电站燃煤锅炉烟气污染物超低排放探讨

韦斌

摘 要：随着我国社会经济水平的不断提升，电力行业也得到了广阔发展空间，但燃煤锅炉烟气污染物的不断增多给我国环境带来严重负担，本文将从烟气污染物超低排放的实际意义出发，分析其中低二氧化氮燃烧、排放烟气冷却、低低温除尘、脱硫、脱硝等技术要点，为电力行业的可持续发展提供技术支撑。

关键词：燃煤锅炉；烟气污染物；超低排放

引言：人们对电力的需求量逐年递增，我国电站燃煤锅炉烟气污染物的排放量也在逐年增长，目前已经成为大气污染主要原因之一。针对电站中大量燃煤锅炉烟气污染物的现状，使得烟气污染物治理措施与技术手段也应运而出，很大程度上可实现超低排放的目标，因此对相应技术展开研究具有一定的现实意义。

一、燃煤锅炉烟气污染物超低排放现状

目前我国正在投入使用的燃煤锅炉数目较大，已经成为我国大气污染的主要因素，并且其主要集中分布在人口密度较高的居民区以及工业区，对当地以及周边环境质量造成严重影响。在国务院办公厅出台《煤电节能减排改造计划》后，我国所有大型煤电企业都对《火电工厂大气污染排放标准》进行了积极落实，并严格按照规定标准排放，不断对煤电企业大气污染物进行控制。按照相应要求，国内部分新型电厂已经逐渐达到超低排放要求，并向超净排放标准前进。

数据表明，2012年开始燃煤锅炉持续排放烟尘已经达到420万吨、二氧化氮200万吨、二氧化硫570万吨，占据我国总排放量的32%、15%以及26%，也正是雾霾天气出现的主要原因。为了有效改善我国空气质量，优化燃煤锅炉烟气污染物总排放量，修订后的《燃煤锅炉烟气污染物排放标准》中大量降低了烟尘、二氧化硫、二氧化氮等污染物的排放规定限值，并第一次提出Hg与其化合物要达到低于0.05mg/m3的排放要求。这也表明了我国政府部门已经明确意识到Hg排放后会对于我国岌岌可危的环境现状造成更严重的伤害。除此之外，新修订的国家标准还取消了以前按功能区划分多种限值的规定，因此对可实现超低排放的技术要点进行分析十分重要。

二、电站燃煤锅炉烟气污染物超低排放技术要点

（一）低二氧化氮燃烧要点

在传统燃煤锅炉的烟气治理技术规划中，并没有对二氧化氮进行脱除的相关内容。大部分设备都无法做到二氧化氮的协同脱除。而目前燃煤机组所应用的脱硝技术也正是低二氧化氮燃烧器，其中烟气脱硝主要方法为催化还原法、原则性非催化还原法等等，上述方法虽然方便简单，但是对于二氧化氮的脱除效果并不理想。

低二氧化氮燃烧技术的应用原理是通过对一二次风在空气进行分级燃烧过程中进行调整，利用烟气再循环有效降低燃烧时二氧化氮的最初排放浓度。利用合理的扰动机制推进颗粒燃烧速率，从而降低气体中不完全燃烧带来的损失。在城市供热煤燃烧中，除了对其挥发成分、灰分、发热值、硫分等进行调整外，还需要对其中氮含量进行严格把控，从而减少锅炉中二氧化氮的排放浓度，并降低烟气中脱除二氧化氮的使用成本[1]。

（二）排放烟气冷却技术

烟气冷却设备，主要使用效果是保证冷却系统只在低腐蚀速率的情况下，利用加热燃烧所需要的空气或物质，将排放延期的温度降低至酸露点附近，通常可确定为90℃，对提升锅炉效率与PM/Hg /SO3脱除效率均有很大帮助。随着烟气温度降低时，其体积也在减小，在整个过程中，烟气中含有的PM/Hg /SO3通过低低温除尘器时会达到吸附凝结效果，在经过低低温静电除尘达到脱除目标。国外实验数据表明，如果将烟气降到90℃，则SO的凝结与吸附率就可以达到96%以上，Hg则可以达到70%以上。同时还可以降低排烟的温度，从而提高锅炉效率，节约燃料。

