燃煤锅炉烟气超低排放问题分析与优化路径

燃煤锅炉烟气超低排放问题分析与优化路径

许春明

新疆克拉玛依市独山子区晟通热力有限责任公司  新疆克拉玛依市  833699

摘要：本文主要探讨实现超低排放对于现阶段烟气脱硫、脱硝、除尘技术，包括协同处理技术在内所提的要求，对新建项目、升级改造提出针对性的解决策略，并分析现阶段一些比较经典且趋于完善的超低排放技术路线，希望能对超低排放技术改造项目的开展起到促进作用。

关键词：燃煤锅炉烟气；超低排放技术；问题分析；优化路径；探讨与论述

引言

国家三部委于2015年12月11日正式颁发并实行了《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》文件，其中对加快现役燃煤发电机组超低排放改造速度作出重点强调，具体包括烟气排放要在5mg/m³以下，二氧化硫保持在35mg/m³之内，一氧化碳不能超出50mg/m³，截止2017年，东部地区的超低排放改造指标必须如期达成，比此前的2020年提前三年时间；不仅仅是东部地区，全国范围内有条件的地区都要朝这一目标奋斗，各省市的政策文件相继推出，超低排放的实施范围进一步扩展、将时间提前，尽早取得超低改造的理想效果。

1. 脱硝技术

现阶段，国内外应用的脱硝技术是以混合法、低氮燃烧、选择性氧化还原和非催化还原这四种最为常见。低氮燃烧技术通过低氮燃烧器的改造处理后，无还原剂，脱硝效率稳定在20%至60%范围内。选择性非催化还原工艺，炉内温度高达930-1090摄氏度，通过窗口将还原剂喷出，无催化剂，脱硝效率为25%至50%左右，仅需极少的固定投资，只是氨过量三到五倍，运行成本昂贵，如果出现氨逃逸的话，会带来二次污染的问题。选择性催化还原，需要用到催化剂，反应温度在320-420摄氏度以内，喷尿素、氨水均可，脱销效率在90%以上，效率理想，技术的成熟度高，运行成本不高，在超低排放中占据着关键地位。

2. 除尘技术

（1）干式除尘

气力输灰系统由布袋除尘器飞灰处理系统、库顶卸料及排气系统、灰库气化风系统、库底卸料系统、控制用气及布袋脉冲清洗用气系统、输送用空压机系统及空气净化系统、控制系统组成。通过压缩空气作为气力输灰的动力源，由设置在仓泵上的密闭管道，使粉煤灰被输送到灰库，再通过库底卸料器、散装机、双轴搅拌机向外排灰，实现无污染排灰。布袋除尘器和气力输灰系统在运行过程中由于各方面因素的存在都难免会有故障问题的产生，倘若判断失误或处理时间延后，轻则会使除尘器走旁路，导致环境污染事故的发生，情节严重时则会因锅炉炉膛正压致使锅炉被迫跳车，危及在场人员的人身安全。干式除尘在脱硫塔前端处理环节中比较常见，以静电除尘、超净电袋除尘、电袋复合除尘、袋式除尘技术等应用最为广泛。对于电除尘的增效技术而言，主要有新型高压电源技术、低低温电除尘和微颗粒补集增效等技术类型。袋式除尘一般的排尘浓度都是在每立方米三十毫克及以上，使用寿命不低于三年。电袋除尘是一种复合除尘器，包含静电除尘及过滤除尘在内。除尘效率接近百分之百，粉尘排放在每立方米二十毫克以下。为了能达到超低排放效果，通常以电袋除尘、袋除尘为主要手段，近端时间以来，低低温电除尘出现在人们的视野中，但其实早在二十世纪九十年代末期，该技术在日本就已经普及开来了，它通过气气换热器、烟气冷却换热器等，将电除尘器入口的烟气温度控制在酸露点之下90-100摄氏度的范围内，烟尘比电阻减小，促进除尘效率的不断提升；与此同时，烟气包含的三氧化硫在粉尘表面冷凝并粘附，具有协同脱除的功效；另外，还能使脱硫工艺水的消耗下降，发挥余热的价值[1]。

（2）湿式电除尘

湿式电除尘通过液体冲刷集尘极表面达到清灰效果，无需考虑粉尘比电阻因素，就可以对效率低的污染物进行捕集，一般是在FGD出口复合污染物的排放问题中予以引用，酸雾去除率在95%以上，尘不超出每立方米五毫克的水平。电投远达环保工程公司自主研发的远达蜂窝管式湿式电除尘技术就是最典型的一个例子，其在渭河发电公司3号三百兆瓦机组工程中的应用，除尘器入口的粉尘浓度只有每立方米32.3毫克，出口的粉尘浓度控制在每立方米0.8-1.5毫克之内，除尘效率不低于95%。

