浅谈燃煤火力发电厂大气污染治理技术
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科 技 论 坛
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浅谈燃煤 火力发 电厂 Baidu Nhomakorabea气 污染治理 技术
郑 字 锋
（ 华润电力投资有限公司华南分公 司， 广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 燃煤 火力发 电带来许 多其他 副产物 ， 并产生诸 多的环境影响。煤化石燃料燃烧后 的烟气会被排放到 大气， 其 主要成分是二氧 化碳 、 水 蒸气、 以及其他的一些成分比如氮氧化 物、 二氧化硫、 灰等 污染物。通过 防治燃煤 火电厂大气污染物排放造成的污染 ， 将促进燃煤 火力发 电的技术进步和可持续发展 。 关键词 ： 除尘器； 脱硫 ； 脱硝 ； 低氮燃烧
除尘器相同， 由前级常规电场和后级旋转电极电场组成。 旋转电极 电场中 在我国燃煤火力发电厂占发电总装机容量约 ６ ０ ％， 煤作为燃料产生 阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。附着于回转阳极板上的烟 晕的厚度时， 就被布置在非收尘区的旋转清灰刷 的燃烧产物对环境空气有巨大的影响， 但是我国的能源结构决定了在今 尘在尚未达到形成反电 因此不会产生反电晕现象 耳无二次扬尘。 能提高电除尘器的除 后相当长的时间内燃煤机 组 装机容量还将不断增长， 火电厂排放的二氧 彻底清除， 化硫、 氮氧化物和烟尘仍将增加。 燃煤火 力发电排放的大气污染物治理技 尘效率， 降低排放浓度。 旋转电极式电除尘器是 ２ ０ ０ ０ 年欧盟委员 术圾工艺 历 来备 受卿蒴渚 关注。 近 几 年， 国内外涌现出了—些新型的治理 技术及工艺， 二氧化硫、 氮氧化物、 烟尘脱除效率不断得到提高， 在治理设 可行技术（ Ｂ Ａ Ｔ ） 之一 ， 是 中国环保产业协会确定的“ 十二五” 期间重点开 发和推广的电除尘新技术之一。 目 前， 国内已有数套 ３ ０ ０ Ｍ Ｗ 及以 匕 机组 备及工 艺改进同时， 能耗、 物料损耗也不断下降。 ２燃煤火电厂大气污染防治技术 旋转电极式电除尘器投 ＾ 运行。 其优点为： 保持阳极板清洁 ， 避免反电晕， 最大限度地减少二次扬尘， 显著降 燃煤火电厂大气污染防治应尽可能地考虑到环境标准的逐步严格， 有效解决高比电阻粉尘收尘难的问题 ； 减少煤、 灰成分对电除尘性能影响的敏感性， 在经济合理及 技术成熟的条件下， 对重点污 染物（ 如二氧化硫 、 氮氧化物、 低 电除尘器出口烟尘浓度 ； 增加电除尘器对不同煤种的适应 陛， 特别是高比电阳粉 尘、 粘 陛粉尘 ， 应 烟尘 ） 进行防治。 用范围比 常规电除尘器更广； 可使电除尘器小型化 ， 减小 占 地面积； 特别 ２ ． １二氧化硫防治工艺技术 二氧化硫是无色气体 ， 具有刺激陛气味， 是大气 中 几种主要的污染 适合于老机组电除尘器改造 ， 在很多场合只需将末电场改成 旋转电极电 改造工作量较小 ； 与袋式除尘器相 比， 阻力损失小 ， 维护费用低， 对烟 物质之一。 