燃煤电厂超低排放技术改造分析

燃煤电厂超低排放技术改造分析

摘要：近年来我国的社会经济发展取得了飞速的进步，各行各业的发展都得到

了有力的推动，而与此同时，我国的环境污染、雾霾大气污染、能源枯竭等问题

却逐渐突出。能源与环境是经济发展中的重要因素，同时也是人们生存、发展的

重要组成部分，因此，如何解决能源、环境与经济的三者关系，促进人与自然和

谐发展是当下需要迫切决绝的问题。本文对燃煤电厂超低排放技术改造进行了有

效的分析。

关键词：燃煤电厂；超低排放；技术改造

1 引言

2015我国环保部、国家发展和改革委员会和国家能源局共同印发了《关于印

发<全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案>的通知》，其中对燃煤电厂

的排放以及节能改造都提出了新的要求，这一工作方案的提出，是改善当前大气

环境污染、缓解资源约束的重要举措。超低排放是一项促进大气环境质量提升的

技术措施，其在促进我国环境保护发展方法发挥着重要的作用。

2燃煤电厂超低排放技术要求

根据燃煤电厂锅炉大气污染物排放特征分析，若要达到10mg/m3的颗粒物排放浓度，煤粉炉尾部烟气控制系统的综合除尘效率需高于99.90%～99.97%，且具

有较好的细颗粒物捕集能力；流化床尾部烟气控制系统的综合除尘效率需不低于99.98%。若达到35mg/m3的SO2排放浓度，锅炉尾部烟气控制系统的综合脱硫

效率需高于95.63%～99.65%；若采用了简单炉内喷钙技术，锅炉尾部烟气控制系

统的综合脱硫效率需高于90.28%～99.42%；对于采用了燃烧脱硫的循环流化床，

锅炉尾部烟气控制系统的综合脱硫效率需不低于56.25%～97.67%。若达到

50mg/m3的NOx排放浓度，煤粉炉尾部烟气控制系统的综合脱硝效率需不低于77.38%～99.01%，若采用了低氮燃烧技术，尾部烟气控制系统的综合脱硝效率需

不低于72.83%～95.05%；流化床尾部烟气控制系统的综合脱硝效率需不低于

32.43%～77.38%。

3电厂超低排放改造技术路线选择

3.1 烟气脱硫

（1）采用方式：脱硫系统超低排放改造采取脱硫除尘一体化改造方式，改造后的脱硫装置在高效脱除烟气中的SO2的同时，对烟气中的烟尘也具有较高的脱

除效果。（2）改造内容：更换3台循环泵头，电机利旧；更换3层喷淋层及喷嘴，增加沸腾式传质结构（托盘）及增设烟气再分布器，吸收塔入口烟道烟气均

流改造，将原屋脊式除雾器更换为管束+屋脊式高效除雾器，烟囱CEMS更换，吸收塔塔体及附属设备的检查、检修。（3）性能要求：在锅炉BMCR工况下，改

造后FGD入口SO2浓度为7000mg/Nm3时，FGD出口SO2浓度≤20mg/Nm3，脱

硫效率≥99.72%，除雾器出口烟气携带的液滴含量低于20mg/Nm3（干基），运行阻力≤3300Pa。

3.2 烟气脱硝

（1）采用方式：单一的技术手段难以达到脱硝系统超低排放改造的要求，因此采取低氮燃烧改造+SCR混合技术的方案。（2）改造内容：将锅炉燃烧器更换

为新型低氮燃烧器，启用SCR系统催化剂备用层，即由原设计的2+1层催化剂，

改为3层蜂窝式催化剂运行，脱硝反应器入口烟气均流改造，SCR系统进出口CEMS改造，氨的逃逸率分析仪更换，脱硝供氨系统检查、检修。（3）性能要求：

在锅炉BMCR工况下，改造后脱硝入口NOx浓度不超过280mg/Nm3时，出口NOx浓度≤30mg/Nm3，脱硝效率≥90%，SCR系统烟气阻力≤1000Pa，氨的逃逸率

