燃煤烟气氨法组合超低排放技术推广应用

周锡飞

（亚太环保股份有限公司，昆明 650118）

1 燃煤烟气氨法脱硫组合超低排放技术

1.1 技术路线

燃煤烟气实现超低排放，即主要污染物SO2、NOx、颗粒物达到燃气轮机排放限值（SO2排放浓度＜35mg/Nm3、NOx排放浓度＜50mg/Nm3、烟尘排放浓度＜5mg/Nm3）。现有SO2、NOx脱除技术经过设备提升改造和工艺调整，一般都可达到燃煤烟气超低排放标准。满足超低排放要求的关键是对排放烟尘浓度的控制，而排放烟尘控制的关键在脱除机械尘，难点是控制湿法脱硫装置本身产生的脱硫副产颗粒物，即可溶性尘（盐类及气溶胶）和游离氨NH3、SO2、盐类与水雾形成的粒子。

国内企业结合湿式氨法脱硫工艺特点、工艺控制技术，开发了运用洗涤凝聚、重力分离、离心力惯性分离，多层液膜形成并阻滞气溶胶的组合式超级除雾技术，对不同粒径的尘粒、雾滴分级进行分离，取得了良好效果，可适用于不同煤质、不同含硫量和粒尘特性的工况，治理后的颗粒物排放浓度＜5mg/m3。

1.2 技术原理和工艺

锅炉炉内低氮燃烧烟气经SNCR或SCR脱硝后，首先强化烟气除尘，控制烟气尘含量≤20mg/m3；烟气进入脱硫系统后，在脱硫阶段首先有效降低烟气温度，根据SO2的气速浓度合理控制吸收液的密度ρ、pH值、吸收液量，在保证脱硫效率的前提下，控制NH3的平衡分压和气溶胶的产生量，同时在湿法脱硫过程中进一步脱除烟气带入的机械尘约70%；吸收液合理的组成控制还可进一步减少NOx的排放量。烟气带出NH3的洗涤：设置了氨除雾器，回收微量氨和可溶硫酸盐，回收的液体返回脱硫系统；利用改进的两级波形折流板的离心力及撞击作用，采用两级除雾结构工艺尺寸的差别，第一级脱除较大粒径（＞15μm）的雾滴，第二级脱除较小粒径（5～15μm）的雾滴；利用网膜结构、液膜捕集的原理，脱除大部分气溶胶。实现主要污染物排放浓度低于天然气锅炉及燃气轮机组的排放标准限值。

1.3 技术特色

（1）遵循全过程工艺控制到末端高效治理的基本原则，达到多种污染物协同控制治理，实现超低排放。

（2）精准进行脱硫工艺过程和工艺控制，利用NH3作为吸收剂原料，以亚硫酸铵溶液作为吸收剂，减少逃逸氨量，控制和减少脱硫过程产生的气溶胶。

（3）应用流体力学原理的组合式超级除雾器，实现高效除雾，在设备投资上仅为安装湿式电除雾器的1/4左右；设备紧凑、占地面积小、阻力小、能耗低、无污水处理问题，因而投资省，运行费用低。

（4）技术适用范围广，适用于不同煤质燃煤锅炉，具有很好的适应性。

1.4 技术创新性和先进性

（1）低成本、带回转式GGH的燃煤烟气多种污染物超低排放系统；脱硫脱硝一体化烟气净化装置；应用于氨法脱硫吸收塔；组合式除雾器国内有文献报道，但通过脱硫过程控制吸收工艺条件，提高SO2的脱除率，减少逸氨量，增设水洗除氨雾，末端设置超级组合式除雾器的燃煤烟气超低排放装置。

（2）燃煤火电机组SO2超低排放改造方案；燃煤电站超低排放环保岛系统；燃煤电厂烟气超低排放技术路线；燃煤电厂湿式电除尘（雾）技术；一种实现火电厂烟气多污染物超低排放的协同脱除系统及方法，适用于不同煤质、不同SO2排放浓度、不同粒尘特性的超低排放技术装置。

（3）烟气多污染物系统一体化控制技术；应对新标准燃煤电厂多污染物协同控制技术；湿式燃煤烟气多污染物协同控制技术；燃煤烟气污染物全过程控制技术，用不同的技术方法达到排放水平。

（4）燃煤烟气湿法脱硫装置新型防腐材料；脱硫后烟气细颗粒物的声波团聚；湿式氨法烟气脱硫中气溶胶的形成及其控制；一种湿法脱硫后除尘除雾装置及其方法；一种脱除湿法脱硫后烟气中细颗粒物的湿式电除尘装置及方法；燃煤烟气湿法脱硫脱硝一体化的方法，燃煤烟气湿法脱硫后的除尘、除雾滴、除气溶胶一体的装置。

（5）水雾荷电促进超细颗粒物团聚试验；燃煤电厂排放烟气中的小颗粒分布及多环芳烃研究；利用蒸气相变脱除湿式氨法脱硫中形成的气溶胶微粒；湿式氨法烟气脱硫中气溶胶的形成及其控制；烟气中气溶胶、雾（液）滴的颗粒分布及脱除的可行性分析研究。

