浅谈燃煤电厂锅炉超净排放技术改造

吕毅 盛林

山东力久实业股份有限公司 山东淄博 255000

燃煤发电是中国电力的重要组成部分，给国民生活用电带来极大的便利，但在其发电过程中产生了大量的对空气有害的气体，严重的破坏了国内的生态平衡，对中国的可持续发展战略带来不利的影响。中国特色的社会发展需要环保安全的能源供应，如何降低污染已经成为国民关注的焦点。本文简单的讲述我国大气污染的现状、说明锅炉超净排放技术对烟尘的治理、锅炉超净排放技术对二氧化硫的治理、锅炉超净排放技术对氮氧化物的治理[1]。

1 电厂大气污染物排放现状

近年来，全国范围频繁出现雾霾天气，特别是可吸入颗粒物（PM10）、细微颗粒物（PM2.5）排放，引起政府部门、媒体和公众的高度关注。对于固定源排放源的火电厂，虽然普遍采用了脱销、除尘、脱硫等环保设备，但全国发电装机总容量以及燃煤总量较大，火电厂大气污染物排放的总量也相对较大。为了进一步大幅度消减燃煤电厂污染物总量，基于目前环保最新的技术发展水平之上，发电行业主动提出将燃煤电厂污染物排放标准向“燃气轮机排放标准”看齐，即：烟尘、二氧化硫、氮氧化物三项排放限制分别为：5mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3，在业内将此限制定义为燃煤锅炉“超净排放”标准。为满足国家环保政策新规定和新标准，目前燃煤电厂正在实施新一轮的环保改造，涉及锅炉低氮燃烧系统改造、烟气脱销、脱硫、除尘器技术改造，以及关联的风机改造、烟气余热利用、烟囱改造等。

2 锅炉超净排放技术对二氧化硫的治理

2.1 二氧化硫的治理的必要性

二氧化硫（化学式SO2）是非常常见对人体危害的硫氧化物，同时也是大气主要污染物之一，空气中的二氧化硫部分会与水产生化学反应形成亚硫酸，若使亚硫酸进一步氧化，然后大量的存在于空气中，就会产生对人们危害的硫酸雨。2017年公布的致癌物清单中，二氧化硫就在这个名单之中，而在燃煤电厂发电过程中会排放大量有害气体，其中就含有二氧化硫。

2.2 二氧化硫的治理的改进方案

第一、降低脱硫装置入口的温度，从而降低发电过程中所产生的热量，减少二氧化硫的进一步化学反应，减少大量的空气中的水分子与二氧化硫的化学反应，也可以减少亚硫酸的氧化。第二、可以采取分级脱硫，多几道程序进行脱硫，然后由两个吸收塔进行对二氧化硫进行回收，让两个吸收塔串联起来，一起对二氧化硫进行作用，从降低二氧化硫的排放量，但这种技术更加适合二氧化硫排放较高的燃煤电厂，同比其他方案，系统建设相对复杂，而且占地面积庞大。第三、可以通过增加喷淋层数和喷淋密度来增加二氧化硫的液化，从而变成液体的形式，回收起来更加的有利[2]。

3 烟气超净排放的技术路线

3.1 二氧化硫治理

对现有脱硫装置实际运行性能进行全面评估分析，根据脱硫装置入口SO2浓度超出实际处理能力的不同程度，进行整体优化设计改造方案：（1）可采用脱硫添加剂、塔内积液板+管网式氧化风管、塔外氧化浆池、串/并联塔改造方案等。（2）在脱硫装置入口增设烟气冷却器，有效回收利用烟气余热，同时降低脱硫装置入口烟气温度，从而降低塔内烟气流速并减少工艺水耗量以及运行能耗。（3）优化塔内烟气流速，采用管式除雾器或二级烟道除雾器造等提高除雾器性能，优化喷淋层设计，减少除雾器出口雾滴含量，同时提高脱硫塔的除尘效率（70%）以上，有效减轻“烟囱雨”现象。

3.2 氮氧化物治理

3.2.1 锅炉低氮燃烧

锅炉燃烧过程中生成的氮氧化物主要由NO和NO2，通常把这两种氮氧化物称为NOX，其中NO占90%以上。根据燃煤电厂所在地区NOX排放限值规定，实际燃用的不同燃煤特性（烟煤、贫煤和褐煤等）以及不同的燃烧方式进行综合技术经济分析比较，优化低氮燃烧系统，在保证锅炉安全运行以及锅炉效率不明显降低（主要是飞灰可燃物含量与锅炉排烟中的CO含量不明显升高）的前提下，最大限度地通过低氮燃烧技术改造控制NOX生成，从而降低SNCR、SCR的改造投资及运行费用。

3.2.2 烟气脱销技术

脱硝的方法较多，主要有：电子照射法、脉冲电晕法、湿式吸收法、活性炭吸附法等，目前大量使用的是选择性非催化剂还原法和选择性催化剂还原法，尤以后者脱硝率高，技术成熟的优点被广泛使用，所以选择性催化剂还原法是当前主要的脱硝法。由于炉内低氮燃烧技术的局限性，使得NOX的排放不能达到令人满意的程度，为了进一步降低NOX的排放，必须进行烟气脱硝处理。目前通行的烟气脱硝技术工艺大致可分为干法、半干法和湿法3类。其中干法包括选择性非催化还原法（SNCR）、选择性催化还原法（SCR）、电子束联合脱硫脱硝法；半干法有活性炭联合脱硫脱硝法；湿法有臭氧氧化吸收法等[3]。脱硝随着环保的要求已是势在必行。目前存在的困难是烟气体积大，浓度低，NOX总量相对较大，吸收吸附脱硝后废物最终处置难，费用高。

4 结语

综上所述，在燃煤电厂发展过程中，燃煤发电给国人带来便利，实现了全新的生活方式。在控制燃煤电厂烟气排放上，锅炉超净排放技术的改造显示出高效的处理效果，给我国大气污染治理提供了技术的保证。锅炉超净排放技术分别对烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质的排放都进行了技术改进，并根据实际情况进行灵活应用。国家环保相关管理部门应引起足够的重视，并采取适当的对策，来保证公民生活质量的合法利益。