摘 要：面對我國大氣污染的嚴(yán)峻形勢，在如今以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)暫時難以改變的基礎(chǔ)上，研究煙氣超低排放技術(shù)路線已成為大勢所趨。文章基于此，首先分析了當(dāng)前燃煤電廠煙氣排放的狀況，并且詳細(xì)探討了脫硫技術(shù)和煙塵排放技術(shù)，并結(jié)合某電廠的技術(shù)路線對煙氣超低排放技術(shù)路線進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠；煙氣；超低排放；技術(shù)路線

1 概述

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)效益已得到了顯著的提高，但與此同時，我國的空氣質(zhì)量也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。一方面，受我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源資源條件的制約，以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)較大改變，另一方面，京津冀、長三角及珠三角三大工業(yè)區(qū)在促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，自身的原煤入洗率低、回采率低、燃燒利用率低等一系列問題也使得周邊地區(qū)的環(huán)境問題日益突出。在這樣的背景下，國務(wù)院先后頒布了“節(jié)能減排十二五規(guī)劃”、“大氣污染防治十條措施”等一系列政策，而《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（UB13223-2011）的新標(biāo)準(zhǔn)的頒布，則意味著燃煤電廠煙氣排放治理正式進(jìn)入了超低排放技術(shù)路線的新時代。

2 燃煤電廠煙氣超低排放技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 煙塵超低排放技術(shù)

在當(dāng)前國家大力提倡環(huán)保的情況下，煙塵超低排放技術(shù)的核心就是燃煤電廠除塵，也面臨著更新與升級?，F(xiàn)階段，煙塵超低排放技術(shù)由兩大類組成：脫硫前的增效干式除塵技術(shù)和脫硫后的濕式靜電除塵技術(shù)

2.1.1 增效干式除塵技術(shù)

干式除塵技術(shù)應(yīng)用的更加廣泛，之前的袋式除塵技術(shù)、靜電除塵技術(shù)和電袋復(fù)合除塵技術(shù)都隸屬于干式除塵技術(shù)的范疇。其中，靜電除塵技術(shù)由于煙氣處理量較大、除塵效率較高、煙溫適應(yīng)范圍較廣等一系列優(yōu)勢已經(jīng)在我國75%以上的燃煤電廠中得到了應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，研究人員對于靜電除塵技術(shù)進(jìn)行了一些增效，像微顆粒補(bǔ)集、旋轉(zhuǎn)電極式電除塵等。以低低溫靜電除塵技術(shù)為例，其原理是通過氣體的電離讓粒子帶電，然后通過低溫省煤器或氣氣換熱器使電除塵器入口煙氣溫度降至95攝氏度左右，最后借助帶電粒子在電場力的作用下被收集在收塵板上，并在振打的作用下落入灰斗中。相較于傳統(tǒng)的靜電除塵技術(shù)，低低溫靜電除塵技術(shù)具有以下優(yōu)勢：（1）煙氣溫度的降低使得煙塵比電阻降低，熱效應(yīng)損失減少，且煙氣余熱能夠得到有效利用，整個除塵效率得到提升；（2）煙氣中的SO3會在低低溫環(huán)境下冷卻然后吸附在粉塵表面，實(shí)現(xiàn)了SO3的協(xié)同脫除；（3）在濕法脫硫的后續(xù)技術(shù)里面，降低煙溫使得脫硫效率更好，減小了降溫耗水量，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)。

2.1.2 濕式靜電除塵技術(shù)

燃煤電廠濕法脫硫的煙氣一般選用濕式靜電除塵，它可以有效的脫除飽和濕煙氣里面的顆粒，將其濃度控制在5mg/m3范圍內(nèi)。濕式靜電除塵就是利用金屬放電線的直流高電壓電離效應(yīng)，讓粉塵擁有電荷，然后在電場力的作用下，吸引到集塵極并被沖洗水沖掉，與傳統(tǒng)的振打清灰相比，水膜高效清灰不受粉塵比電阻影響，從根本上避免了反電暈及二次揚(yáng)塵對清灰效率的影響，且濕度較高的環(huán)境也使得亞微米粒子碰撞帶電的機(jī)率上升，在一定程度上亦提升了除塵效率。2014年，浙江嘉華燃煤電廠1000MW機(jī)組采用濕式靜電除塵技術(shù)和增效干式除塵技術(shù)相結(jié)合的方式，將出口粉塵濃度降至4毫克/每立方米，證明了濕式靜電除塵技術(shù)的高利用價值，面對著SO2，NOx等霧霾前體污染物的高排放，濕式靜電除塵技術(shù)和增效干式除塵技術(shù)相結(jié)合將成為煙塵超低排放技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。

2.2 SO2超低排放技術(shù)

脫硫技術(shù)早在二十世紀(jì)中期就已初具雛形，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)在所使用的技術(shù)主要包括干法/半干法脫硫、海水脫硫、石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)等等?？紤]到石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)在控制SO2、SO3等污染物的排放中占據(jù)主導(dǎo)地位，文章對其中的雙塔串聯(lián)技術(shù)和單塔雙循環(huán)技術(shù)進(jìn)行簡要介紹。

2.2.1 雙塔串聯(lián)技術(shù)

