燃煤電廠環保島煙氣超低排放技術

劉孝天

摘 要：為保證燃煤電廠煙氣超低排放指標，在考慮環保設施現狀的基礎上，從協同治理、主要設備應用條件、優化措施等方面提出環保島綜合治理的技術路線，對環保島內設施進行智能一體化控制，實現優化運行、節能降耗，為新建或環保技改機組環保設施的設計提出了建議。

關鍵詞：燃煤電廠；煙氣；超低排放；環保島

一、燃煤電廠煙氣超低排放技術發展現狀

（一）煙塵超低排放技術

1、增效干式除塵技術。靜電除塵技術由于煙氣處理量較大、除塵效率較高、煙溫適應范圍較廣等一系列優勢已經在我國75%以上的燃煤電廠中得到了應用。在此基礎上，研究人員對于靜電除塵技術進行了一些增效，像微顆粒補集、旋轉電極式電除塵等。以低低溫靜電除塵技術為例，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。相較于傳統的靜電除塵技術，低低溫靜電除塵技術具有以下優勢：煙氣溫度的降低使得煙塵比電阻降低，熱效應損失減少，且煙氣余熱能夠得到有效利用，整個除塵效率得到提升；煙氣中的SO3會在低低溫環境下冷卻然后吸附在粉塵表面，實現了SO3的協同脫除；在濕法脫硫的后續技術里面，降低煙溫使得脫硫效率更好，減小了降溫耗水量，實現了可持續發展的重要目標。

2、濕式靜電除塵技術。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。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，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塵對清灰效率的影響，且濕度較高的環境也使得亞微米粒子碰撞帶電的機率上升，在一定程度上亦提升了除塵效率。

（二）SO2超低排放技術脫硫技術

1、雙塔串聯技術。雙塔串聯技術主要是通過兩級石灰石-石膏濕法噴淋空塔串聯運行所實現的，雙塔疊加的脫硫方式能夠有效實現超過98%的脫硫效率。同時該技術不需要對原脫硫系統設備進行大幅度改造，故已在燃煤電廠中得到廣泛應用。

2、單塔雙循環技術。與雙塔串聯技術相比，該技術主要是通過單臺吸收塔實現了二級漿液循環，其中，一級循環主要用于充分溶解石灰石和氧化亞硫酸鈣，并為石膏結晶提供充分的時間，以使得二級循環不需考慮亞硫酸鈣的氧化和石灰石溶解是否徹底。二級循環則將pH值控制在5.7～6.4之間，在降低能耗的基礎上，實現了較低液氣比的工況下的高脫硫效率。整個循環過程中，一級循環和二級循環均具備獨立性，一方面便于拓展和優化，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，達到除霧的作用。

二、燃煤電廠環保島煙塵協同治理技術路線

（一）前端除塵關鍵設備

低低溫電除塵器低低溫除塵技術包含了2種設備，即無泄漏管式加熱器和低低溫電除塵器，其優勢是實現煙塵高效脫除的同時，可實現SO3的協同脫除。低低溫除塵技術的技術特點和優勢如下：由于改變飛灰比電阻和降低煙氣流速，能提高除塵效率；協同脫除SO3，電除塵器煙氣溫度降至酸露點以下，氣態的SO3將轉化為液態的硫酸霧，附著到粉塵中；出口粉塵顆粒凝并變大，為提高濕法脫硫裝置除塵性能創造條件；節能降耗。低低溫除塵技術存在的缺點：燃用含硫量過高的煤種時需考慮燃煤灰硫比，保證腐蝕裕量。

（二）前端除塵關鍵設備

高效電袋除塵器超低電袋除塵器優點：不受煤、飛灰、粉塵質量濃度及粉塵比電阻的影響，出口粉塵排放質量濃度低且穩定，能保證實現煙塵質量濃度小于10mg/m3的排放目標。電袋器除塵核心部件為濾袋，濾料材質和工藝可以做相應提升，做好濾袋材料的選型。濾袋的過濾精度直接影響電袋除塵器出口煙塵排放值，而濾袋的核心是濾料，濾料過濾精度越高，實現超低排放就越可靠，適應工況變化能力也越強，而且中長期運行更平穩、阻力更低。煙塵排放質量濃度可長期穩定在10mg/m3以下，設備運行阻力小于1000Pa，濾袋使用壽命高于5年。

（三）終端除塵關鍵設備：高效脫硫除塵吸收塔

1、DL板。突破單純噴淋空塔的脫硫極限，采用DL板專利技術，減少沿塔壁的煙氣逃逸量，提高脫硫效率，在滿足相同脫硫效率的同時降低液氣比，起到節能的作用。

2、吸收塔。均流板塔內設置全截面均流板，煙氣進入噴淋區前對其整流，保障煙氣的均勻性，提高傳質效率；在均流板上形成氣-液兩相泡沫層，增大傳質面積的同時，對煙氣中的微細粉塵進行有效捕集，提高脫硫除塵效率。根據除塵效率的需要和計算流體動力學軟件模擬結果，可設置雙層均流板。

3、優化噴嘴選型，提高噴淋覆蓋率。為了進一步提升噴淋塔的除塵、脫硫效率，依據吸收塔流場特性，在不同區域不同噴淋層設置不同形式不同規格的噴嘴。

（四）終端除塵關鍵設備：濕式電除塵器

濕式電除塵器與濕法脫硫裝置配套使用，布置在濕法脫硫吸收塔頂部或出口煙道后，作為精細化除塵除霧設備，其主要功能是脫除煙氣中的SO3、NH3、銨鹽、微細粉塵（PM2.5）、細小漿滴等，可達到其他除塵設備難以達到的極低排放值。

參考文獻：

[1]張東輝，莊燁，朱潤儒，劉科偉.燃煤煙氣污染物超低排放技術及經濟分析[J].電力建設，2015，05：125-130.