≤2.5ppm，SO2/SO3转化率≤1%。

4 燃煤电厂超低排放控制技术

4.1 烟尘超低排放控制技术

烟尘控制技术按除尘机理可分为机械式除尘、过滤式除尘、静电除尘和湿式

除尘。而机械式除尘，如重力沉降、惯性除尘、旋风除尘，捕集细颗粒的能力较弱；过滤式除尘，如颗粒层除尘、布袋除尘，适用于细颗粒捕集，除尘效率可高

于99%；静电除尘有干式和湿式之分，通常根据需要设置电场数，除尘效率可高

于99%；湿式除尘，如文丘里除尘、水膜式除尘、自激式除尘，高效除尘时能耗

代价大，且有废水产生。综合考虑各类除尘技术对燃煤电厂烟尘的适应性、除尘

效率、能耗和技术成熟度，静电除尘（ESP）、布袋除尘（BF）及二者相结合的

技术更适用于燃煤电厂锅炉烟尘超低排放控制。ESP通过使烟尘荷电在电场作用

下分离。ESP能够在宽温度、压力和粉尘负荷条件下运行，设计为有耐腐蚀和抗

磨性。ESP性能受烟尘粒径分布影响，粒径≤2.5μm时除尘效率下降明显。ESP适

宜捕集比电阻在1×104～5×1010Ω•cm的烟尘，比电阻可通过喷射SO3等烟气调

质方法调节。ESP内气流分布会不均匀增加其腐蚀风险。

4.2 SO2超低排放控制技术

烟气脱硫技术按过程干湿状态可分为湿法、半干法和干法。湿法脱硫技术，

如石灰/石灰石洗涤法、海水脱硫法、氨吸收法、钠碱吸收法，脱硫效率可达90%以上；半干法和干法脱硫技术，如旋转喷雾干燥、循环流化床烟气脱硫、烟道喷射、炉内喷射，吸收剂利用率要低于湿法工艺。综合分析各脱硫技术的脱硫效率、技术成熟度等，湿式石灰/石灰石洗涤、海水脱硫、喷雾干燥、循环流化床烟气脱硫、烟道喷射、炉内喷射技术更适用于燃煤电厂锅炉SO2超低排放控制，湿式石

灰/石灰石洗涤法通过喷入含石灰/石灰石吸收剂浆液吸收烟气中硫氧化物。该法SO2和SO3脱除率分别可达92%以上和50%，可同时捕集烟尘，除尘效率可达50%，还可降低烟气中HCl、HF、重金属的排放。湿法脱硫系统运行环境恶劣，

会发生腐蚀、侵蚀和磨损。海水脱硫法利用海水固有特性吸收烟气中SO2，脱硫

效率可达85%～98%。

4.3多污染物控制技术

多污染物控制技术主要是指NOx和SOx的联合控制，如吸附/再生（活性炭等）、气体/固体催化（WSA-SNOx、DeSONOx、SNＲB）、电子束辐射、碱喷射、湿式洗涤。其中，活性炭工艺、WSA-SNOx和DeSONOx相对较为成熟。活性炭工

艺基于活性炭对SO2、NOx污染物分子的吸附，在SO3、汞、二恶英等有毒大气

污染物控制方面也具有相当大潜力，废水量少。WSA-SNOx工艺顺序采用两种催

化剂，SCR脱除NOx，SO2氧化为SO3，能够有效控制粉尘、SOx和NOx，PAHs、二恶英、呋喃等有机物可被催化降解，能够回收热能，不产生废水或废物。DeSONOx工艺可控制烟尘、NOx和SOx的排放，理论上可以生产液态SO2、硫酸

和单质硫。总体来讲，多污染物控制技术虽已有工业应用，但运行时间有限，仍

需逐渐积累经验。

5 结束语

总而言之，超低排放技术对于当前我国环境污染现状来说，其是决绝能源、

环境、经济三者关系的有效手段，也是促进人与自然和谐发展的重要举措。燃煤

电厂通过实施超低排放改造，可以有效减少污染物排放、改善环境空气质量，同