考慮到我國(guó)的環(huán)境狀況,國(guó)家對(duì)煤電企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管日益嚴(yán)格,燃煤電廠在選擇超低排放技術(shù)路線時(shí),應(yīng)選擇技術(shù)上成熟可靠?經(jīng)濟(jì)上合理可行?運(yùn)行上長(zhǎng)期穩(wěn)定?易于維護(hù)管理?具有一定節(jié)能效果的技術(shù)?煙氣污染物超低排放技術(shù)路線選擇時(shí)應(yīng)遵循“因煤制宜,因爐制宜,因地制宜,統(tǒng)籌協(xié)同,兼顧發(fā)展”的基本原則?

顆粒物超低排放技術(shù)路線

        燃煤電廠要想實(shí)現(xiàn)顆粒物超低排放,至少面臨二方面技術(shù)的選擇?

        一是煙氣脫硝后煙氣中煙塵的去除,可以稱之為一次除塵技術(shù),主流技術(shù)包括電除塵技術(shù)?電袋復(fù)合除塵技術(shù)和袋式除塵技術(shù),電除塵技術(shù)通過(guò)采用高效電源供電?先進(jìn)的清灰方式以及低低溫電除塵技術(shù)等有機(jī)組合,可以實(shí)現(xiàn)除塵效率不低于99.85%,電袋復(fù)合除塵器及袋式除塵器可以實(shí)現(xiàn)除塵效率不低于99.9%?

        二是煙氣脫硫過(guò)程中對(duì)顆粒物的協(xié)同脫除或是脫硫后對(duì)煙氣中顆粒物的脫除,可以稱之為二次除塵或深度除塵,對(duì)于復(fù)合塔工藝的石灰石-石膏濕法脫硫,采用高效的除霧器或在濕法脫硫塔內(nèi)增加濕法除塵裝置,協(xié)同除塵效率一般大于70%,濕法脫硫后加裝濕式電除塵器,顆粒物去除效果一般均在70%以上,且除塵效果較為穩(wěn)定;對(duì)于干法?半干法脫硫,脫硫后煙氣中顆粒物濃度較高,均是采用袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵器,如不能實(shí)現(xiàn)顆粒物超低排放要求,也需加裝濕式電除塵器?

        具體工程實(shí)際選擇時(shí)需要結(jié)合工程實(shí)際情況,具體分析,考慮到各種技術(shù)的原理?特點(diǎn)及適用性?影響因素?能耗?經(jīng)濟(jì)性?成熟度等因素,綜合考慮給出燃煤電廠顆粒物超低排放技術(shù)路線?

表1.顆粒物超低排放技術(shù)路線

二氧化硫超低排放技術(shù)路線

1、超低排放需要的脫硫效率

        不同脫硫入口濃度滿足超低排放要求時(shí),需要不同的脫硫效率,為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定超低排放,脫硫塔出口SO2濃度按30mg/m3控制,則可以算出,入口濃度1000mg/m3時(shí),脫硫效率需不低于97%;入口濃度2000mg/m3時(shí),脫硫效率需不低于98.5%;入口濃度3000mg/m3時(shí),脫硫效率需不低于99%;入口濃度6000mg/m3時(shí),脫硫效率需不低于99.5%;入口濃度10000mg/m3時(shí),脫硫效率不低于99.7%?脫硫塔入口濃度范圍是超低排放應(yīng)嚴(yán)格控制的條件,新建機(jī)組技術(shù)選擇相對(duì)簡(jiǎn)單,而現(xiàn)役機(jī)組的應(yīng)用技術(shù)?裝備條件?場(chǎng)地等對(duì)技術(shù)選擇影響很大?

2、超低排放脫硫技術(shù)路線的選擇

        對(duì)于濱海電廠且海水?dāng)U散條件較好,符合近岸海域環(huán)境功能區(qū)劃要求時(shí),對(duì)于入口SO2濃度低于2000mg/m3的電廠,可以選擇先進(jìn)的海水脫硫技術(shù)?

        對(duì)于缺水地區(qū),吸收劑質(zhì)量有保證,入口SO2濃度低于1500mg/m3的300MW級(jí)以下的燃煤機(jī)組,可以選擇煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù);結(jié)合循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)脫硫效率,可以應(yīng)用于300MW級(jí)以下的中等含硫煤的循環(huán)流化床機(jī)組?