大气中的二氧化硫主 要是 ＾ 类活动产生的， 大部分 来自 煤和石 场， 并且有着较好的性价比； 整个生命周期看 ， 旋 油的燃烧以及石油炼制等。 大气中的二氧化硫会刺激人们的呼吸道 ， 减弱 气温度和烟 陛质不敏感 ， 呼吸功能， 并导致呼吸道抵抗力下降 ， 诱发呼吸道的各种炎症 ， 危害人体 其缺点为： 对安装技术要求较高； 健噱 。二每 ： 磷 ｃ ｉ 丕 回对许 多槽 哺撇 害。二氧化硫 及其生成的确翟 誉 雾 占用空间较大。 ｈ 高频电源 会腐蚀金属表面 ， 对纸制品 、 纺织品、 皮革制品等造成损伤。 ＝氧化硫的污 高频电源采用现代电子技术， 将三相工频电源经整流、 逆变成 １ ０ ｋ Ｈｚ 染还可能形成酸雨， 从而给生态系统以及农业、 森林、 水产资源等带来严 以上的高频交流电流 ， 然后通过高频变压器升压， 经高频整流器进行整流 重危害。 ｊ 目 前， 在燃煤电厂应用较广泛的脱硫工艺有 石灰石 一 石膏湿法、 氨 滤波， 形成几十千赫兹的高频电流供给电除尘器电场。 高频电源主要包括 逆变器、 变压器、 控制器。 其中全侨劐奂器实现啻流至 ０ 高频交流 法、 海水脱硫 、 旋转喷雾半干法 、 循环流化床（ Ｃ Ｆ Ｂ ） 干法 、 炉内 喷钙 一 尾部 三个部分： 加湿活化干法等。 的转换， 高频变压器 ／ 高频整流器实现升压整流输出， 为电除尘器提供供 ２ ２氮氧化物防治对策 电电源。 高频电源工作在脉冲方式时， 其脉冲宽度在 几 百帛 致 秒到 兀 ． 毫 之 在较窄的高压脉冲作用下 ， 可以有效提高脉冲峰值电压， 增加粉尘荷 目 前在燃煤锅炉上常用的氮氧化合物防治方法主要以还原法为主 ， 间， 还原 也称为干法 ， 将Ｎ Ｏ和 Ｎ Ｏ ２ 用还原剂还原成 Ｎ 干法脱硝分为选 电量 ， 克服反电晕 ， 增加粉尘驱进速度 ， 提高电除尘器的除尘效率并大幅 度节 能。 择『 塞 化还原法（ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ ） 及选择陛瞄 讹 还原法（ Ｓ Ｃ Ｒ ） 。 ２ ２ ． １选择 眭 目Ｅ 催化还原法（ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ） ｃ 低温省煤器 低温省煤器主要采用汽机冷凝水与热烟气通过换热器进行热交换， 在不使用催化剂的条件下 ， 在锅炉炉膛 匕 部烟温 ８ ５ ０ — １ １ ０ ０ ￣ Ｃ 区域 喷入还原剂（ 氨或尿素） ， 使Ｎ Ｏ 还原为水和氮气。 Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ工 艺脱硝效率一 使得汽机冷凝水得到额外的热量 ， 以Ｎ／ Ｊ ＇ 汽机冷凝水回路系统中低压加 般在 ３ ０ ９ ７ ０ ％ （ 对循环流化床锅炉可达 ５ ０ ｏ ／ ｏ ． ， ． ７ ０ ％ ￣ 高） ， 氨逃逸—般 热器的抽汽量） ，使ｊ 羞＾电除尘器的烟气温度由常规的 １ ２ ０ ￣ （ ２ ～ １ ６ ０ ￣ （ ２ 下 ０ ￣ （ ２ ～１ １ ０ ￣ Ｃ， 一般控制在酸露点 以上 １ ０ ％， 由于排烟温度 大于 ５ ｐ ｐ ｍ， Ｎ Ｈｆ ｌ Ｎ ０ 摩尔比一般大于 ｌ ， 无任何固或液体污染物生产， 无 降到低温状 ９ 二次污染 ， 投资相对较低 ， 运行费用也低 ， 但反应温度范围狭窄（ ｓ ｏ ｏ一 的降低， 进入电除尘器的烟气量减少， 粉尘比电阻降低， 除尘效率相应提 高，从而实现余热利用和提高除尘效率的双重 目的。烟气降温 ３ ０ ℃～ １ ２ ５ ０ ￣ Ｃ） ， 要有良好的｝ 昆 合 及反直空间和反应时间条件。 ２ ． ２ ２选择 陛催化还原法（ Ｓ Ｃ Ｒ ） ５ ０ ℃， 粉尘比电阻降低、 烟气量减小 ， 在同等规格情况下电除尘器的除尘 在催化 『 的作 辟 下，向 ２ ８ ０ — ４ ２ ０ ￣ Ｃ 温度条ｆ 牛 ｌ 下的烟气加入 Ｎ Ｈ ， 将 效率得到提高。 并且 ， 低温省煤器可与高频电源、 旋转电极 、 微颗粒擒集增 Ｎ Ｏ 还原为水和氮气， 可以 使用氨水或纯氨或尿素作为基本还原材 料。 效装置等多项技术组合。 ３ 结论 Ｓ Ｃ Ｒ工艺脱硝效率可达 ８ ５ ％以上，氨逃逸小于 ３ ～５ ｐ ｐ ｍ， Ｎ Ｈ ｄ ＮＯ 摩尔 总之， 我国燃煤火电 大气污染治理已经提速 ， 保护环境是我国发展的 比—般小于 Ｉ ， Ｓ Ｏ ： 转化为 Ｓ Ｏ 的 专 化率小于 ｌ ％， 但投资和维护费用相对 较高， 占地 也较 Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ大。 基本国策 ， 研究和发展燃煤火力发电厂大气污染治理技术及工艺有重大 意义， 随着伙 电厂大气污染物排放标准》 ｆ Ｇ Ｂ １ ３ ２ ２ ３ —２ Ｏ ｌ １ ） 、 气质 ２ ． ２ ． ３低氮燃烧技术 通常， 抑制 Ｎ Ｏ ｘ的生成可采取的措施有： 量标准 》 （ Ｇ Ｂ ３ ０ ９ ５－ －２ ０ １ ￣ 、 《 煤 电 节 能 减 排 升 级 与 改 造 行 动 计 划 ２ ０ １ ４ — ２ ０ ２ ０ 年 芝 严厉的环保法规标准的实施 ， 火电行业要全面推 区的 盼墓 懈 低； 降低氧浓度（ 即降『 氐 凇 气系数） ， 将部分二次风管堵 《 脱硫和脱硝技术及其装备的进步和升级 ， 实现由烟尘、 ｓ ０ ２ 、 Ｎ Ｏ ｘ 住； 由于要保证锅炉的出力， 可将部分煤粉和空气从锅炉上部投人 ， 这样 动除尘 、 就控制了燃烧火焰 中心区域助燃空气的数量 ， 缩短燃烧产物在高温火焰 绣冶 台 理、 ｝ 济Ｉ 和司 捎续 方向发展。 参考文献 区的停留时间， 避免了高温和高氧浓度的同时存在； 同时在炉膛中设 立再 燃 区，利用在主燃区中燃烧生成的烃根和未完全燃烧产物 Ｃ Ｏ 、 Ｈ 、 Ｃ和 『 １ 侏 法华， 王圣． 煤 电大气污染物超低 Ｆ 放技术集成与建议ｍ环境影响评 Ｃ ｎ Ｈ ｍ等， 将Ｎ Ｏ 的还原成 Ｎ 价２ Ｏ １ ４ ２ ５ － ２ ９ ． ｆ ２ １ 张秀云， 郑继成． 国内外烟气脱硫技术综述． 电站 系统工程 ０ １ １ ２ ２ ． ４进一步提高效率的新除尘技术 ａ 旋 转电极 ［ ３ ］ 宋华， 王雪芹， 赵 贤俊， 等． 湿法烟 气脱硫敲术研究现状及进展ｍ化
