燃煤煙氣氨法組合超低排放技術推廣應用

周錫飛

（亞太環保股份有限公司，昆明 650118）

1 燃煤煙氣氨法脫硫組合超低排放技術

1.1 技術路線

燃煤煙氣實現超低排放，即主要污染物SO2、NOx、顆粒物達到燃氣輪機排放限值（SO2排放濃度＜35mg/Nm3、NOx排放濃度＜50mg/Nm3、煙塵排放濃度＜5mg/Nm3）。現有SO2、NOx脫除技術經過設備提升改造和工藝調整，一般都可達到燃煤煙氣超低排放標準。滿足超低排放要求的關鍵是對排放煙塵濃度的控制，而排放煙塵控制的關鍵在脫除機械塵，難點是控制濕法脫硫裝置本身產生的脫硫副產顆粒物，即可溶性塵（鹽類及氣溶膠）和游離氨NH3、SO2、鹽類與水霧形成的粒子。

國內企業結合濕式氨法脫硫工藝特點、工藝控制技術，開發了運用洗滌凝聚、重力分離、離心力慣性分離，多層液膜形成并阻滯氣溶膠的組合式超級除霧技術，對不同粒徑的塵粒、霧滴分級進行分離，取得了良好效果，可適用于不同煤質、不同含硫量和粒塵特性的工況，治理后的顆粒物排放濃度＜5mg/m3。

1.2 技術原理和工藝

鍋爐爐內低氮燃燒煙氣經SNCR或SCR脫硝后，首先強化煙氣除塵，控制煙氣塵含量≤20mg/m3；煙氣進入脫硫系統后，在脫硫階段首先有效降低煙氣溫度，根據SO2的氣速濃度合理控制吸收液的密度ρ、pH值、吸收液量，在保證脫硫效率的前提下，控制NH3的平衡分壓和氣溶膠的產生量，同時在濕法脫硫過程中進一步脫除煙氣帶入的機械塵約70%；吸收液合理的組成控制還可進一步減少NOx的排放量。煙氣帶出NH3的洗滌：設置了氨除霧器，回收微量氨和可溶硫酸鹽，回收的液體返回脫硫系統；利用改進的兩級波形折流板的離心力及撞擊作用，采用兩級除霧結構工藝尺寸的差別，第一級脫除較大粒徑（＞15μm）的霧滴，第二級脫除較小粒徑（5～15μm）的霧滴；利用網膜結構、液膜捕集的原理，脫除大部分氣溶膠。實現主要污染物排放濃度低于天然氣鍋爐及燃氣輪機組的排放標準限值。

1.3 技術特色

（1）遵循全過程工藝控制到末端高效治理的基本原則，達到多種污染物協同控制治理，實現超低排放。

（2）精準進行脫硫工藝過程和工藝控制，利用NH3作為吸收劑原料，以亞硫酸銨溶液作為吸收劑，減少逃逸氨量，控制和減少脫硫過程產生的氣溶膠。

（3）應用流體力學原理的組合式超級除霧器，實現高效除霧，在設備投資上僅為安裝濕式電除霧器的1/4左右；設備緊湊、占地面積小、阻力小、能耗低、無污水處理問題，因而投資省，運行費用低。

（4）技術適用范圍廣，適用于不同煤質燃煤鍋爐，具有很好的適應性。

1.4 技術創新性和先進性

（1）低成本、帶回轉式GGH的燃煤煙氣多種污染物超低排放系統；脫硫脫硝一體化煙氣凈化裝置；應用于氨法脫硫吸收塔；組合式除霧器國內有文獻報道，但通過脫硫過程控制吸收工藝條件，提高SO2的脫除率，減少逸氨量，增設水洗除氨霧，末端設置超級組合式除霧器的燃煤煙氣超低排放裝置。

（2）燃煤火電機組SO2超低排放改造方案；燃煤電站超低排放環保島系統；燃煤電廠煙氣超低排放技術路線；燃煤電廠濕式電除塵（霧）技術；一種實現火電廠煙氣多污染物超低排放的協同脫除系統及方法，適用于不同煤質、不同SO2排放濃度、不同粒塵特性的超低排放技術裝置。

（3）煙氣多污染物系統一體化控制技術；應對新標準燃煤電廠多污染物協同控制技術；濕式燃煤煙氣多污染物協同控制技術；燃煤煙氣污染物全過程控制技術，用不同的技術方法達到排放水平。

（4）燃煤煙氣濕法脫硫裝置新型防腐材料；脫硫后煙氣細顆粒物的聲波團聚；濕式氨法煙氣脫硫中氣溶膠的形成及其控制；一種濕法脫硫后除塵除霧裝置及其方法；一種脫除濕法脫硫后煙氣中細顆粒物的濕式電除塵裝置及方法；燃煤煙氣濕法脫硫脫硝一體化的方法，燃煤煙氣濕法脫硫后的除塵、除霧滴、除氣溶膠一體的裝置。

（5）水霧荷電促進超細顆粒物團聚試驗；燃煤電廠排放煙氣中的小顆粒分布及多環芳烴研究；利用蒸氣相變脫除濕式氨法脫硫中形成的氣溶膠微粒；濕式氨法煙氣脫硫中氣溶膠的形成及其控制；煙氣中氣溶膠、霧（液）滴的顆粒分布及脫除的可行性分析研究。