        對(duì)于氨水或液氨來(lái)源穩(wěn)定,運(yùn)輸距離短,且電廠附近環(huán)境不敏感,300MW級(jí)以下的燃煤機(jī)組,可以選擇氨法脫硫?

表2.煙氣循環(huán)流化床、海水法、氨法脫硫超低排放技術(shù)

        其他情況下主要采用石灰石-石膏濕法脫硫,對(duì)于脫硫效率要求在97%以下時(shí),可以選擇傳統(tǒng)空塔噴淋提效技術(shù);對(duì)于脫硫效率要求在98.5%以下時(shí),可以選擇復(fù)合塔脫硫技術(shù)中的雙托盤塔?沸騰泡沫塔等;對(duì)于脫硫效率要求在99%以下時(shí),可以選擇旋匯耦合?雙托盤塔等技術(shù);對(duì)于脫硫效率要求在99.5%以下時(shí),可以選擇單塔雙pH值?旋匯耦合技術(shù);對(duì)于脫硫效率要求在99.7%以下時(shí),可以選擇雙塔雙pH值?旋匯耦合技術(shù)?當(dāng)然,脫硫效率較高的脫硫技術(shù)能滿足脫硫效率較低的要求,技術(shù)選擇時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性?可靠性?

表3.石灰石-石膏濕法脫硫超低排放技術(shù)

氮氧化物超低排放技術(shù)路線

        鍋爐低氮燃燒技術(shù)是控制氮氧化物的首選技術(shù),在保證鍋爐效率和安全的前提下應(yīng)盡可能降低鍋爐出口氮氧化物的濃度?對(duì)于煤粉鍋爐,應(yīng)通過(guò)燃燒器改造和爐膛燃燒條件的優(yōu)化,確保鍋爐出口氮氧化物濃度小于550mg/m3?爐后采用SCR煙氣脫硝,通過(guò)選擇催化劑層數(shù)?精準(zhǔn)噴氨?流場(chǎng)均布等措施保證脫硝設(shè)施穩(wěn)定高效運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)氮氧化物超低排放?

        對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐,應(yīng)通過(guò)燃燒調(diào)整,確保氮氧化物生成濃度小于200mg/m3?通過(guò)加裝SNCR脫硝裝置,實(shí)現(xiàn)氮氧化物超低排放;如不能滿足超低排放要求,可在爐后增加SCR,采用一層催化劑?

        對(duì)于燃用無(wú)煙煤的W型火焰鍋爐,也應(yīng)在保證鍋爐效率和安全的前提下盡可能降低鍋爐出口氮氧化物的濃度?但目前尚難以做到較低,僅靠爐后的SCR較難穩(wěn)定滿足氮氧化物的超低排放要求,國(guó)內(nèi)外尚無(wú)成功案例,需要進(jìn)一步研究?

表4.各種爐型氮氧化物超低排放技術(shù)路線

典型的煙氣污染物超低排放技術(shù)路線

        煙氣污染物超低排放涉及到煙氣中顆粒物的超低排放?二氧化硫的超低排放以及氮氧化物的超低排放,每種污染物的超低排放都可以有多種技術(shù)選擇,同時(shí)還需考慮不同污染物治理設(shè)施之間的協(xié)同作用,因此會(huì)組合出很多的技術(shù)路線,適用于不同燃煤電廠的具體條件?顆粒物的超低排放技術(shù)不僅涉及到一次除塵,而且涉及到二次除塵(深度除塵),比較而言,技術(shù)路線選擇較多,這里僅以顆粒物超低排放為例,介紹近幾年發(fā)展起來(lái)的得到較多應(yīng)用的典型技術(shù)路線?

1.以濕式電除塵器做為二次除塵的超低排放技術(shù)路線

        濕式電除塵器作為燃煤電廠污染物控制的精處理技術(shù)設(shè)備,一般與干式電除塵器和濕法脫硫系統(tǒng)配合使用,也可以與低低溫電除塵技術(shù)?電袋復(fù)合除塵技術(shù)?袋式除塵技術(shù)等合并使用,可應(yīng)用于新建工程和改造工程?對(duì)PM2.5粉塵?SO3酸霧?氣溶膠等多污染物協(xié)同治理,實(shí)現(xiàn)燃煤電廠超低排放?

