燃煤电厂超低排放脱硫除尘技术路线探讨

马宪梅　黄晓飞

摘要：为了降低燃煤电厂大气污染物的排放，改善我国大气环境质量，遵循绿色能源、服务社会的企业精神，各企业开始致力于探索燃煤电厂烟气污染物超低排放技术。针对当前主要的脱硫除尘技术，本文做出了现状分析，并对其原理进行简要探讨，了解各项技术在实际运用中的情况。希望能对燃煤电厂的排放工作提供一定的支持。

关键词：超低排放;脱硫;除尘;技术路线

中图分类号：X784 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）09-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.040

Discussion on ultra-low emission desulfurization and dust removal technology of coal-fired power plant

Ma Xianmei 1， Huang Xiaofei 2

（1.Inner Mongolia Electric Power Survey and Design Institute Co.，Ltd.，Hohhot Inner Mongolia 010020，China;

2.Inner Mongolia Environmental Treatment Engineering Co.，Ltd.，Hohhot Inner Mongolia 010020，China）

Abstract：In order to reduce the emission of air pollutants from coal-fired power plants，improve the quality of Chinas atmospheric environment and follow the spirit of green energy and serving the society， enterprises have begun to explore ultra-low emission technology of flue gas pollutants from coal-fired power plants.In view of the current main desulfurization and dust removal technology，this paper makes an analysis of the status quo，and briefly discusses its principle，so as to understand the actual situation of various technologies in practical application.Hope to provide some support for the emission of coal-fired power plants.

Key words：Ultra low emission;Desulfurization;Dust removal;Technical route

隨着我国环境状况总体恶化，环境矛盾日益凸显，环保压力加大，各级政府陆续出台多项政策措施，下大力气治理大气污染，改善空气质量。其中工业烟尘是大气污染的重要因素，而在工业烟尘中，燃煤电厂所产生的烟尘占总共的35%，是各种工业烟尘中之最[1]。

因此，加强烟气污染物排放处理，降低对环境的污染，是当前燃煤电厂工作中的重点。其中运用的最关注的就是烟气脱硫除尘技术。但在实际运用过程中，也会出现一些问题影响脱硫除尘效果，这就需要热电厂根据自身发展进行分析，将脱硫除尘技术不断地优化和改进，提高脱硫除尘效率，同时减小能力的损耗，最终达到保护环境的目的。

1 燃煤电厂脱硫技术路线分析

干法/半干法脱硫、石灰石-石膏湿法脱硫、海水脱硫以及循环流化床脱硫等工艺在市场上运用的比较多。目前电厂中使用最多的就是石灰石-石膏湿法脱硫，其在市场上的使用率达到了90%甚至更高[2]。因此，本文将主要针对此技术展开分析探讨。

1.1 单塔多喷淋工艺

在此工艺中，为了将吸收塔中的液气比进行有效提高，一般通过将喷淋的密度提高，或是将喷淋的层数增加来实现，而在进行层数增加时，应维持原来喷淋系统，将其循环量提高，也可以将吸收塔进行抬高来完成。要想将FGD装置的脱除能力进行提升，可以将氧化空气分布的效率提升，也可以将氧化空气的供给量提升[3]。

1.2 双托盘技术

当电厂所产生烟气后，将其直接输送至吸收塔，此时烟气将进入下层托盘，同时烟气和上面的液膜实现液项和气项的均质调整。液膜在托盘上，具有相应的高度，从而有效提高了烟气的滞留时间。通过烟气在吸收塔内的有效去除和增加滞留时间，使得烟气的污染物被大量吸收，从而使得液气比减少，将吸收剂进行充分的利用[4]。