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浅谈燃煤 火力发 电厂 Baidu Nhomakorabea气 污染治理 技术
郑 字 锋
（ 华润电力投资有限公司华南分公 司， 广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 燃煤 火力发 电带来许 多其他 副产物 ， 并产生诸 多的环境影响。煤化石燃料燃烧后 的烟气会被排放到 大气， 其 主要成分是二氧 化碳 、 水 蒸气、 以及其他的一些成分比如氮氧化 物、 二氧化硫、 灰等 污染物。通过 防治燃煤 火电厂大气污染物排放造成的污染 ， 将促进燃煤 火力发 电的技术进步和可持续发展 。 关键词 ： 除尘器； 脱硫 ； 脱硝 ； 低氮燃烧
除尘器相同， 由前级常规电场和后级旋转电极电场组成。 旋转电极 电场中 在我国燃煤火力发电厂占发电总装机容量约 ６ ０ ％， 煤作为燃料产生 阳极部分采用回转的阳极板和旋转的清灰刷。附着于回转阳极板上的烟 晕的厚度时， 就被布置在非收尘区的旋转清灰刷 的燃烧产物对环境空气有巨大的影响， 但是我国的能源结构决定了在今 尘在尚未达到形成反电 因此不会产生反电晕现象 耳无二次扬尘。 能提高电除尘器的除 后相当长的时间内燃煤机 组 装机容量还将不断增长， 火电厂排放的二氧 彻底清除， 化硫、 氮氧化物和烟尘仍将增加。 燃煤火 力发电排放的大气污染物治理技 尘效率， 降低排放浓度。 旋转电极式电除尘器是 ２ ０ ０ ０ 年欧盟委员 术圾工艺 历 来备 受卿蒴渚 关注。 近 几 年， 国内外涌现出了—些新型的治理 技术及工艺， 二氧化硫、 氮氧化物、 烟尘脱除效率不断得到提高， 在治理设 可行技术（ Ｂ Ａ Ｔ ） 之一 ， 是 中国环保产业协会确定的“ 十二五” 期间重点开 发和推广的电除尘新技术之一。 目 前， 国内已有数套 ３ ０ ０ Ｍ Ｗ 及以 匕 机组 备及工 艺改进同时， 能耗、 物料损耗也不断下降。 ２燃煤火电厂大气污染防治技术 旋转电极式电除尘器投 ＾ 运行。 其优点为： 保持阳极板清洁 ， 避免反电晕， 最大限度地减少二次扬尘， 显著降 燃煤火电厂大气污染防治应尽可能地考虑到环境标准的逐步严格， 有效解决高比电阻粉尘收尘难的问题 ； 减少煤、 灰成分对电除尘性能影响的敏感性， 在经济合理及 技术成熟的条件下， 对重点污 染物（ 如二氧化硫 、 氮氧化物、 低 电除尘器出口烟尘浓度 ； 增加电除尘器对不同煤种的适应 陛， 特别是高比电阳粉 尘、 粘 陛粉尘 ， 应 烟尘 ） 进行防治。 用范围比 常规电除尘器更广； 可使电除尘器小型化 ， 减小 占 地面积； 特别 ２ ． １二氧化硫防治工艺技术 二氧化硫是无色气体 ， 具有刺激陛气味， 是大气 中 几种主要的污染 适合于老机组电除尘器改造 ， 在很多场合只需将末电场改成 旋转电极电 改造工作量较小 ； 与袋式除尘器相 比， 阻力损失小 ， 维护费用低， 对烟 物质之一。 