雙塔串聯(lián)技術(shù)主要是通過兩級石灰石-石膏濕法噴淋空塔串聯(lián)運(yùn)行所實(shí)現(xiàn)的，雙塔疊加的脫硫方式能夠有效實(shí)現(xiàn)超過98%的脫硫效率。同時該技術(shù)不需要對原脫硫系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行大幅度改造，故已在燃煤電廠中得到廣泛應(yīng)用。例如國電永福燃煤電廠320MW燃煤機(jī)組將原單塔脫硫系統(tǒng)用雙塔串聯(lián)技術(shù)改造，改造后燃煤硫含量從3.25%提升至6%以上，脫硫塔入口濃度也從6毫克/每立方米提升至了12.5毫克/每立方米，脫硫效率達(dá)到了98.6%。但該技術(shù)也存在一定缺陷，例如初始投資過大，二級吸收塔、除霧器、連接煙道的建設(shè)都需要大量資金；場地占用面積較大，引風(fēng)機(jī)或脫硫增壓風(fēng)機(jī)的能耗較高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜等等，仍需要各燃煤電廠在應(yīng)用過程中不斷加以完善。

2.2.2 單塔雙循環(huán)技術(shù)

單塔雙循環(huán)工藝吸收塔流程如圖1所示，與雙塔串聯(lián)技術(shù)相比，該技術(shù)主要是通過單臺吸收塔實(shí)現(xiàn)了二級漿液循環(huán)，其中，一級循環(huán)主要用于充分溶解石灰石和氧化亞硫酸鈣，并為石膏結(jié)晶提供充分實(shí)現(xiàn)，以使得二級循環(huán)不需考慮亞硫酸鈣的氧化和石灰石溶解是否徹底。二級循環(huán)則將pH值控制在5.7-6.4之間，在降低能耗的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了較低液氣比的工況下的高脫硫效率。整個循環(huán)過程中，一級循環(huán)和二級循環(huán)均具備獨(dú)立性，一方面便于拓展和優(yōu)化，另一方面可以使得漿灌的存儲體積縮減，錐形收集碗可以使得煙氣流暢分布均勻，達(dá)到除霧的作用。基于此，在工況波動較大的機(jī)組中以及所使用煤質(zhì)為高硫煤的環(huán)境下，單塔雙循環(huán)特殊的煙氣流場分布以及自身特點(diǎn)更能夠達(dá)到出類拔萃的效果，實(shí)現(xiàn)煙塵的超低排放。

3 燃煤電廠煙氣污染物超低排放技術(shù)路線

對于煙氣的超低排放，將各種煙氣排放技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃是不可或缺的。文章主要分析某電廠的600MW機(jī)組，然后進(jìn)行超低排放技術(shù)的詳細(xì)探討，在實(shí)際應(yīng)用過程中，整個治理方案還應(yīng)當(dāng)結(jié)合燃煤煤質(zhì)、燃燒器型號、鍋爐爐型等因素進(jìn)行充分調(diào)整。

整個技術(shù)路線如圖2所示，該電廠選擇雙尺度低碳燃燒，并且結(jié)合SCR脫除技術(shù)，就是將燃燒期間的尺度和空間全面優(yōu)化從而生成超低碳，避免過量使用脫硝催化劑和噴氨的使用，大大將脫硝的效率提高，降低了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)損耗。在SO2濃度的控制上，該電廠選用了單塔雙循環(huán)技術(shù)，在一座吸收塔內(nèi)完成了兩次脫硫，在很低的液氣比情況下實(shí)現(xiàn)二氧化硫的超低排放，并且吸收塔持液量減少，有效的解決了“石膏雨”現(xiàn)象。整個煙氣排放控制過程中，二氧化硫的濃度控制在50mg/m3以內(nèi)，煙氣塵質(zhì)量濃度控制在20mg/m3以內(nèi)。最后，最了真正實(shí)現(xiàn)了煙氣的超低排放技術(shù)，除了選用增效干式除塵技術(shù)和單塔雙循環(huán)共同協(xié)助，還應(yīng)該配合使用濕式靜電除塵器，主要是低低溫電除塵+濕式深度凈化技術(shù)。通過低低溫電除除塵將煙氣中的多數(shù)粉塵、顆粒汞以及二氧化硫除去，經(jīng)過煙氣余熱的循環(huán)使用，降低煤電的使用，減少煙氣量和降低煙溫，讓其脫硫節(jié)水，解決了“石膏雨”問題，再經(jīng)過濕式靜電除塵，讓煙氣含塵量控制在要求以內(nèi)，同時對重金屬和SO3之類的污染物進(jìn)行去除。作為整個系統(tǒng)的最后一個環(huán)節(jié)，濕式深度凈化裝置還需要對二氧化硫和氮氧化物進(jìn)行控制，讓其進(jìn)行深層次的凈化。

4 結(jié)束語

解決燃煤煙氣的排放有很多不同的技術(shù)方案，由于各種類型的燃煤電廠以及鍋爐和煤質(zhì)的不同，選用的技術(shù)也是不同的。但總體而言，低低溫電除塵、單塔雙循環(huán)脫硫、濕式濕式深度凈化這些技術(shù)都是廣泛的被使用在煙氣處理的工作中，因此對于一些普遍的煙氣治理，這些技術(shù)可以獲得更高的經(jīng)濟(jì)利益和環(huán)境效益，應(yīng)從實(shí)踐中不斷進(jìn)取，真正實(shí)現(xiàn)燃煤電廠煙氣超低排放。

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