（6）煙氣氨法脫硫技術應用；雙塔式氨法脫硫工藝；燃煤煙氣濕法脫硫、氨法脫硫后除塵除霧控制技術。

1.5 應用情況

無錫友聯熱電股份有限公司建成全國首套非濕電技術氨法脫硫超低排放示范項目。裝置處理煙氣量48萬Nm3/h，污染物排放濃度為SO27.53mg/Nm3、煙塵3.4mg/Nm3、NOx28mg/Nm3，低于天然氣鍋爐及燃氣輪機組的排放標準。示范項目于2016年1月通過了竣工環保驗收。為技術的推廣應用奠定了基礎。

技術還應用于：寧波明州熱電有限公司鍋爐煙氣超低排放改造項目、寧波光耀熱電有限公司脫硫除塵超低排放改造項目、盤錦遼河富騰熱電有限公司2×410t/h鍋爐煙氣脫硫裝置超低排放升級改造工程、山東晉煤明水化工集團公司潔凈煤氣化項目熱電站4×150t/h鍋爐煙氣氨法脫硫工程、綏化象嶼金谷生化科技公司熱源廠鍋爐煙氣凈化系統、萬華化學（煙臺）氯堿熱電公司熱電項目1×670t/h高溫高壓煤粉鍋爐脫硫裝置等項目。

該技術還可滿足非電行業大氣污染物達到特別排放限值的需要，已推廣應用于云南源鑫炭素有限公司600kt/a二期工程罐式爐煙氣脫硫系統（含炭塵治理）等項目。

2 技術開發應用經驗

2.1 要根據國家污染治理需求進行項目立項，技術才有生存空間

2014年國家發展和改革委員會《煤電節能減排升級與改造行動計劃（2014～2020）》要求東部地區11省市新建燃煤發電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值（即在基準氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50mg/m3）。江蘇、浙江等沿海發達省份，當地政府率先發文要求燃煤發電機組達到超低排放。

根據國家要求，相關企業以氨法脫硫技術為基礎，開展燃煤煙氣超低排放技術研究，突破關鍵共性技術，滿足行業需求，具有推廣應用前景。

2.2 根據市場需要，科學論證技術方案，技術才有市場競爭力

在燃煤煙氣超低排放、脫硫脫硝控制技術方面，現有的技術經過改造一般可達到超低排放要求，煙塵的脫除則是超低排放的重點和難點。脫硫裝置之后去除極細霧滴顆粒的除塵設備主要是濕式電除塵，但存在占地面積較大、能耗高、有污水需要處理、投資成本高、運行費用高等問題，同時產生大量的副產脫硫石膏的后期處理較為困難。因此開發適合國情的投資低、運行費用低的除塵技術十分緊迫。

按照“基于從源頭及過程綜合控制污染物產生量，末端逐級分段削減排放的污染物”的理念，“投資省、運行成本低”的開發思路，確定“技術先進、工藝科學合理、污染物脫除效率高、性價比高”的技術方案，使技術具有市場競爭力。

2.3 加強內外部產學研合作，促進成果轉化

聯合科研院校和相關企業，以簽訂戰略合作框架協議，明確合作雙方權利義務的方式，建立長期戰略合作關系。技術單位享有成果的知識產權，合作開發新工藝的成果應用單位可免費使用技術成果，相關的高校、設計和設備制造單位，根據在成果推廣應用中承擔的工作任務和工作量分配收益。

建立集試驗研究、工程設計施工、設備設計制造、安裝調試、性能考核、設施運營和售后服務一條龍服務的技術研發和產業化體系，在內部研究院、設計院、工程部、商務（采購）部、營銷部和其他職能部門，按各自的職責和分工，密切配合，確保技術開發成功和成果轉化實施。

2.4 創新組織模式，落實條件，確保研發工作順利開展

項目立項后，合作單位實施領導小組和工作組，認真組織項目實施工作，嚴格執行計劃，完成項目研發任務。落實項目研發經費，確保資金按時足額到位，提高資金使用效率和效益，保障項目實施條件，確保項目研究任務的完成。

組織有較強科研能力的研究隊伍進行技術攻關，組織強有力的工程設計、施工、生產調試人員進行項目技術咨詢、工程咨詢、工程設計、人員培訓、工程調試及測試、生產操作指導、生產問題診斷等技術開發、推廣和服務工作。加強市場開發力度，推廣技術應用。

2.5 促進技術推廣應用

1）及時申請專利，構建專利保護池，有效保護知識產權；2）申請科技成果鑒定；3）申請科技成果登記；4）申請獎勵；5）申請技術認定；6）參加展示交流。通過以上工作，為技術推廣應用奠定良好基礎，從而促進技術的推廣應用。

3 結語

2018年中央經濟工作會議指出：今后3年要重點抓好決勝全面建成小康社會的防范化解重大風險、精準脫貧、污染防治三大攻堅戰；打好污染防治攻堅戰，要使主要污染物排放總量大幅減少，生態環境質量總體改善，重點是打贏“藍天保衛戰”。

打贏“藍天保衛戰”需要大氣污染防治技術支撐，超低排放技術的推廣應用，顯著降低煙塵、SO2、NOx等主要污染物的排放量和排放濃度，切實改善環境空氣質量。要不斷提升完善技術，構建專利保護鏈，加大示范與推廣應用力度，為污染減排和改善環境質量做出貢獻，同時提升企業競爭力，支撐企業的可持續發展。