淺析火電廠熱機(jī)的超低排放技術(shù)

徐廣強(qiáng) 侯振

（山東電力工程咨詢院有限公司山東濟(jì)南250013）

淺析火電廠熱機(jī)的超低排放技術(shù)

徐廣強(qiáng) 侯振

（山東電力工程咨詢院有限公司山東濟(jì)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(shí)行的火電廠排放基礎(chǔ)上，提出了對燃煤電廠最低的排放要求，燃煤機(jī)組達(dá)到天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值標(biāo)準(zhǔn)，分析出較為先進(jìn)的高效的除塵、脫硫、脫銷技術(shù)，各個煙氣污染物脫除裝置的協(xié)同效應(yīng)及超低排放工程的實(shí)施情況。

火電廠；熱機(jī)；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(huán)境保護(hù)的壓力，讓清潔高效發(fā)展成為我國能源發(fā)展的主要計劃。根據(jù)我國印發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》，提出大氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的治理目的，地方政府逐步加強(qiáng)對環(huán)境質(zhì)量的管控，因此需要鼓勵燃煤電廠實(shí)施煙氣清潔排放，推行脫硫脫硝和除塵的新技術(shù)[1]。

1 高效除塵技術(shù)

目前，我國火電廠的除塵器是以電除塵器為主，隨著對環(huán)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(shù)量，多種高效電除塵技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，與此同時，采用布袋除塵器和電袋復(fù)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(shù)

干式電除塵器處理較大煙氣量，除塵效率高，適應(yīng)范圍較廣，設(shè)備阻力較低，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，存在問題主要是高比電阻粉塵容易產(chǎn)生反電暈、振打清灰引發(fā)二次揚(yáng)塵等。

煙氣調(diào)制技術(shù)通過添加調(diào)直機(jī)調(diào)整煙氣和粉塵的特性參數(shù)，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(diào)直機(jī)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(shù)主要是通過利用高頻開關(guān)技術(shù)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(jìn)行靈活的調(diào)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(shù)

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(jìn)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(jī)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(yùn)行的成本。

2 高效脫硫技術(shù)

2.1 提升石灰石品質(zhì)

由于石灰石品質(zhì)的提升主要通過對其純度、活性、細(xì)度、硬度等方面做出相應(yīng)的措施來達(dá)到。為此，在實(shí)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(zhì)的石灰石在實(shí)際的運(yùn)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(yīng)，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(zhì)造成的不利影響，最終保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，有利于脫硫副產(chǎn)品的綜合利用。

2.2 強(qiáng)化氣液傳質(zhì)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(zhì)的效果，從而影響脫硫的效率，根據(jù)超低排放的要求，需要對氣液比進(jìn)行提高，同時利用各種高效的氣液分布裝置來對氣液傳質(zhì)效果進(jìn)行強(qiáng)化，提高脫硫的效率。

3 高效脫硝技術(shù)

3.1 煙氣脫硝技術(shù)

煙氣脫硝技術(shù)可以分為兩種，即濕法脫硝和干法脫硝，主要有氣相反應(yīng)法、離子體法、液體吸收法、吸附法等。現(xiàn)階段，SNCR與包括低NOx燃燒器、再燃燒技術(shù)等的聯(lián)合運(yùn)用是主要發(fā)展方向。

（1）氣相反應(yīng)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(yīng)過程為：NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O；2NO2+4NH3+O2= 3N2+6H2O；4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O，副反應(yīng)為：2SO2+O2=2SO3。這種技術(shù)的反應(yīng)溫度在300～480℃的時候，脫硝率可以高達(dá)75%以上。

熾熱碳法是以碳的物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，將碳作還原劑，通過高溫的環(huán)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(yīng)。

SNCR的反應(yīng)過程為：4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O；2NO+4NH3+2O2= 3N2+6H2O；8NH3+2NO2=7N2+12H2O。該技術(shù)可以通過改造中小型鍋爐來實(shí)現(xiàn)，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(qiáng)氧化性的OH基因、O原子和NO2，進(jìn)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(shí)際操作中應(yīng)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(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較見于表1。

表1 煙氣脫硝技術(shù)比較

3.2 低NOx燃燒技術(shù)

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

4 結(jié)論

根據(jù)我國印發(fā)的《大氣污染防治行動計劃》，提出大氣中可吸入顆粒物和細(xì)顆粒物的治理目的，地方政府加強(qiáng)環(huán)境質(zhì)量的提升壓力越來越大，因此需要鼓勵燃煤電廠實(shí)施煙氣清潔排放，推行脫硫脫硝和除塵的新技術(shù)。為了達(dá)到超低排放的要求，需要協(xié)調(diào)運(yùn)用各種先進(jìn)、高效的除塵、脫硫、脫硝技術(shù)。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(shù)的優(yōu)勢，并綜合這些優(yōu)勢，進(jìn)一步推動脫除技術(shù)的協(xié)調(diào)運(yùn)作。

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

[1]張巍.強(qiáng)化傳質(zhì)脫硫增效技術(shù)在火電廠超低排放的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，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(huán)境影響評價，2015（4）：14～17.

[3]余偉權(quán)，修海明，陳奎續(xù)，等.電袋復(fù)合除塵技術(shù)在火電廠增效改造中的應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015（4）：13～16.

X773

A

1004-7344（2016）24-0073-01

2016-8-7

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