燃煤电厂超低排放改造技术路线研究

北极星环保网讯:摘要：在燃煤电厂超低排放改造技术路线的运用中，要形成多样化的综合技术运用，围绕燃煤电厂超低排放技术路线的优化创新，更好的推动整个技术创新的优化。

关键词：燃煤火电厂；超低排放；改造技术

燃煤电站超低排放改造的重点和关键在于粉尘的达标排放，按照实现粉尘达标排放的不同技术分类，将超低排放改造技术路线分为：污染物末端治理理念的超低排放改造技术路线、污染物协同控制理念的超低排放改造技术路线。

1、脱硝技术

1.1低氮燃烧技术

低氮燃烧技术包括低氮燃烧器技术、空气分级技术、燃料再燃技术等，是根据NOx的生成机理，通过控制燃烧温度或改变物料分布来破坏NOx的生成环境，从而抑制NOx的产生。在实际生产过程中，各种低氮燃烧技术常常以组合的方式出现。其中，空气分级技术+低氮燃烧器技术应用最为广泛。

低氮燃烧技术初期一次性投入较大，但后续无运行成本，仅进行必要的维护即可，因此是国内外燃煤锅炉控制NOx排放的优先选用方法。但必须注意到，NOx减排和安全稳定燃烧恰好构成了一对矛盾，各种低氮燃烧方法对炉内火焰稳定性和燃料的完全燃烧程度都有明显不利的影响，因此选择NOx控制措施时必须兼顾燃烧的经济性和安全性。

1.2烟气脱硝技术

比较常用的烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原（SCR）技术和选择性非催化还原（SNCR）技术。SCR技术是催化剂存在的条件下，利用还原剂将NOx还原成N2和H2O，是目前应用最广泛的烟气脱硝技术。其中，催化剂是SCR反应器的核心元件，通过增加催化剂和喷氨量，可以有效地提高脱硝效率，减少NOx的排放，但运行成本较高。

SNCR技术又被称为热力脱硝，是没有催化剂作用的条件下，利用炉内高温（900℃—1200℃）驱动来完成还原反应。与SCR技术相比，由于不使用催化剂，运行成本相对较低，但NH3的逃逸量较多，脱硝效率也不高。随着NOx排放标准的不断提高，低氮燃烧+SNCR+SCR的组合路线开始受到关注。

前期的低氮燃烧可减轻后续系统的脱硝压力，而SNCR和SCR的组合，将SNCR的还原剂直喷炉膛技术同SCR利用逸出NH3进行催化反应结合起来，进行两级脱硝，降低成本的同时获得了较高的脱硝效率，减少了NH3的逃逸。

2、脱硫技术

2.1原塔提效方案

为达到要求的吸收塔脱硫效率，可通过增加喷淋层数来增大液气比，也可通过增加合金托盘来增加传质效率，或两种方式一起使用。相应的，原塔的石膏氧化时间需重新进行核算，如原塔浆池能满足改造后的石膏氧化时间的要求，原塔浆池可无需改造，如原塔浆池不能满足改造后的需要，则可对浆池加高或采用增设塔外浆液箱的方式来满足石膏氧化时间的要求。

根据国内电厂超低排放改造的效果来看，达到脱硫目标一般都不存在问题，主要是对吸收塔内协同除尘的要求。在吸收塔达到脱硫效率的前提下，如果吸收塔入口粉尘浓度处在合理范围内，则在考虑不增加后续的湿式电除尘器的条件下，通过均布气流、提高喷淋覆盖度及优化除雾器布置等技术完全能将出口粉尘降低到5mg/Nm3以下。

2.2增设新塔方案

当原单塔的脱硫效率不能满足排放要求时，可考虑新建串联或并联吸收塔。新建串联塔，是目前国内大型火力发电厂针对高硫煤的比较成熟的脱硫技术。烟气通过一级塔后，由烟气出口进入二级塔，进行二次脱硫。

两级吸收塔工作的侧重点不同，一级塔低pH值运行，重氧化，二级塔高pH值运行，保效率。新建并联塔，主要通过烟气分流减少进入原吸收塔的烟气量，使得原吸收塔出口烟气达标排放，新建吸收塔则用于处理剩余部分烟气量。

2.3单塔双循环方案

单塔双循环是结合原塔提效和增设新塔两种方案的优点衍生出的新工艺。单塔双循环的吸收系统与传统的单塔不同，而是分为上层浆液循环和下层浆液循环两个部分，下层循环的浆液经过喷淋吸收后返回到吸收塔浆池，上层循环的浆液通过上层受液盘将上层喷淋的浆液收集，通过重力自流到塔外浆池。

从实质上看，单塔双循环和串塔工艺的流程基本相同，只是将串塔中间的联络烟道省略，达到脱硫效率的同时节省成本。但该工艺存在吸收塔高度较高的问题，给吸收塔的设计和加固都带来了不小的影响。

3除尘技术

电除尘技术是利用强电场电晕放电使烟气电离、粉尘荷电，在电场力的作用下将粉尘从烟尘中分离出来的技术。袋式除尘器是利用纤维状编织物做成的袋式过滤元件来捕集烟尘的技术，与电除尘相比，该技术对烟尘适应性较大，受锅炉负荷变化影响也较小，除尘效率也较高，但是它阻力较大，并且由于需要定期更换滤袋，因此运行成本也较大。

因此，为了兼顾除尘效率和运行成本，一些公司提出了电袋复合除尘技术，烟气首先通过电除尘，然后再经过袋式除尘器，这种设计兼顾了两种除尘技术的优点，并在一定程度上克服了两者的缺点，具有较好的应用效果。该技术不仅适用于新建项目，也适用于现有设备的提效改造，具有较好的除尘效果，并且较单独采用电除尘或者袋式除尘器投资较低。

除尘技术形成了两种技术路线，一种是对传统除尘技术进行升级改造，其典型代表是低低温电除尘技术。低低温电除尘技术是通过降低进入电除尘器的烟气温度，从而降低烟尘比电阻，从而提高除尘效率，同时还可脱除吸附在灰尘中的汞和SO3。

另一种是湿式电除尘技术。湿式电除尘器的收尘原理与干式电除尘器相同，靠高压电晕放电使得粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下到达集尘板/管，然后采用定期冲洗的方式，使粉尘随着冲刷液的流动而清除，避免引起二次扬尘。在吸收塔出口接湿式电除尘器，可将烟尘排放限值控制在5mg/Nm3甚至更低水平，消除“石膏雨”现象，同时对一次PM2.5、SO3和Hg的去除率分别在85%、70%和60%左右。

4、结语

针对不同的排放标准、锅炉炉型和燃煤煤质，可采用的技术路线并不唯一，燃煤电厂应综合考虑各种因素，制定出符合自身实际情况的改造方案，实现煤炭的清洁化利用。随着超低排放技术的逐步推广，这将产生十分巨大的环境效益和社会效益。

参考文献

[1]罗凯。电袋组合式除尘器的运行与调整［J］.湖北电力，2015(10)：69.

[2]黄永琛，等。燃煤电厂烟尘超净排放技术路线探讨［J］.能源与节能，2015(3)：126.

[3]王志明，程树康.提高火力发电厂除尘效率的方法［J］.发电设备，2016(3)：186-189.

作者简介：李建平（1980.9--），男，陕西咸阳，本科，助理工程师，长期从事燃煤火力发电厂运行工作。

延伸阅读：

超低排放标准下影响烟尘排放浓度的研究与控制

超低排放电站锅炉SCR脱硝装置的故障诊断及运行优化研究

燃煤电厂烟气超低排放与深度节能综合技术研究及应用