大气中的二氧化硫主 要是 ＾ 类活动产生的， 大部分 来自 煤和石 场， 并且有着较好的性价比； 整个生命周期看 ， 旋 油的燃烧以及石油炼制等。 大气中的二氧化硫会刺激人们的呼吸道 ， 减弱 气温度和烟 陛质不敏感 ， 呼吸功能， 并导致呼吸道抵抗力下降 ， 诱发呼吸道的各种炎症 ， 危害人体 其缺点为： 对安装技术要求较高； 健噱 。二每 ： 磷 ｃ ｉ 丕 回对许 多槽 哺撇 害。二氧化硫 及其生成的确翟 誉 雾 占用空间较大。 ｈ 高频电源 会腐蚀金属表面 ， 对纸制品 、 纺织品、 皮革制品等造成损伤。 ＝氧化硫的污 高频电源采用现代电子技术， 将三相工频电源经整流、 逆变成 １ ０ ｋ Ｈｚ 染还可能形成酸雨， 从而给生态系统以及农业、 森林、 水产资源等带来严 以上的高频交流电流 ， 然后通过高频变压器升压， 经高频整流器进行整流 重危害。 ｊ 目 前， 在燃煤电厂应用较广泛的脱硫工艺有 石灰石 一 石膏湿法、 氨 滤波， 形成几十千赫兹的高频电流供给电除尘器电场。 高频电源主要包括 逆变器、 变压器、 控制器。 其中全侨劐奂器实现啻流至 ０ 高频交流 法、 海水脱硫 、 旋转喷雾半干法 、 循环流化床（ Ｃ Ｆ Ｂ ） 干法 、 炉内 喷钙 一 尾部 三个部分： 加湿活化干法等。 的转换， 高频变压器 ／ 高频整流器实现升压整流输出， 为电除尘器提供供 ２ ２氮氧化物防治对策 电电源。 高频电源工作在脉冲方式时， 其脉冲宽度在 几 百帛 致 秒到 兀 ． 毫 之 在较窄的高压脉冲作用下 ， 可以有效提高脉冲峰值电压， 增加粉尘荷 目 前在燃煤锅炉上常用的氮氧化合物防治方法主要以还原法为主 ， 间， 还原 也称为干法 ， 将Ｎ Ｏ和 Ｎ Ｏ ２ 用还原剂还原成 Ｎ 干法脱硝分为选 电量 ， 克服反电晕 ， 增加粉尘驱进速度 ， 提高电除尘器的除尘效率并大幅 度节 能。 择『 塞 化还原法（ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ ） 及选择陛瞄 讹 还原法（ Ｓ Ｃ Ｒ ） 。 ２ ２ ． １选择 眭 目Ｅ 催化还原法（ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ） ｃ 低温省煤器 低温省煤器主要采用汽机冷凝水与热烟气通过换热器进行热交换， 在不使用催化剂的条件下 ， 在锅炉炉膛 匕 部烟温 ８ ５ ０ — １ １ ０ ０ ￣ Ｃ 区域 喷入还原剂（ 氨或尿素） ， 使Ｎ Ｏ 还原为水和氮气。 Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ工 艺脱硝效率一 使得汽机冷凝水得到额外的热量 ， 以Ｎ／ Ｊ ＇ 汽机冷凝水回路系统中低压加 般在 ３ ０ ９ ７ ０ ％ （ 对循环流化床锅炉可达 ５ ０ ｏ ／ ｏ ． ， ． ７ ０ ％ ￣ 高） ， 氨逃逸—般 热器的抽汽量） ，使ｊ 羞＾电除尘器的烟气温度由常规的 １ ２ ０ ￣ （ ２ ～ １ ６ ０ ￣ （ ２ 下 ０ ￣ （ ２ ～１ １ ０ ￣ Ｃ， 一般控制在酸露点 以上 １ ０ ％， 由于排烟温度 大于 ５ ｐ ｐ ｍ， Ｎ Ｈｆ ｌ Ｎ ０ 摩尔比一般大于 ｌ ， 无任何固或液体污染物生产， 无 降到低温状 ９ 二次污染 ， 投资相对较低 ， 运行费用也低 ， 但反应温度范围狭窄（ ｓ ｏ ｏ一 的降低， 进入电除尘器的烟气量减少， 粉尘比电阻降低， 除尘效率相应提 高，从而实现余热利用和提高除尘效率的双重 目的。