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件,WESP可以低位布置,占用一定的場(chǎng)地;如果沒(méi)有場(chǎng)地,也可以高位布置,布置在脫硫塔的頂端?顆粒物的超低排放源于濕式電除塵器的應(yīng)用,2015年以前燃煤電廠超低排放工程中應(yīng)用WESP較為普遍?WESP去除顆粒物的效果較為穩(wěn)定,基本不受燃煤機(jī)組負(fù)荷變化的影響,因此,對(duì)于煤質(zhì)波動(dòng)大?負(fù)荷變化幅度大且較為頻繁等嚴(yán)重影響一次除塵效果的電廠,較為適合采用濕式電除塵器作為二次除塵的超低排放技術(shù)路線?

        當(dāng)要求顆粒物排放限值為5mg/m3時(shí),WESP入口顆粒物濃度宜小于20mg/m3,不宜超過(guò)30mg/m3?當(dāng)要求顆粒物排放限值為10mg/m3時(shí),WESP入口顆粒物濃度宜小于30mg/m3,不宜超過(guò)60mg/m3?當(dāng)然,WESP入口顆粒物濃度過(guò)高時(shí),還可通過(guò)增加比集塵面積?降低氣流速度等方法提高WESP的除塵效率,實(shí)現(xiàn)顆粒物的超低排放?

2.以濕法脫硫協(xié)同除塵做為二次除塵的超低排放技術(shù)路線

        石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)脫除煙氣中部分煙塵,同時(shí)煙氣中也會(huì)出現(xiàn)部分次生物,如脫硫過(guò)程中形成的石膏顆粒?未反應(yīng)的碳酸鈣顆粒等?濕法脫硫系統(tǒng)的凈除塵效果取決于氣液接觸時(shí)間?液氣比?除霧器效果?流場(chǎng)均勻性?脫硫系統(tǒng)入口煙氣含塵濃度?有無(wú)額外的除塵裝置等許多因素?

        對(duì)于實(shí)現(xiàn)二氧化硫超低排放的復(fù)合脫硫塔,采用了旋匯耦合?雙托盤?增強(qiáng)型的噴淋系統(tǒng)以及管束式除塵除霧器和其他類型的高效除塵除霧器等方法,協(xié)同除塵效率一般大于70%,可以做為二次除塵的技術(shù)路線?2015年以后越來(lái)越多的超低排放工程選擇該技術(shù)路線,以減少投資及運(yùn)行費(fèi)用,減少占地?

        當(dāng)要求顆粒物排放限值為5mg/m3時(shí),濕法脫硫入口顆粒物濃度宜小于20mg/m3?當(dāng)要求顆粒物排放限值為10mg/m3時(shí),濕法脫硫入口顆粒物濃度宜小于30mg/m3?

3.以超凈電袋復(fù)合除塵為基礎(chǔ)不依賴二次除塵的超低排放技術(shù)路線

        采用超凈電袋復(fù)合除塵器,直接實(shí)現(xiàn)除塵器出口煙塵<10mg/m3或5mg/m3?對(duì)后面的濕法脫硫系統(tǒng)沒(méi)有額外的除塵要求,只要保證脫硫系統(tǒng)出口顆粒物濃度不增加,就可以實(shí)現(xiàn)顆粒物(包括煙塵及脫硫過(guò)程中生成的次生物)<10mg/m3或5mg/m3,滿足超低排放要求?

        該技術(shù)路線適用于各種灰份的煤質(zhì),且占地較少,電袋復(fù)合除塵器的出口煙塵濃度基本不受煤質(zhì)與機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)的影響?2015年以后在燃煤電廠超低排放工程中,該技術(shù)路線的應(yīng)用明顯增多?

        燃煤電廠現(xiàn)有的除塵?脫硫和脫硝等環(huán)保設(shè)施對(duì)汞的脫除效果明顯,基本都可以達(dá)標(biāo)?對(duì)于個(gè)別燃燒高汞煤,汞排放超標(biāo)的電廠,可以采用單項(xiàng)脫汞技術(shù)?