烟气冷却设备也可以是空气预热器或者省煤器，空气预热器在充当烟气冷却系统时，可以很好地降低排烟速率，在提升低低温除尘器工作效率与锅炉使用效率的基础上，使空气达到更佳温度，改变燃烧条件以及燃烧过程，减少燃烧时的不完全损失，提高锅炉效率。而省煤器充当烟气冷却器的时候，可以利用其尾部烟气加高除氧器的进口水温，降低除氧器蒸汽使用量，同样可以达到节约燃料的目标。为避免省煤器或者空气预热器出现情况严重的露点腐蚀，首先，需要严格把控换热工质现有温度从而保证换热管金属温度可达到 70 ℃以上，确保换热管束中只出现规定腐蚀速率内的露点腐蚀。另外，在改造设计时，选取抗硫酸露点腐蚀的钢材质能有效防止露点腐蚀。当烟气深度冷却机器为空气预热器的时候，可以空气预热器之前安装暖风机或者热风再循环系统，利用逆流换热来控制进入空气温度。

（三）低低温除尘技术

当前大部分锅炉均是利用普通电除尘器或是布袋除尘器，常规店除尘器虽然可以通过加大电常数提升除尘小女，但其技术特点需要大量投资支持，耗能较大，所占空间大，针对于空间有限的机组难以完成改装扩容，而且常规电除尘器还存在反电晕情况、振打所引发的二次扬尘等问题，而布袋除尘器则有着使用温度窗口狭窄、对烟气温度要求不能过高也不能低于120°，而120°的标准是相对难以达到的标准，而且布袋除尘器本身具有使用阻力过大、操作运行费用高昂、滤袋使用时间较短、更换布袋成本较高以及废料回收效率低等缺点，在未来电站燃煤锅炉烟气污染物治理中很难得到广泛应用。

而低低温除尘器的开发，很好的弥补了上述两种除尘技术的不足，低低温除尘器功能可以实现高效脱出烟尘的目的，并对 SO3、汞和PM同时进行协同脱出。在高灰区域内，烟气里的SO3会在降温过程中自行凝结并被灰尘吸附，最终和灰尘中的碱性物质中和，从根本上改变粉尘性质，减少烟尘中的比电阻，改善了反晕电现象，提升了除尘效率，而且可以将吸附在灰尘中的SO3、汞一并脱除。和常规电除尘器比较，在使用同类电源并达到相同除尘效率的情况下，低低温除尘器所节省的电耗可达到四分之一以上。

（四）脱硫脱硝技术要点

脱硫脱硝除尘一体化塔是目前应用效果消耗，节能效率最高的一体化设备。其主要功能是完成对于硫、硝的协同消除。从而达到超低排放的目的，硫和硝的脱除效率能够直接利用改变反应物料使用量来进行提高，而且还可以实现附加产物的无污染高利用。脱硫脱硝除尘一体化塔中脱硫工作效率可達到98%以上，而脱硝效率也能够达到85%以上，最终达到相关排放标准要求，实现超低排放的目标。

脱硫脱硝除尘一体化塔整体系统操作简单，结构组成严密紧凑，投资成本较低，使用维护起来较为便捷，脱除效率可随着具体要求进行调整，有很强的灵活性。并且脱除后的产物不会造成任何污染，实现高效利用目标。在满足新时期下排放标准要求的基础上，进一步实现系统完整经济性能的最佳运行，能够广泛应用的多个行业当中，不仅带来了较好的经济效益与社会效益，还能有效改善严峻的环境情况，抑制空气环境的恶性发展[2]。

结论：综上所述，想要达到燃煤锅炉烟气污染物超低排放的目的，就需要根据大量锅炉节能减排经验与实际改造教训制定出一系列治理技术路线，并对现有治理技术与设备进行不断优化，有效改善我国大气环境，进一步推进社会主义的可持续发展。

参考文献：

[1]韩涛，潘卫国，王文欢，王飞.电站燃煤锅炉烟气污染物超低排放[J].应用能源技术，2016（01）：14-18.

[2]赵钦新，杨文君，孙一睿，等.燃煤工业锅炉污染物协同治理关键技术[J].工业锅炉，2015（06）：1-9.