燃煤煙氣污染物超低排放技術(shù)綜述及排放效益分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:針對燃煤電廠煙氣中煙塵、SO2和NOx的超低排放要求，對現(xiàn)有常用除塵、脫硫、脫硝技術(shù)的原理、改造方法，以及改造后投運實例進(jìn)行了綜合探討，分析了燃煤電廠煙氣污染物超低排放改造后的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益，以期提供參考。

關(guān)鍵詞：燃煤煙氣；超低排放；經(jīng)濟(jì)效益；環(huán)境效益

1引言

2016年入冬以來，全國各地霧霾天氣持續(xù)不斷，已經(jīng)嚴(yán)重影響人們的日常生活和身心健康。我國的能源消費結(jié)構(gòu)以煤炭為主，這是造成我國環(huán)境空氣污染和各類人群呼吸系統(tǒng)疾病頻發(fā)的重要根源，無論是能源政策還是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展要求，其共同目的都是通過控制煤炭消費強度來減少大氣污染物排放，改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量。

煤電超低排放改造是現(xiàn)階段發(fā)電用煤清潔利用的根本途徑，超低排放技術(shù)可以進(jìn)一步減少煙氣污染物的排放總量，這是當(dāng)前復(fù)雜形勢下解決能源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)三者需求的最佳手段，也是破解一次能源結(jié)構(gòu)性矛盾的必由之路[1]。國務(wù)院有關(guān)部門要求燃煤機組在2020年前完成超低排放改造。實行對燃煤電廠的超低排放技術(shù)改造刻不容緩，由此對超低排放技術(shù)改造的技術(shù)路線并結(jié)合改造案例進(jìn)行綜合介紹。

2超低排放的概念

超低排放[2]是指燃煤火力發(fā)電機組煙氣污染物排放濃度應(yīng)當(dāng)達(dá)到或者低于規(guī)定限值，即在基準(zhǔn)氧含量為6%時，煙（粉）塵≤5mg/m3，二氧化硫≤35mg/m3，氮氧化物≤50mg/m3。

3超低排放改造的技術(shù)路線

我國目前大量工業(yè)用電、居民用電，基本都靠燃煤電廠供給，因此選擇合理的改造技術(shù)顯得尤其重要。對現(xiàn)有凈化設(shè)備利用率高，改造工程量少的技術(shù)成為電廠的首選。以下針對燃煤電廠常用的幾種除塵、脫硝、脫硫設(shè)備的改造方式進(jìn)行綜合介紹。

3.1除塵技術(shù)

目前燃煤電廠采取的除塵超低排放技術(shù)有：電除塵、電袋復(fù)合除塵、低低溫電除塵、濕式電除塵以及最新的團(tuán)聚除塵技術(shù)等。

3.1.1電除塵技術(shù)

電除塵器[3]的工作原理是通過高壓靜電場的作用，對進(jìn)入電除塵器主體結(jié)構(gòu)前的煙道內(nèi)煙氣進(jìn)行電離，使兩極板（陰極和陽極）間產(chǎn)生大量的自由電子和正負(fù)離子，致使通過電場的煙（粉）塵顆粒與電離粒子結(jié)合形成荷電粒子，隨后荷電粒子在電場力的作用下分別向異極電極板移動，荷電粒子沉積于極板表面，從而使得煙氣中的塵粒與氣體分離，達(dá)到凈化煙氣的目的。

電除塵器運行過程中需要定時啟動振打裝置，使沉積于極板表面的煙塵在自重和振動的雙重作用下跌落于電除塵器下方的灰斗中，并應(yīng)及時清空灰斗，確保電除塵器的除塵效果。

結(jié)合已有的電除塵器超低排放改造經(jīng)驗可知，電除塵器升級改造一般遵循的原則[4]如下：

①完善氣體調(diào)質(zhì)系統(tǒng)設(shè)備，使煙氣中粉塵比電阻適應(yīng)高壓靜電場荷電要求；

②增加電場數(shù)量和除塵面積，更換極板極線，確保清灰振打裝置有效運行，降低超標(biāo)排放幾率；

③加裝出口槽形板等裝置減少二次揚塵；

④增加電流增強器，或者將普通工頻電源更換為電暈效率高、與電除塵器本體匹配度更高的高頻電源、脈沖電源，可拓寬對粉塵比電阻的適應(yīng)范圍，提高除塵效率。

其中第④項是升級改造的重點，我國目前大量應(yīng)用的是工頻高壓電源，其與電除塵器本體的匹配度低，電暈效率較低，而新型電源的使用可以有效提升除塵效率，但是因其價格偏高是普通工頻電源的幾倍到十幾倍，造成實際工程應(yīng)用中改造成本偏高。

良村熱電對#1爐燃煤機組電除塵器進(jìn)行提效升級改造，將電除塵器本體的極線、工頻電源進(jìn)行更換，并對相應(yīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。改造后電除塵器的除塵效率達(dá)到99.93%以上，煙氣經(jīng)過電除塵器后濃度排放值為7.7mg/Nm3，再經(jīng)過后續(xù)脫硫系統(tǒng)的協(xié)同除塵效應(yīng)，其煙塵出口濃度排放值≤5mg/Nm3，達(dá)到燃煤火電廠發(fā)電機組超低排放的規(guī)定限值以下[5]。

3.1.2電袋復(fù)合除塵技術(shù)

電袋復(fù)合除塵器是將靜電除塵和過濾除塵機理有機結(jié)合的復(fù)合除塵技術(shù)[6]。它的特點是利用前級高壓靜電場將煙氣中的塵粒通過荷電粒子（塵粒與電離粒子結(jié)合而荷電）的方式去除，去除煙氣中的大部分塵粒；從而使進(jìn)入濾袋區(qū)的煙氣含塵濃度低，即可避免粗顆粒對濾袋的沖刷造成磨損，又降低了濾袋負(fù)荷，延長了濾袋的使用壽命，并可確保去除效率。

我國燃煤電廠除塵多采用電除塵器，采用電袋復(fù)合技術(shù)對電除塵器提效升級改造已成為多數(shù)電廠的選擇方向。此種改造方式具有以下優(yōu)點[6]：

①適用范圍廣；適用于已經(jīng)投入運營，但是達(dá)不到超低排放要求的電除塵器。

②施工工程少、費用低；可以對原有電除塵器的基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行最大程度的利用，僅在除塵器進(jìn)出口范圍施工，節(jié)省改造成本。

③改造完成后，系統(tǒng)可長期高效穩(wěn)定運行；不受煤種變化影響，系統(tǒng)運行阻力小，濾袋使用壽命長，污染物排放濃度低。

沙角某電廠600MW燃煤機組配套電除塵器，采用超凈電袋復(fù)合除塵技術(shù)進(jìn)行改造，實現(xiàn)了5mg/m3以下的超低排放要求[7]。

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