浅析火电厂热机的超低排放技术

徐广强 侯振

（山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013）

浅析火电厂热机的超低排放技术

徐广强 侯振

（山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013）

由于目前能量的提供主要是以煤炭为主，本文在目前实行的火电厂排放基础上，提出了对燃煤电厂最低的排放要求，燃煤机组达到天然气燃气轮机组排放限值标准，分析出较为先进的高效的除尘、脱硫、脱销技术，各个烟气污染物脱除装置的协同效应及超低排放工程的实施情况。

火电厂；热机；超低排放；烟气污染

我国的能源供给主要依靠的是煤炭，能源的清洁化及环境保护的压力，让清洁高效发展成为我国能源发展的主要计划。根据我国印发的《大气污染防治行动计划》，提出大气中可吸入颗粒物和细颗粒物的治理目的，地方政府逐步加强对环境质量的管控，因此需要鼓励燃煤电厂实施烟气清洁排放，推行脱硫脱硝和除尘的新技术[1]。

1 高效除尘技术

目前，我国火电厂的除尘器是以电除尘器为主，随着对环保要求的不断提升，除尘效率的需求也越来越高，除了增加电场的数量，多种高效电除尘技术得到了广泛的应用，与此同时，采用布袋除尘器和电袋复合除尘器的比例也越来越高[2]。

1.1 干式电除尘器提效技术

干式电除尘器处理较大烟气量，除尘效率高，适应范围较广，设备阻力较低，运行维护费用低等优点，存在问题主要是高比电阻粉尘容易产生反电晕、振打清灰引发二次扬尘等。

烟气调制技术通过添加调直机调整烟气和粉尘的特性参数，让它们更加容易被电除尘器收集，提高电除尘器的效率，降低粉尘的排放。调直机的选择需要考虑煤炭的成分和飞灰成分，比电阻和烟气温度等因素[3]。该技术主要是通过利用高频开关技术对电除尘器的供电电源的脉冲高度和脉冲宽度以及频率进行灵活的调整，继而能够提供从接近纯直流到脉动幅度很大的电压波形。

1.2 袋式除尘技术

袋式除尘器利用纤维滤料的袋装过滤原件对烟气中的粉尘进行收集，影响除尘效率的主要因素包括滤料性能和清灰的方式。尤其是对于亚微米级的粉尘具有非常有效的手机效果，但是本体的阻力比电除尘器的阻力高，滤袋的使用寿命会影响运行的成本。

2 高效脱硫技术

2.1 提升石灰石品质

由于石灰石品质的提升主要通过对其纯度、活性、细度、硬度等方面做出相应的措施来达到。为此，在实际的脱硫操作中，需要选择纯度和活性较高，但硬度较低的石灰石。这种品质的石灰石在实际的运用中，方便研磨，继而加大其与硫化物的接触面积，加快了脱硫反应，并提高石灰石的利用率和脱硫效率，在最大程度上减少杂质造成的不利影响，最终保证系统运行的稳定性，有利于脱硫副产品的综合利用。

2.2 强化气液传质效果

对于气液逆向喷淋吸收塔，塔中的气液接触面积、时间和分布均匀性能够直接影响气液传质的效果，从而影响脱硫的效率，根据超低排放的要求，需要对气液比进行提高，同时利用各种高效的气液分布装置来对气液传质效果进行强化，提高脱硫的效率。

3 高效脱硝技术

3.1 烟气脱硝技术

烟气脱硝技术可以分为两种，即湿法脱硝和干法脱硝，主要有气相反应法、离子体法、液体吸收法、吸附法等。现阶段，SNCR与包括低NOx燃烧器、再燃烧技术等的联合运用是主要发展方向。

（1）气相反应法。主要可以分为三种还原法，即选择性催化法（SCR）、炽热碳法和选择性非催化性法（SNCR）。

SCR的主反应过程为：NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O；2NO2+4NH3+O2= 3N2+6H2O；4NH3+2NO+2O2=3N2+6H2O，副反应为：2SO2+O2=2SO3。这种技术的反应温度在300～480℃的时候，脱硝率可以高达75%以上。

炽热碳法是以碳的物理化学性质为基础，将碳作还原剂，通过高温的环境将硝化物、硫化物还原，继而降低了排放量。炽热碳法属于一种无催化剂、非选择性性还原反应。

SNCR的反应过程为：4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O；2NO+4NH3+2O2= 3N2+6H2O；8NH3+2NO2=7N2+12H2O。该技术可以通过改造中小型锅炉来实现，成本较少，但是却有较大的溢出量，脱硝效果不明显。

（2）离子体法。如电子束照射法，这种方法法是用电子束照射烟气，生成强氧化性的OH基因、O原子和NO2，进而氧化烟气中的二氧化硫和氮氧化物，生成硫酸和硝酸，加入氨气，生成NH4NO3。

（3）液体吸收法。液体吸收法在实际操作中应用较为广泛，主要是利用稀硝酸、浓硝酸等来吸收NOx，但湿法脱硝的效果不明显。

（4）吸附法。通过泥煤、天然沸石、活性炭、分子筛、硅胶等吸附剂脱除NOx，其中活性炭、分子筛兼具催化的功能，可以使废气中的NO催生成NO2，再用水或碱吸收之后得以回收。各种烟气脱硝技术的优缺点比较见于表1。

表1 烟气脱硝技术比较

3.2 低NOx燃烧技术

低NOx燃烧技术是在燃烧过程中，通过降低燃烧温度，避免局部出现高温、减少高温区烟气的停留时间、适当降低过量空气系数与氧气浓度，保持煤粉在缺氧条件下的燃烧状态来有效控制NOx的产生量。

4 结论

根据我国印发的《大气污染防治行动计划》，提出大气中可吸入颗粒物和细颗粒物的治理目的，地方政府加强环境质量的提升压力越来越大，因此需要鼓励燃煤电厂实施烟气清洁排放，推行脱硫脱硝和除尘的新技术。为了达到超低排放的要求，需要协调运用各种先进、高效的除尘、脱硫、脱硝技术。其具体做法就是分析烟尘、二氧化硫等多种污染物脱除技术的优势，并综合这些优势，进一步推动脱除技术的协调运作。

对于燃煤电厂，开发和利用先进的高效的除尘、脱硫以及脱硝技术，从环境保护和污染物治理的角度来看，考虑污染物之间的影响，利用现有的污染物治理设备进行协同工作，对烟尘、二氧化硫和氮氧化物及汞进行协同治理，是未来烟气污染物治理的主要发展趋势。

[1]张巍.强化传质脱硫增效技术在火电厂超低排放的应用[J].中国高新技术企业，2015（10）：85～86.

[2]王志轩.燃煤电厂大气污染物“超低排放”基本问题思考[J].环境影响评价，2015（4）：14～17.

[3]余伟权，修海明，陈奎续，等.电袋复合除尘技术在火电厂增效改造中的应用[J].中国环保产业，2015（4）：13～16.

X773

A

1004-7344（2016）24-0073-01

2016-8-7

徐广强（1983-），男，山东济南人，中级工程师，研究生，从事电力设计工作。