燃煤机组烟气脱硫超低排放技术研究

燃煤机组烟气脱硫超低排放技术研究

发表时间：2018-12-17T14:23:48.240Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：孙丹

[导读] 超低排放机组常用除尘技术包括低低温电除尘技术、湿式电除尘技术、电袋复合除尘技术以及对原有电除尘的新技术改造。

营口市环境工程开发有限公司辽宁省营口市 115003

摘要：随着经济快速发展，无论在大气污染、水污染、还是噪音污染方面，都不断研究解决办法。我国重视固定污染源的排污改革，我国煤炭资源十分丰富，但是在发电行业中所占比例很小，利用电能发电成为市场主流，但是排污技术还有待提高。近年来，欧美等国家提出各种低碳环保发展路线，国内学习相关技术，在规划中，实现科学、统一规划，加强创新技术力，低端水平重复利用会导致技术受限，造成资源成本的浪费，制约创新技术的发展，因而我国有关部门加强学习与引导，将重塑火电企业生产与供应结构，加快成熟技术产品应用，鼓励推进火电企业的循环经济建设，我国火电的发展与人们生活息息相关，发展潜力巨大。

关键词：燃煤机组；烟气脱硫；超低排放技术

1燃煤电厂烟气污染物控制技术发展现状

1.1除尘技术的发展

超低排放机组常用除尘技术包括低低温电除尘技术、湿式电除尘技术、电袋复合除尘技术以及对原有电除尘的新技术改造。

低低温电除尘是指在静电除尘器之前增设低温省煤器或烟气换热装置，使除尘器入口处烟气降至90～100℃，从而使粉尘比电阻降低，同时烟气流量减少，除尘效率提高[3]。湿式电除尘采用水膜清灰的方式代替了传统干式电除尘的振打吹灰，大幅度提高电除尘器内放电电流，有效提高除尘效率，同时能脱除烟气中的酸雾、有毒重金属等有害物质。电袋复合除尘技术是充分结合电除尘和袋除尘的优势，利用电场除去烟气中大部分的烟尘，然后利用滤袋收集剩余的微细粉尘，其除尘效率高于静电除尘器，但会增加烟道阻力，且对烟气温度比较敏感，滤袋需定时更换，维护成本较高。原有电除尘新技术改造主要路线有：移动电极电除尘、高频电源技术改造、电除尘本体增容改造等。

1.2脱硫技术的发展

我国燃煤电厂应用最广泛的脱硫工艺为石灰石—石膏法，早期的单塔脱硫技术已经不能满足超低排放的要求。脱硫提效改造主要通过增加喷淋层、增加烟气停留时间、提高塔内烟气均流性，原塔无法改造时可采用单塔双循环及双塔双循环技术，以上技术科有效提高喷淋覆盖率、优化浆液PH值、降低烟气流速、同时促进脱硫系统的协同除尘[4]。

1.3脱硝技术的发展

燃煤电厂对氮氧化物的脱除主要采用低氮燃烧技术和选择性催化还原技术（SCR）相结合的工艺。对NOx超低排放改造主要是优化低氮燃烧技术并增加SCR脱硝催化剂的层数。常规低氮燃烧器大部分的NOx是在燃烬风区域生成的，改造时，可增加燃烬风的配比，能有效降低NOx的生成；同时近年来兴起的双尺度低氮燃烧改造技术也能同时确保低氮及稳燃。SCR脱硝系统改造主要是将原有的备用层加装催化剂，有效提高脱硝效率，SCR技术还可实现汞的协同脱除。

2燃煤机组超低排放技术

2.1二氧化硫超低排放

石灰石-石膏湿法脱硫技术（FGD）成熟、处理效率高，是我国现阶段燃煤电厂烟气SO2处理的主流技术。当前石灰石-石膏湿法脱硫技术处理效率一般只有95%左右，若要将效率提升至98%，以至于满足超低排放的要求，则需要在影响处理效率的各个要素上采取增效技术。首先，采用石高质量的灰石。选择易粉磨、纯度高（碳酸钙>85%）、反应活性高的石灰石，提高中和反应效率，同时减少杂质对系统安全稳定运行造成的风险。第二，提高气液传质效率。以气液逆向喷淋吸收塔为例，受塔体内部气液接触时间、面积的限制，气液传质效率瓶颈明显，制约了脱硫效率的进一步提升。一般可采用旋汇耦合技术来改善传质状况，通过特制的湍流器产生气液旋转翻腾的湍流空间，有利于气液固三相充分接触，有效降低气液膜传质阻力，提高传质速率，达到提高脱硫效率的目的。第三，采用脱硫增效添加剂。该物质主要成包括碳酸钠、硫酸镁、苯甲酸、二盐基酸等，将其应用于脱硫技术中，可有效提高二氧化硫、石灰石的溶解速度。同时，还起到调节固液界面的作用，降低固液界面之间的阻力，提高传质效率。

2.2烟尘超低排放

目前，低低温电除尘技术几乎成为燃煤电厂烟尘超低排放的主流技术之一。低低温电除尘技术是从电除尘器及湿法烟气脱硫工艺演变而来。该技术在有效提高除尘效率的同时，还能去除大部分的SO3，实现烟气的协同治理。低低温电除尘技术的实质是烟气进入干式电除尘（EDSP）之前，先在低温省煤器或热媒体气气换热装置（MGGH）中进行冷却处理，将进入干式电除尘器的烟气温度降低至85～90℃，即酸露点以下，使烟气中大部分的SO3在低温省煤器或MGGH中冷凝形成硫酸雾，黏附在颗粒物上并被碱性物质中和，有效降低颗粒物的比电阻，趋近速度得到加快，避免反电晕现象的发生，从而在有效提高除尘效率的同时去除大部分的SO3。烟气经过低低温电除尘和高效石灰石-石膏湿法脱硫装置（WFGD）处理后，排放口的颗粒物浓度一般可达到10mg/m3以下。若要进一步提高颗粒物的去除效果，可考虑在WFGD后增加湿式电除尘（WESP）装置，颗粒物的排放可达到5mg/m3以下。湿式电除尘主要处理含水率较高乃至饱和的湿气体，采用定期冲洗集尘级表面的方式清灰，可克服高比电阻产生的反电晕现象，无二次扬尘，具有较高的除尘效率的同时还能有效收集细颗粒物（PM2.5）、SO3气溶胶、重金属等，具有很强的协同治理能力。

2.3氮氧化物超低排放

我国当前燃煤电厂主要是应用低氮燃烧+烟气脱硝相结合的技术路线来实现NOX的超低排放。低氮燃烧主要是通过降低反应区的氧气含量、缩短燃煤在高温区的停留时间、控制燃烧区的温度等方法，从源头控制NOx生成量，主要技术包括空气分级燃烧、低过量空气系数燃烧、低氮燃烧器等。主流烟气脱硝技术主要包含SCR和SNCR两种。其中SCR脱销技术是目前技术最成熟、应用最广泛的一种烟气脱硝工艺。SCR脱硝装置一般安装在省煤器与空预器之间，以NH3作为还原剂，在300～420℃的温度和有催化剂的条件下，烟气中NOx被NH3还原为N2，达到NOx的脱除效果。在实际运行过程中，在各种因素的影响下SCR装置可能会存在淤堵、催化剂腐蚀等问题，导致SCR置无法正常工作。因此，需要根据实际情况合理选择设备装置、催化剂种类，以保证脱硝装置稳定运行。SCR装置一般可安装两层催化剂，并备