn)。為滿足國家環(huán)保政策新規(guī)定和新標(biāo)準(zhǔn)，目前燃煤電廠正在實(shí)施新一輪的環(huán)保改造，涉及鍋爐低氮燃燒系統(tǒng)改造、煙氣脫銷、脫硫、除塵器技術(shù)改造，以及關(guān)聯(lián)的風(fēng)機(jī)改造、煙氣余熱利用、煙囪改造等。

2 鍋爐超凈排放技術(shù)對(duì)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(xué)式SO2）是非常常見對(duì)人體危害的硫氧化物，同時(shí)也是大氣主要污染物之一，空氣中的二氧化硫部分會(huì)與水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成亞硫酸，若使亞硫酸進(jìn)一步氧化，然后大量的存在于空氣中，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)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(gè)名單之中，而在燃煤電廠發(fā)電過程中會(huì)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(jìn)方案

第一、降低脫硫裝置入口的溫度，從而降低發(fā)電過程中所產(chǎn)生的熱量，減少二氧化硫的進(jìn)一步化學(xué)反應(yīng)，減少大量的空氣中的水分子與二氧化硫的化學(xué)反應(yīng)，也可以減少亞硫酸的氧化。第二、可以采取分級(jí)脫硫，多幾道程序進(jìn)行脫硫，然后由兩個(gè)吸收塔進(jìn)行對(duì)二氧化硫進(jìn)行回收，讓兩個(gè)吸收塔串聯(lián)起來，一起對(duì)二氧化硫進(jìn)行作用，從降低二氧化硫的排放量，但這種技術(shù)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(tǒng)建設(shè)相對(duì)復(fù)雜，而且占地面積龐大。第三、可以通過增加噴淋層數(shù)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(shù)路線

3.1 二氧化硫治理

對(duì)現(xiàn)有脫硫裝置實(shí)際運(yùn)行性能進(jìn)行全面評(píng)估分析，根據(jù)脫硫裝置入口SO2濃度超出實(shí)際處理能力的不同程度，進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)改造方案：（1）可采用脫硫添加劑、塔內(nèi)積液板+管網(wǎng)式氧化風(fēng)管、塔外氧化漿池、串/并聯(lián)塔改造方案等。（2）在脫硫裝置入口增設(shè)煙氣冷卻器，有效回收利用煙氣余熱，同時(shí)降低脫硫裝置入口煙氣溫度，從而降低塔內(nèi)煙氣流速并減少工藝水耗量以及運(yùn)行能耗。（3）優(yōu)化塔內(nèi)煙氣流速，采用管式除霧器或二級(jí)煙道除霧器造等提高除霧器性能，優(yōu)化噴淋層設(shè)計(jì)，減少除霧器出口霧滴含量，同時(shí)提高脫硫塔的除塵效率（70%）以上，有效減輕“煙囪雨”現(xiàn)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(jù)燃煤電廠所在地區(qū)NOX排放限值規(guī)定，實(shí)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(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，優(yōu)化低氮燃燒系統(tǒng)，在保證鍋爐安全運(yùn)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(shù)改造控制NOX生成，從而降低SNCR、SCR的改造投資及運(yùn)行費(fèi)用。

3.2.2 煙氣脫銷技術(shù)

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(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用，所以選擇性催化劑還原法是當(dāng)前主要的脫硝法。由于爐內(nèi)低氮燃燒技術(shù)的局限性，使得NOX的排放不能達(dá)到令人滿意的程度，為了進(jìn)一步降低NOX的排放，必須進(jìn)行煙氣脫硝處理。目前通行的煙氣脫硝技術(shù)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(lián)合脫硫脫硝法；半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法；濕法有臭氧氧化吸收法等[3]。脫硝隨著環(huán)保的要求已是勢(shì)在必行。目前存在的困難是煙氣體積大，濃度低，NOX總量相對(duì)較大，吸收吸附脫硝后廢物最終處置難，費(fèi)用高。

4 結(jié)語

綜上所述，在燃煤電廠發(fā)展過程中，燃煤發(fā)電給國人帶來便利，實(shí)現(xiàn)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(shù)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(shù)的保證。鍋爐超凈排放技術(shù)分別對(duì)煙塵、二氧化硫、氮氧化物等有害物質(zhì)的排放都進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活應(yīng)用。國家環(huán)保相關(guān)管理部門應(yīng)引起足夠的重視，并采取適當(dāng)?shù)膶?duì)策，來保證公民生活質(zhì)量的合法利益。