1.3 单塔双循环工艺

该工艺需要用到托盘塔和喷淋空塔等设施，烟气中的SO2吸收氧化过程就是在喷淋空塔中进行的，这其中分为两个阶段，且都具备相应的回路循环。在第一阶段中，能够对一部分SO2进行消除，同时还能够将烟气中的HF、HCl以及粉尘等物质有效消除。在第二阶段中，为了满足不同负荷的需求，通过将石灰石加量，来提高脱硫过程中的效率，因此该阶段能够将SO2进行有效吸收[5]。

2 燃煤电厂除尘器介绍

2.1 静电除尘器

在电厂静电除尘器的使用效果比较好，该装置是当烟气在电离时，将烟气中的灰尘或颗粒荷电，这时受到电场力的影响，使这些杂质按照一定方向进行运动，从而将杂质集中在集尘机便于清除。其具体工作过程是，首先通过进行电晕放电，再对烟气中的杂质荷电，然后通过迁移与捕集，最后完成清除工作。

但该装置在工作中也会受到各方面因素的影响，其中包括气体湿度、粒子比电阻、气流速度、粒子浓度以及烟气温度等。其中在运行过程中，粒子比电阻的正常应在104～1011Ω·cm之间。对本工程而言，要达到排放标准静电除尘器从理论上说是可以做到的，可通过增加收尘面积、减小气流速度（如双室）等手段提高除尘器效率。采用静电除尘器优点是目前使用厂家多，运行经验丰富，易操作。

2.2 布袋除尘器

随着科技的发展，滤布材料得到了不断的提升，其耐磨性得到了提高，还具备较高的强度，同时还能够满足强腐蚀和高温的环境。因此，布袋除尘器也开始发展起来，通过该除尘器的烟尘能够有效降低排放的浓度，通常范围在10mg/m3～50 mg/m3，而根据具体情况还可能更低。所以，其除尘效果相当理想，在使用运用中其效率更是在99.99%以上。采用布袋除尘器优点是除尘效率高，易达标排放，缺点是运行费用相对较高，其次是使用时间不长缺乏经验，国内电力行业前几次布袋除尘器推广应用失败，除与材料有关外，与运行管理经验不足和控制水平不高也有很大关系。但随着国家标准的要求提高，以及除尘器控制技术的发展，布袋除尘器的安全性有了很大提高。

2.3 电袋复合除尘器

电袋结合除尘技术最早是在1970年后，美国的发电厂为了达到愈来愈严格的政府对控制烟尘排放的要求，采取了多种措施来提高电除尘器的性能，其中一项措施就是采用COHPAC（Compact Hybrid Particulate Collector紧缩混合型除尘器的缩写）系统，在具体构造上相对简单，主要在电除尘器的基础之上增加布袋除尘器。在除尘过程中，通过布袋除尘器，将处理过程中没能有效消除的烟尘进行收集，从而提高排放质量。该项技术当时主要应用在静电除尘器的改造上。近几年，电袋结合除尘技术在我国逐渐得到应用，主要应用在200MW以下的循环流化床机组及静电除尘器的改造方面。 通过将以上两种除尘器的结合，组成电袋除尘器，因此它能将两者的优点进行结合，提高除尘效果，同时还能将各部件之间进行有效简化，使其结构更加小巧。由于滤袋只是收集剩余烟尘，所以其不需要进行频繁的清灰作业，这也直接提高了滤袋的使用周期，节约了运行成本。

3 火电厂脱硫除尘一体化技术分析

新型的脱硫除尘联合脱除技术，即在吸收塔内设置特殊的装置及喷淋系统的组合，既可以高效脱除烟气中SO2也可以高效脱除烟尘。其中有代表性的技术有旋汇耦合脱硫+管束式除尘器、高效沸腾托盘塔+高效除雾器技術、单塔双循环（双区）+高效除雾器技术，均可实现高效脱硫，同时可保证脱硫系统入口含尘浓度不高于30mg/Nm?的条件下，出口排放达到≤5 mg/Nm?的排放要求。

