淺析火電廠熱機的超低排放技術

徐廣強 侯振

（山東電力工程咨詢院有限公司山東濟南250013）

淺析火電廠熱機的超低排放技術

徐廣強 侯振

（山東電力工程咨詢院有限公司山東濟南250013）

由于目前能量的提供主要是以煤炭為主，本文在目前實行的火電廠排放基礎上，提出了對燃煤電廠最低的排放要求，燃煤機組達到天然氣燃氣輪機組排放限值標準，分析出較為先進的高效的除塵、脫硫、脫銷技術，各個煙氣污染物脫除裝置的協同效應及超低排放工程的實施情況。

火電廠；熱機；超低排放；煙氣污染

我國的能源供給主要依靠的是煤炭，能源的清潔化及環境保護的壓力，讓清潔高效發展成為我國能源發展的主要計劃。根據我國印發的《大氣污染防治行動計劃》，提出大氣中可吸入顆粒物和細顆粒物的治理目的，地方政府逐步加強對環境質量的管控，因此需要鼓勵燃煤電廠實施煙氣清潔排放，推行脫硫脫硝和除塵的新技術[1]。

1 高效除塵技術

目前，我國火電廠的除塵器是以電除塵器為主，隨著對環保要求的不斷提升，除塵效率的需求也越來越高，除了增加電場的數量，多種高效電除塵技術得到了廣泛的應用，與此同時，采用布袋除塵器和電袋復合除塵器的比例也越來越高[2]。

1.1 干式電除塵器提效技術

干式電除塵器處理較大煙氣量，除塵效率高，適應范圍較廣，設備阻力較低，運行維護費用低等優點，存在問題主要是高比電阻粉塵容易產生反電暈、振打清灰引發二次揚塵等。

煙氣調制技術通過添加調直機調整煙氣和粉塵的特性參數，讓它們更加容易被電除塵器收集，提高電除塵器的效率，降低粉塵的排放。調直機的選擇需要考慮煤炭的成分和飛灰成分，比電阻和煙氣溫度等因素[3]。該技術主要是通過利用高頻開關技術對電除塵器的供電電源的脈沖高度和脈沖寬度以及頻率進行靈活的調整，繼而能夠提供從接近純直流到脈動幅度很大的電壓波形。

1.2 袋式除塵技術

袋式除塵器利用纖維濾料的袋裝過濾原件對煙氣中的粉塵進行收集，影響除塵效率的主要因素包括濾料性能和清灰的方式。尤其是對于亞微米級的粉塵具有非常有效的手機效果，但是本體的阻力比電除塵器的阻力高，濾袋的使用壽命會影響運行的成本。

2 高效脫硫技術

2.1 提升石灰石品質

由于石灰石品質的提升主要通過對其純度、活性、細度、硬度等方面做出相應的措施來達到。為此，在實際的脫硫操作中，需要選擇純度和活性較高，但硬度較低的石灰石。這種品質的石灰石在實際的運用中，方便研磨，繼而加大其與硫化物的接觸面積，加快了脫硫反應，并提高石灰石的利用率和脫硫效率，在最大程度上減少雜質造成的不利影響，最終保證系統運行的穩定性，有利于脫硫副產品的綜合利用。

2.2 強化氣液傳質效果

對于氣液逆向噴淋吸收塔，塔中的氣液接觸面積、時間和分布均勻性能夠直接影響氣液傳質的效果，從而影響脫硫的效率，根據超低排放的要求，需要對氣液比進行提高，同時利用各種高效的氣液分布裝置來對氣液傳質效果進行強化，提高脫硫的效率。

3 高效脫硝技術

3.1 煙氣脫硝技術

煙氣脫硝技術可以分為兩種，即濕法脫硝和干法脫硝，主要有氣相反應法、離子體法、液體吸收法、吸附法等。現階段，SNCR與包括低NOx燃燒器、再燃燒技術等的聯合運用是主要發展方向。

（1）氣相反應法。主要可以分為三種還原法，即選擇性催化法（SCR）、熾熱碳法和選擇性非催化性法（SNCR）。

SCR的主反應過程為：NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O；2NO2+4NH3+O2= 3N2+6H2O；4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O，副反應為：2SO2+O2=2SO3。這種技術的反應溫度在300～480℃的時候，脫硝率可以高達75%以上。

熾熱碳法是以碳的物理化學性質為基礎，將碳作還原劑，通過高溫的環境將硝化物、硫化物還原，繼而降低了排放量。熾熱碳法屬于一種無催化劑、非選擇性性還原反應。

SNCR的反應過程為：4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O；2NO+4NH3+2O2= 3N2+6H2O；8NH3+2NO2=7N2+12H2O。該技術可以通過改造中小型鍋爐來實現，成本較少，但是卻有較大的溢出量，脫硝效果不明顯。

（2）離子體法。如電子束照射法，這種方法法是用電子束照射煙氣，生成強氧化性的OH基因、O原子和NO2，進而氧化煙氣中的二氧化硫和氮氧化物，生成硫酸和硝酸，加入氨氣，生成NH4NO3。

（3）液體吸收法。液體吸收法在實際操作中應用較為廣泛，主要是利用稀硝酸、濃硝酸等來吸收NOx，但濕法脫硝的效果不明顯。

（4）吸附法。通過泥煤、天然沸石、活性炭、分子篩、硅膠等吸附劑脫除NOx，其中活性炭、分子篩兼具催化的功能，可以使廢氣中的NO催生成NO2，再用水或堿吸收之后得以回收。各種煙氣脫硝技術的優缺點比較見于表1。

表1 煙氣脫硝技術比較

3.2 低NOx燃燒技術

低NOx燃燒技術是在燃燒過程中，通過降低燃燒溫度，避免局部出現高溫、減少高溫區煙氣的停留時間、適當降低過量空氣系數與氧氣濃度，保持煤粉在缺氧條件下的燃燒狀態來有效控制NOx的產生量。

4 結論

根據我國印發的《大氣污染防治行動計劃》，提出大氣中可吸入顆粒物和細顆粒物的治理目的，地方政府加強環境質量的提升壓力越來越大，因此需要鼓勵燃煤電廠實施煙氣清潔排放，推行脫硫脫硝和除塵的新技術。為了達到超低排放的要求，需要協調運用各種先進、高效的除塵、脫硫、脫硝技術。其具體做法就是分析煙塵、二氧化硫等多種污染物脫除技術的優勢，并綜合這些優勢，進一步推動脫除技術的協調運作。

對于燃煤電廠，開發和利用先進的高效的除塵、脫硫以及脫硝技術，從環境保護和污染物治理的角度來看，考慮污染物之間的影響，利用現有的污染物治理設備進行協同工作，對煙塵、二氧化硫和氮氧化物及汞進行協同治理，是未來煙氣污染物治理的主要發展趨勢。

[1]張巍.強化傳質脫硫增效技術在火電廠超低排放的應用[J].中國高新技術企業，2015（10）：85～86.

[2]王志軒.燃煤電廠大氣污染物“超低排放”基本問題思考[J].環境影響評價，2015（4）：14～17.

[3]余偉權，修海明，陳奎續，等.電袋復合除塵技術在火電廠增效改造中的應用[J].中國環保產業，2015（4）：13～16.

X773

A

1004-7344（2016）24-0073-01

2016-8-7

徐廣強（1983-），男，山東濟南人，中級工程師，研究生，從事電力設計工作。