煤粉工業(yè)鍋爐超低排放技術(shù)淺析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:針對煤粉工業(yè)鍋爐的主流污染控制技術(shù)及其項(xiàng)目應(yīng)用效果進(jìn)行分析，參照電站鍋爐煙氣凈化布置工藝及小型濕式電除塵器在中國的應(yīng)用情況，提出一種煤粉工業(yè)鍋爐超低排放技術(shù)工藝。該工藝在可以實(shí)現(xiàn)煙塵、SO2、NOx超低排放，對煙氣中復(fù)合污染物進(jìn)行有效控制，適合在中國大面積推廣。

關(guān)鍵詞：煤粉；工業(yè)鍋爐；污染控制；超低排放；濕式電除塵器

中國在用燃煤工業(yè)鍋爐47×104臺余，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、水泥、造紙、供熱等多個行業(yè)，年消耗煤炭達(dá)6.4×108t，占全國總煤炭消費(fèi)量的18%左右。由于能源消費(fèi)基數(shù)大、技術(shù)裝備落后、運(yùn)營水平不高、環(huán)保措施不到位等原因，燃煤工業(yè)鍋爐年排放煙塵約410×104t、SO2約570×104t、NOx約200×104t，分別占全國排放總量的32%、26%、15%[1]，是名副其實(shí)的污染物排放大戶。

近年來，隨著煙氣治理技術(shù)不斷發(fā)展，國家對煙氣污染物的排放控制日趨嚴(yán)格。要求所有具備改造條件的燃煤電廠，到2020年力爭實(shí)現(xiàn)煙塵、SO2、NOx在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3[2-3]；山東省出臺了《關(guān)于加快推進(jìn)燃煤機(jī)組（鍋爐）超低排放的指導(dǎo)意見》，對燃煤工業(yè)鍋爐的煙塵、SO2和NOx的超低排放做出明確要求。

針對燃煤工業(yè)鍋爐超低排放的開發(fā)推廣已是大勢所趨。煤粉工業(yè)鍋爐由于能源利用效率和污染物排放控制的良好表現(xiàn)，近年來獲得了較為廣泛地發(fā)展。煙塵、SO2、NOx排放濃度均可滿足GB13271—2014鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中重點(diǎn)地區(qū)大氣污染物特別排放限值的要求，即基準(zhǔn)氧含量9%條件下煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于30mg/m3、200mg/m3、200mg/m3。

但各項(xiàng)污染物的排放數(shù)據(jù)對比超低排放限值，仍有一定差距。開發(fā)一種適合煤粉工業(yè)鍋爐的低成本、高效率的超低排放技術(shù)迫在眉睫。

1煤粉工業(yè)鍋爐的污染控制技術(shù)

煤粉工業(yè)鍋爐的主流污染控制技術(shù)是袋式除塵技術(shù)、濕法脫硫技術(shù)、低氮燃燒技術(shù)、SNCR脫硝技術(shù)和SCR脫硝技術(shù)。

1.1袋式除塵技術(shù)

袋式除塵技術(shù)（FabricFilter，F(xiàn)F）是一種是利用袋狀過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的干式除塵技術(shù)。目前根據(jù)煙氣的溫濕度、原始灰塵濃度、酸堿度等使用條件的不同，已開發(fā)出多種耐熱性良好、化學(xué)性能穩(wěn)定性、過濾效率出色的濾袋產(chǎn)品。

袋式除塵技術(shù)效率高，一般可達(dá)到99.5%以上，煙塵排放質(zhì)量濃度可低于30mg/m3，對亞微米顆粒具有較高的分級除塵效率[4]，已廣泛應(yīng)用在各工業(yè)領(lǐng)域，成為中國大氣污染控制特別是PM2.5排放控制的主流技術(shù)。

1.2濕法脫硫技術(shù)

濕法脫硫技術(shù)（WetFlueGasDesulfurization，WFGD）是一種用堿性氧化物水溶液或水漿液在吸收塔內(nèi)噴淋洗滌煙氣中SO2的技術(shù)。根據(jù)采用脫硫劑的不同，常用的濕法脫硫技術(shù)有石灰石/石膏法、氨法和氧化鎂法等三類，脫硫效率均能達(dá)到95%以上。

濕法脫硫技術(shù)在電力、冶金、石化等行業(yè)應(yīng)用廣泛，占世界脫硫總裝機(jī)容量的85%左右。中國90%以上的煙氣脫硫工程采用的是石灰石/石膏濕法脫硫工藝，遼寧、山東等鎂礦儲量較為豐富的地區(qū)有一定氧化鎂法脫硫工藝的應(yīng)用。

1.3NOx控制技術(shù)

1.3.1低氮燃燒技術(shù)

低氮燃燒技術(shù)是采用空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)等手段，通過延緩燃燒進(jìn)程或稀釋煙氣顯熱，以控制熱力型NOx的一類技術(shù)的統(tǒng)稱。

國家環(huán)境保護(hù)燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能與污染控制工程技術(shù)中心（以下簡稱“工程中心”）采用空氣分級燃燒和煙氣再循環(huán)等方式，開發(fā)的新一代煤粉工業(yè)鍋爐燃燒器已可實(shí)現(xiàn)NOx折算初始排放濃度<200mg/m3。1.3.2SNCR脫硝技術(shù)SNCR（SelectiveNon-CatalyticReduction，選擇性非催化還原）是一種通過向高溫?zé)煔庵心蛩鼗虬被衔镒鳛檫€原劑，有選擇性地把煙氣中的NOx還原為N2和H2O的脫硝技術(shù)。操作溫度在800℃~1000℃，脫硝效率在30%～80%[5]。

1.3.3SCR脫硝技術(shù)

SCR（SelectiveCatalyticReduction，選擇性催化還原）是一種基于在催化劑的作用下，通過向煙氣中噴入尿素或氨基化合物作為還原劑，有選擇性地將煙氣中的NOx還原為N2和H2O的脫硝技術(shù)。操作溫度與催化反應(yīng)的活性溫度范圍有關(guān)，以V2O5/TiO2金屬氧化物為例，反應(yīng)溫度在260℃~425℃[6]，脫硝效率在80%以上。

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