常规燃煤电厂超低排放技术路线分析尚旭东

常规燃煤电厂超低排放技术路线分析尚旭东

尚旭东

（内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司021025）

摘要：在超低排放的情况下，燃煤电厂需要充分发挥减排作用，优化设计指标和工艺流程，采用高效经济的脱硫、除尘、脱硝集成技术，从综合治理的角度出发，利用烟气净化环节的相互影响，有效地去除所有污染物。

关键词：煤电厂；超低排放；技术

前言

超低排放是指燃煤电厂在发电运行、末端治理等过程中，采用多种污染物高效协同脱除集成技术，使其大气污染物排放浓度达到天然气燃气轮机组标准的排放限值，即烟尘不超过10mg/m3、二氧化硫不超过35mg/m3、氮氧化物不超过50mg/m3，比《火电厂大气污染物排放标准》(GB/T13223－2011)中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降75%、30%和50%，是燃煤发电机组清洁生产水平的新标杆。

1电力行业主要污染物排放现状

1.1烟尘

2016年，全国电力烟尘年排放量约为35万吨，比2010年的160万吨下降了78%；2016年火电发电烟尘排放绩效约0.08g/(kW•h)，比2010年的排放绩效0.5g/(kW•h)下降了84%。

1.2SO2

2015年，全国SO2排放量1859．1万吨，比2010年2185.1万吨下降了14.92%；电力SO2排放量约200万吨，比2010年的926万吨下降了78.4%。电力SO2排放下降幅度是全国的5.3倍。2015年电力SO2排放绩效约为0.47g/(kW•h)，比2010年的2.7g/(kW•h)下降了82.6%。

1.3NOx

2015年，全国NOX排放量1851.8万吨，比2011年的2404.3万吨（峰值）下降了22.98%；电力NOX排放约180万吨，比2011年的1003万吨（峰值）下降约82.1%。电力NOX排放下降幅度是全国的3.6倍。2015年火电NOX排放绩效0.43g/(kW•h)，比2010年的2.5g/(kW•h)下降了82.8%。

2一次除尘技术

2.1低低温电除尘技术

低低温电除尘技术是在电除尘器前增加烟气换热装置，一般为低温省煤器或热媒体气换热装置，将进入电除尘器的烟气温度降低到90℃左右，烟气量减少，粉尘性质得到改变，从而提高除尘器性能。该技术适用于低硫煤，且烟气含尘浓度不大于100g/m3。其具有以下几个优点：一是粉尘比电阻降低，适用范围扩大。当烟气温度降低到90℃，低于酸露点时，使得SO3冷凝，比电阻可降低到反电晕临界比电阻以下，反电晕现象得到有效避免，扩大了电除尘器对煤种的适应性；二是烟气量降低，电场击穿电压提高。烟气温度降低，烟气中颗粒及气体分子热运动能力减弱，烟气体积下降，风速变缓，不仅有利于细微颗粒物的捕集，还可以降低下游设备的规格。有研究显示，烟气温度每降低10℃，烟气量降低约2.5%，电厂击穿电压将上升约3%，从而提高电场强度，增加粉尘荷电量，提高除尘效率；三是余热可利用，能耗降低。低低温电除尘器入口烟气温度降低，回收的热量可用于加热汽机冷凝水或锅炉补给水以提高热利用效率，节约了用煤。对于后续湿法脱硫系统，由于烟温降低，脱硫效率提高，减少了工艺降温耗水量，从而降低能耗，降低成本，减少了脱硫系统的二次污染；四是SO3可被协同去除。烟气温度低于酸露点，烟气中大部分的SO3在换热装置中因温度降低而冷凝成硫酸雾，并被粉尘吸附且与碱性物质发生中和反应，被协同去除，SO3的去除率通常可达90%以上。此外，SO3的去除解决了湿法脱硫工艺中SO3腐蚀的难题，有良好的经济效益。