（6）烟气氨法脱硫技术应用；双塔式氨法脱硫工艺；燃煤烟气湿法脱硫、氨法脱硫后除尘除雾控制技术。

1.5 应用情况

无锡友联热电股份有限公司建成全国首套非湿电技术氨法脱硫超低排放示范项目。装置处理烟气量48万Nm3/h，污染物排放浓度为SO27.53mg/Nm3、烟尘3.4mg/Nm3、NOx28mg/Nm3，低于天然气锅炉及燃气轮机组的排放标准。示范项目于2016年1月通过了竣工环保验收。为技术的推广应用奠定了基础。

技术还应用于：宁波明州热电有限公司锅炉烟气超低排放改造项目、宁波光耀热电有限公司脱硫除尘超低排放改造项目、盘锦辽河富腾热电有限公司2×410t/h锅炉烟气脱硫装置超低排放升级改造工程、山东晋煤明水化工集团公司洁净煤气化项目热电站4×150t/h锅炉烟气氨法脱硫工程、绥化象屿金谷生化科技公司热源厂锅炉烟气净化系统、万华化学（烟台）氯碱热电公司热电项目1×670t/h高温高压煤粉锅炉脱硫装置等项目。

该技术还可满足非电行业大气污染物达到特别排放限值的需要，已推广应用于云南源鑫炭素有限公司600kt/a二期工程罐式炉烟气脱硫系统（含炭尘治理）等项目。

2 技术开发应用经验

2.1 要根据国家污染治理需求进行项目立项，技术才有生存空间

2014年国家发展和改革委员会《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014～2020）》要求东部地区11省市新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/m3）。江苏、浙江等沿海发达省份，当地政府率先发文要求燃煤发电机组达到超低排放。

根据国家要求，相关企业以氨法脱硫技术为基础，开展燃煤烟气超低排放技术研究，突破关键共性技术，满足行业需求，具有推广应用前景。

2.2 根据市场需要，科学论证技术方案，技术才有市场竞争力

在燃煤烟气超低排放、脱硫脱硝控制技术方面，现有的技术经过改造一般可达到超低排放要求，烟尘的脱除则是超低排放的重点和难点。脱硫装置之后去除极细雾滴颗粒的除尘设备主要是湿式电除尘，但存在占地面积较大、能耗高、有污水需要处理、投资成本高、运行费用高等问题，同时产生大量的副产脱硫石膏的后期处理较为困难。因此开发适合国情的投资低、运行费用低的除尘技术十分紧迫。

按照“基于从源头及过程综合控制污染物产生量，末端逐级分段削减排放的污染物”的理念，“投资省、运行成本低”的开发思路，确定“技术先进、工艺科学合理、污染物脱除效率高、性价比高”的技术方案，使技术具有市场竞争力。

2.3 加强内外部产学研合作，促进成果转化

联合科研院校和相关企业，以签订战略合作框架协议，明确合作双方权利义务的方式，建立长期战略合作关系。技术单位享有成果的知识产权，合作开发新工艺的成果应用单位可免费使用技术成果，相关的高校、设计和设备制造单位，根据在成果推广应用中承担的工作任务和工作量分配收益。

建立集试验研究、工程设计施工、设备设计制造、安装调试、性能考核、设施运营和售后服务一条龙服务的技术研发和产业化体系，在内部研究院、设计院、工程部、商务（采购）部、营销部和其他职能部门，按各自的职责和分工，密切配合，确保技术开发成功和成果转化实施。

2.4 创新组织模式，落实条件，确保研发工作顺利开展

项目立项后，合作单位实施领导小组和工作组，认真组织项目实施工作，严格执行计划，完成项目研发任务。落实项目研发经费，确保资金按时足额到位，提高资金使用效率和效益，保障项目实施条件，确保项目研究任务的完成。

组织有较强科研能力的研究队伍进行技术攻关，组织强有力的工程设计、施工、生产调试人员进行项目技术咨询、工程咨询、工程设计、人员培训、工程调试及测试、生产操作指导、生产问题诊断等技术开发、推广和服务工作。加强市场开发力度，推广技术应用。

2.5 促进技术推广应用

1）及时申请专利，构建专利保护池，有效保护知识产权；2）申请科技成果鉴定；3）申请科技成果登记；4）申请奖励；5）申请技术认定；6）参加展示交流。通过以上工作，为技术推广应用奠定良好基础，从而促进技术的推广应用。

3 结语

2018年中央经济工作会议指出：今后3年要重点抓好决胜全面建成小康社会的防范化解重大风险、精准脱贫、污染防治三大攻坚战；打好污染防治攻坚战，要使主要污染物排放总量大幅减少，生态环境质量总体改善，重点是打赢“蓝天保卫战”。

打赢“蓝天保卫战”需要大气污染防治技术支撑，超低排放技术的推广应用，显著降低烟尘、SO2、NOx等主要污染物的排放量和排放浓度，切实改善环境空气质量。要不断提升完善技术，构建专利保护链，加大示范与推广应用力度，为污染减排和改善环境质量做出贡献，同时提升企业竞争力，支撑企业的可持续发展。