烟气降温 ３ ０ ℃～ １ ２ ５ ０ ￣ Ｃ） ， 要有良好的｝ 昆 合 及反直空间和反应时间条件。 ２ ． ２ ２选择 陛催化还原法（ Ｓ Ｃ Ｒ ） ５ ０ ℃， 粉尘比电阻降低、 烟气量减小 ， 在同等规格情况下电除尘器的除尘 在催化 『 的作 辟 下，向 ２ ８ ０ — ４ ２ ０ ￣ Ｃ 温度条ｆ 牛 ｌ 下的烟气加入 Ｎ Ｈ ， 将 效率得到提高。 并且 ， 低温省煤器可与高频电源、 旋转电极 、 微颗粒擒集增 Ｎ Ｏ 还原为水和氮气， 可以 使用氨水或纯氨或尿素作为基本还原材 料。 效装置等多项技术组合。 ３ 结论 Ｓ Ｃ Ｒ工艺脱硝效率可达 ８ ５ ％以上，氨逃逸小于 ３ ～５ ｐ ｐ ｍ， Ｎ Ｈ ｄ ＮＯ 摩尔 总之， 我国燃煤火电 大气污染治理已经提速 ， 保护环境是我国发展的 比—般小于 Ｉ ， Ｓ Ｏ ： 转化为 Ｓ Ｏ 的 专 化率小于 ｌ ％， 但投资和维护费用相对 较高， 占地 也较 Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ大。 基本国策 ， 研究和发展燃煤火力发电厂大气污染治理技术及工艺有重大 意义， 随着伙 电厂大气污染物排放标准》 ｆ Ｇ Ｂ １ ３ ２ ２ ３ —２ Ｏ ｌ １ ） 、 气质 ２ ． ２ ． ３低氮燃烧技术 通常， 抑制 Ｎ Ｏ ｘ的生成可采取的措施有： 量标准 》 （ Ｇ Ｂ ３ ０ ９ ５－ －２ ０ １ ￣ 、 《 煤 电 节 能 减 排 升 级 与 改 造 行 动 计 划 ２ ０ １ ４ — ２ ０ ２ ０ 年 芝 严厉的环保法规标准的实施 ， 火电行业要全面推 区的 盼墓 懈 低； 降低氧浓度（ 即降『 氐 凇 气系数） ， 将部分二次风管堵 《 脱硫和脱硝技术及其装备的进步和升级 ， 实现由烟尘、 ｓ ０ ２ 、 Ｎ Ｏ ｘ 住； 由于要保证锅炉的出力， 可将部分煤粉和空气从锅炉上部投人 ， 这样 动除尘 、 就控制了燃烧火焰 中心区域助燃空气的数量 ， 缩短燃烧产物在高温火焰 绣冶 台 理、 ｝ 济Ｉ 和司 捎续 方向发展。 参考文献 区的停留时间， 避免了高温和高氧浓度的同时存在； 同时在炉膛中设 立再 燃 区，利用在主燃区中燃烧生成的烃根和未完全燃烧产物 Ｃ Ｏ 、 Ｈ 、 Ｃ和 『 １ 侏 法华， 王圣． 煤 电大气污染物超低 Ｆ 放技术集成与建议ｍ环境影响评 Ｃ ｎ Ｈ ｍ等， 将Ｎ Ｏ 的还原成 Ｎ 价２ Ｏ １ ４ ２ ５ － ２ ９ ． ｆ ２ １ 张秀云， 郑继成． 国内外烟气脱硫技术综述． 电站 系统工程 ０ １ １ ２ ２ ． ４进一步提高效率的新除尘技术 ａ 旋 转电极 ［ ３ ］ 宋华， 王雪芹， 赵 贤俊， 等． 湿法烟 气脱硫敲术研究现状及进展ｍ化