3. 脱硫技术

对于烟气脱硫技术来说，通常按脱硫产物的形态进行划分，包括湿法、干法、半干法烟气脱硫这三种工艺类型，但85%都是湿法脱硫技术，在国内外地区的大型电厂当中，用石灰石-石膏法工艺的最为普遍，因为它不仅效率高，而且吸收剂的成本低廉，但需要消耗很长时间，一次投入高额资金，吸收剂系统较负责，对于副产品石膏尚未开发出高效利用的路径。氨法脱硫与真正意义上的循环经济相距最近，硫铵化肥的市场前景可观，尤其是小型锅炉的市场有会很大的开发潜力。湿法脱硫技术路线的流派较多，常见的有双塔塔技术、单塔双循环技术和U形塔技术等等。其中，单塔双循环技术的先进性最高，最合适用在新建项目中，成本低，系统阻力也不大。为了能达到超低排放目标，降低酸雾、硫铵雨和氨逃逸，以及促进脱硫效率的提升才是最重要的点

[2]。

4. 烟气协同处理技术

在现阶段的烟气治理而言，未来很可能会朝着烟气协同处理技术的方向转型，它是利用一台或多台设备，来同时脱除多种污染物，相对于一般的烟气治理路线，其排放指标会更占优势，并且技术经济性特点非常突出。

5. 超低排放技术路线

对于现阶段的技术，实现二氧化硫、氮氧化物的超低排放难度很低，只需采取一定的措施即可，总尘控制，以及脱硫塔出口酸雾、硫铵雨和石膏雨如何处理才是最头疼的问题。对此，超低排放技术路线分别推出了两种主要的工艺技术路线，即烟尘的终端治理和烟气协同治理，对应的核心工艺为湿式电除尘、烟气脱硫除尘协同治理技术。

对于超低排放的工艺路线大体上可以划分为两类，一类是超低排放工艺路线一，锅炉进行脱硝处理之后进入到烟气的冷却器当中，使用干式除尘以及烟气的湿法脱硫之后通过烟囱排出。对于本次的技术路线当中需要满足烟气的排放浓度不能超过5MG/Nm³³，在脱硫塔的FGD的后面还需要安装WESP作为二级的除尘设备体系，现阶段主要是用于石灰石以及石膏法的脱硫塔当中，在氨法脱硫当中使用进行加湿电的经验还较为欠缺，WESP可以做到高校的开展烟尘实现对于石膏颗粒的去除，实现对于酸雾等杂志的排放，适合对于用于脱硫除尘系统的升级改造以及指标较为严格的区域当中。

对于超低排放工艺的路线二当中使用氧化脱硝以及空气预热器的模式进行最后使用干式除尘和烟气的脱硫除尘法进行处理，使用烟气的再热之后通过烟囱排出。为了群面降低电厂设备的运行和投资的实际费用，高校的烟气脱硫除尘协同处理技术已经是当下非常关键的研究方向，对于本次工艺技术路线当中还是使用低温电除尘的模式进行，电除尘之前需要安装GGH，烟气的温度也从130摄氏度降低到了烟气的酸露点以下，最终实心了低温电除尘的开展，有效的控制了尘和SO3含量的摄入，减少后端处理的难度，保证在进入到脱硫塔入口当中含尘量需要小于20MG/Nm³，虽然在我国国内除尘当中使用干式除尘的设备的企业较多，但是如果需要保证在进入到脱硫塔入口的含尘量本身需要低于30MG/Nm³的时候，脱硫和除尘需要在脱硫塔当中完成，对于这样的技术路线本身可以有效的避免WESP带来的高投资和高能耗的情况。

结束语

选哪种技术路线，应结合自身实际，以现状处理、空间改造和装置瓶颈等为入手点，所用改造方案不仅要具备良好的经济性，更重要的是技术安全性达标。对于改造升级的项目，主要看电除尘器的提效空间如何，若空间不足的话，可以将高效除尘除雾和喷淋设备安装在塔内，从而取得超低排放的效果。

参考文献：

[1]李振兴.燃煤锅炉烟气超低排放问题分析与优化路径[J].科学技术创新,2020(20):151-152.

[2]李振生,张军.燃煤锅炉烟气超低排放问题分析与优化探索[J].节能,2018,37(08):82-85.