3.1 旋汇耦合脱硫+管束式除尘器

烟气中的SO2脱除工作在该除尘器中需要进行两次，在第一次脱硫中，烟气会经过系统中的旋汇耦合装置，同时和塔中的浆液形成湍流空间，从而有效提升空间内的固体、液体以及气体的传速率。在第二次脱硫中，将烟气进行均匀分布，并通过迅速降温的方法，使用喷淋系统进行脱硫处理。在完成这两次脱硫之后，将烟气传送至除尘除雾装置之中，然后通过离心力将其中的尘雾展开收集，并进行清除。当烟气浓度在进入系统前≤30mg/Nm?时，最后的排放时能够实现≤5 mg/Nm?。该技术山西大唐国际云冈热电有限责任公司二期#3机组、重庆神华神东电力万州电厂#1机组、内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司#1机组等工程中成功使用。

3.2 高效沸腾托盘塔（双相整流装置）+高效除雾器技术

烟气通过单托盘、双托盘和异形开孔托盘装置或设置双相整流装置，可以均布塔内流场，降低烟气流速，增加烟气在塔内的停留时间，同时在形成沸腾液面，烟气经过液膜可以去除细微粉尘，完成一级脱硫除尘;烟气经过高效喷淋层，通过喷淋主管和支管的预组装提高喷淋的精度，通过高性能喷嘴将浆液粒径降低30%，提高浆液覆盖面积，通过增加增效环，减少烟气逃逸，实现SO2的深度脱除及粉尘的二次脱除; 烟气经过高性能除雾器，降低出口液滴，减少固体携带，以确保粉尘的超低排放标准。当烟气浓度在进入系统前≤30mg/Nm?时，最后的排放时能够实现≤5 mg/Nm?。托盘技术是凯迪公司从美国巴威公司引进，并且进行了技术的改进，实现了单塔脱硫除尘联合治理。并在市场上得多广泛的使用，其中包括华能上安电厂1×600MW机组、华能长兴电厂2×660MW项目、华能玉环电厂1×1000MW机组、神华国华宁夏鸳鸯湖电厂2×660MW技改项目、华能邯峰2×600MW电厂等。

3.3 单塔双循环+高效除雾器技术

通常可以将脱硫塔内浆液池进行分区，或是在脱硫塔外部增加浆液的形式，来实现单塔双循环脱硫。而双循环系统其实就是在烟气进入后，通过对其进行SO2的吸收以及氧化。在双循环中的喷淋层以及循环浆池都是出于独立的系统，其在进行实际运行中，会以相应的功能和参数为依据，实现独立的回路循环。

为了降低排放浓度，在脱硫后还进行了两级的除雾处理。当烟气浓度在进入系统前≤30mg/Nm?时，最后的排放时能够实现≤5 mg/Nm?。目前已应用于华能罗源2×660MW机组、华能安源2×660MW机组，大唐马头#9机组脱硫EPC等项目。

4 结论

当前的社会既要发展经济也要保护环境，这就加大了燃煤电厂烟气排放的处理难度。为了应对市场需求，必须使用经济环保的手段，通过运用先进的脱硫除尘技术，来降低烟气的排放浓度，保障了燃煤电厂经济收入的同时，还有效地保护了环境。

参考文献

[1]张凡.燃煤电厂颗粒物控制的必要性与达标分析[J].环境保护，2012（9）：29-30.

[2]周菊华.火电厂燃煤机组脱硫脱硝技术[M].北京：中国电力出版社，2012.

[3]燃煤电厂锅炉超净排放技术改造探讨[J].华东电力，2014，42（10）：2219-2221.

[4]袁瑞龙，孙琛，肖爱萍.托盘技术应用于湿法烟气脱硫的现状与展望[J].广州化工，2016，44（19）：39-41.

[5]庄敏.某600MW燃煤机组超低排放改造技术及应用效果[J].江苏电机工程，2015，34（3）：78-80.

收稿日期：2020-07-11

作者简介：马宪梅（1987-），女，本科学历，中级工程师，研究方向为电力环保设计。