2.2旋转电极静电除尘技术

旋转电极静电除尘技术的除尘原理与常规除尘技术相同，不同之处在于清灰方式。常规电除尘技术采用振打或声波的方式来清灰，旋转电极静电除尘技术则是采用可上下移动的收尘极板和非电场区旋转的刷子来清灰。粉尘被收集到阳极板上，阳极板在顶部驱动轮的带动下上下移动，附着的粉尘在还未达到形成反电晕的厚度时便移动到灰斗内，被旋转的清灰刷清除。该技术可清除常规清灰方式难以清除的粉尘，能有效避免反电晕现象，最大限度地减少振打方式造成的二次扬尘，且粉尘的驱进速度可达固定电极电场的2.5倍，能够大幅度提高除尘效率。旋转电极式电除尘器具有结构紧凑、占地面积较小、避免二次扬尘、除尘效率高、能耗少、运行费用低等优点，既能解决常规电除尘器对高比电阻粉尘、高黏性粉尘清灰难、除尘效率低的问题，又能弥补袋式除尘设备压力损失大、运行费用高、难处理高温高湿烟气的缺陷。因此，旋转电极式电除尘器对不同煤种的适应性高，应用范围比常规电除尘器更广，尤其是在高比电阻粉尘、黏性粉尘的去除方面有较好的优势。

3深度除尘技术

3.1湿式静电除尘技术

湿式电除尘技术与干式电除尘技术相比，工作原理基本相同，但湿式静电除尘技术采用水膜清灰方式代替传统的振打清灰。湿式电除尘技术除尘效率不受烟尘比电阻大小的影响，可有效避免二次扬尘和反电晕现象；同时烟尘在湿式电除尘器中除受静电力和流体曳力外，还受热泳力和液桥力的作用，提高了对细微粉尘的去除作用；此外，湿式电除尘器极板上形成的水膜会大幅度提高电除尘器内的放电电流，细颗粒的荷电能力得到增强并进一步提高脱除效率。虽然湿式静电除尘技术能够实现烟尘的低浓度排放，但冲洗排水会改变脱硫系统的水平衡，同时，含烟尘的冲洗水进入脱硫系统会对浆液性质产生一定的影响，增加脱硫废水的外排量。除此之外，湿式静电除尘器建造和运行费用高，且极板和极线易腐蚀，极大限制了湿式静电除尘器的推广。

3.2脱硫除尘一体化技术

湿法脱硫系统出口粉尘由三部分组成：经过脱硫塔洗涤、吸收后残留的粉尘，烟气经除雾器携带的含石膏、石灰石等固体颗粒的浆液液滴以及可溶性盐。湿法脱硫出口烟气中新增的石灰石与石膏颗粒分别占总颗粒物质量的47.5％和7.9％。脱硫系统除尘效果与脱硫塔运行状况、除尘器排尘浓度和颗粒粒径有关，普遍认为脱硫系统除尘效率可达50％，且湿法脱硫系统对超细颗粒物、SO3气溶胶、有毒重金属和石膏雾滴的脱除效果普遍较差。据湿法脱硫系统对烟气中总颗粒的去除效率为46％～61.7％，对PM1的去除效率介于-12.6％～-1.61％，对PM2.5的去除效率介于-2.02％～8.50％之间，对PM10的去除效率介于42.63％～58.68％之间。为了增强脱硫系统的除尘效果，可以进行以下两方面的改造。提高除雾器的除雾性能，减少烟气对浆液的携带；脱硫系统设计时兼顾脱硫效率和烟尘协同脱除效果。一般采取的措施为：提高吸收塔喷淋层浆液和喷嘴浆液覆盖率，提高塔内烟气分布均匀度，采用高效雾化喷嘴，降低吸收塔烟气流速，保证喷嘴入口压力均匀等。

结束语

总之，提出建立健全超低排放管理体制机制，切实提升环保管理水平，消除环保隐患，避免环保事件的发生；强化工程减排理念，重视工程建设的各个环节，切实提高工程质量，建设好环保设施；深化管理减排，重视环保设施的运行维护管理，切实提高环保设施的运行水平；深入开展运行状况评价，查找问题和隐患，并持续改进和优化环保设施的闭环管理，运行好环保设施，确保燃煤电厂稳定、可靠、经济地实现超低排放。

参考文献

[1]中国电力企业联合会．2017中国电力行业年度发展报告[M]．北京:中国市场出版社，2017．

[2]中国电力企业联合会．2016中国电力行业年度发展报告[M]．北京:中国市场出版社，2016．