摘要：火力发电厂烟气处理是降低污染物排放水平的关键工艺，采用超净排放技术有利于改善火力发电厂污染物排放控制效果。文章先对火力发电厂的烟气处理要求进行分析，进而研究超净排放技术的具体应用，包括烟尘控制方案、各类污染物排放控制措施的应用以及处理工艺和装置的应用等。
关键词：火力发电厂；烟气处理；超净排放技术
前言：在绿色低碳发展要求下，国家对火力发电厂的烟气污染物排放控制提出了更高要求。在火力发电厂生产过程中，其排放的烟气中含有SO2、NOx和Hg等多种污染物，是引发空气污染的主要原因。通过加快烟气超净排放技术的研究与应用，可以对火力发电厂生产工艺进行优化，从而达到国家相关标准要求。
1 火力发电厂烟气处理要求
根据《火电厂大气污染物排放标准》等相关规定，火力发电厂在生产过程中，需要对烟气中含有的烟尘、SO2和氮氧化物等污染物排放量作出严格控制。其中，火力发电厂烟气排放中的颗粒物应在20mg/Nm3以内，二氧化硫排放量应在100mg/Nm3以内，氮氧化物排放量应在100mg/Nm3以内，重金属汞排放量应在0.03mg/Nm3以内。针对目前严峻的大气污染形势，各大火力发电厂必须肩负起污染物排放控制的责任，在烟气处理过程中，实现对各类污染物排放的有效控制，在达到上述标准的基础上，努力赶超燃机排放标准。在此情况下，关于火力发电厂烟气处理工艺的研究受到了重视，在相关工艺设计和研发活动中，要实现对各类污染物的有效脱除，提高环保工艺设备的协同工作能力。在火力发电厂建设中，应从环境保护角度出发，分析各种污染物的相互影响机制，充分考虑其物理、化学变化过程，从而确保工艺设计的合理性。为了提高污染物控制效果，目前火力发电厂烟气超净排放技术已经得到一定范围的应用，是实现上述控制目标要求的重要技术手段[1]。
2 超净排放技术在火力发电厂烟气处理中的应用
2.1 烟尘控制方案
为了使火力发电厂的污染物排放控制水平能够达到燃机排放标准，在超净排放技术的应用过程中，主要通过采用高效电除尘器、移动极板静电除尘器等先进的处理装置，改善烟气中污染物的脱出效果。总体控制方案包括：（1）高效静电除尘器的应用，通过采取高频电和数模流场优化措施，对烟气粉尘浓度进行有效控制，使其排放浓度在30mg/Nm3以内。（2）布袋除尘器的应用，先进布袋除尘器的除尘效率为99.99%，经过处理后，粉尘排放浓度在5~20mg/Nm3左右，通过选择合适的过滤材料，比如PTFE基布，并对其尺寸进行合理设计，可以确保除尘的有效性。（3）移动极板静电除尘器的应用，利用移动收尘板去除粉尘，对于高电阻率粉尘收集效果较好。（4）低温静电除尘器的应用，通过降低锅炉尾部的烟气温度，降低烟尘比电阻，从而提高除尘能力。在这些烟尘控制技术的应用下，可以有效控制烟气排放中的烟尘浓度[2]。
2.2 高效石灰石湿法脱硫装置的应用
高效石灰石湿法脱硫工艺是目前火力发电厂烟气脱硫的主要技术手段，脱除效果能够达到70%左右。此外还可以与湿式静电除尘器进行配合使用，对经过脱硫后的细微烟尘进行收集处理。湿式静电除尘器与干式静电除尘器的清灰方式不同，用水冲刷集尘器表面，让水从顶部留下，于集尘板表面形成一层稳定水膜，从而将颗粒带走。湿式静电除尘器能够收集PM2.5粉尘颗粒物、气溶胶颗粒物和SO3酸雾，对重金属污染物和有机污染物也有一定的处理效果，而且不会产生二次扬尘，经过处理后的烟尘浓度可控制在5mg/m3以下。从目前高效石灰石湿法脱硫一体化工艺的设计应用情况，具有代表性的包括单塔一体化脱硫技术、多层喷淋层脱硫技术、双循环脱硫技术、脱硫塔与高效除尘器配合处理技术等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在火力发电厂工艺设计过程中，可以根据实际情况进行选择，确保脱硫除尘的有效性。
2.3 各类污染物排放控制措施
2.3.1 SO2排放控制
SO2是火力发电厂烟气中的主要污染物，除了采用高效石灰石湿法流工艺，还可以采用烟气循环硫化床技术进行处理。该技术是一种集合了气态、液态、固态反应的脱硫工艺，通过设计脱硫塔，让气相与液相传质过程中的气态污染物进入到溶液中，与脱硫吸收剂发生反应。然后在蒸发干燥传热过程中使颗粒上液相的水分受加热影响，在蒸馏塔内干燥，生成固体干态脱硫灰渣。目前该技术已经较为成熟，在火力发电厂中的应用较为广泛。以660MW褐煤机组为例，在脱硫装置的入口处，烟气温度从150℃降至120℃，为保证脱硫效率，脱硫工艺中的水量可以从180t/h下降到102t/h，具有较好的节水效果。
2.3.2 NOx排放控制
在火力发电厂生产过程中，产生的烟气含有大量NOx污染物，为有效去除烟气中的氮氧化物，需要分别在不同环节采取处理措施。在源头防治方面，可以采取低氮燃烧器和分级燃烧控制方法，控制NOx的产生。在末端治理方面，则通过采用选择性、非选择性催化还原法或联合脱硝技术，对烟气中的NOx污染物进行处理。此外，还要考虑火焰稳定性、蒸汽温度、燃烧效率等方面的影响，及时处理热面结渣和腐蚀问题，对工艺系统进行改进，确保氮氧化物排放量在标准限值以内。
2.3.3重金属污染物排放控制
在重金属污染物排放控制方面，火力发电厂的烟气主要含有气体汞，其性质不活泼，不溶于水，而且不容易吸附，现有工艺设备难以达到较好的处理效果。在脱汞工艺设计过程中，应将气态汞转变为颗粒态或氧化态，从而满足相关处理标准的要求。具体可以采用燃烧前、燃烧中、燃烧后脱汞处理方法，通过改变燃烧方式，让气态汞转变为氧化态，利用其水溶性，在脱硫装置下进行脱出，或使其成为可以吸附的颗粒，从而利用除尘装置进行处理。此外，还可以采用烟道活性炭喷射技术，该技术是一种主动脱汞技术，通过向烟道喷入活性炭，对烟气中的汞进行吸附，可以按照48mg/Nm3的速率进行喷射，脱汞效率可达到94%左右。
2.4 高效烟气处理工艺体系的应用
从目前火力发电厂烟气超净排放处理技术的研究方向来看，对不同工艺装置进行综合应用，是烟气污染物控制处理的主要发展方向，具有较好的处理效果。在工艺设计过程中，还需要考虑不同地区的实际情况及处理要求。比如经济发达地区的环保要求较高，排放控制标准通常高于国家现行标准。可以通过采用低氮氧化物燃烧器、高效静电除尘器、布袋除尘器、高效石灰石湿法烟气脱硫工艺组合的方式，对各类烟气污染物进行有效处理。对于一些偏远地区，环保标准要求相对较低，可采用烟气循环流化床工艺、布袋除尘器、高效电除尘器组合的方式，在满足处理要求的同时减少工艺建设投资。此外，对于部分缺水地区，建议采用节水型高效烟气处理工艺，根据需要设计湿式静电除尘器工艺，尽可能降低烟气处理工艺中的水用量。通过综合考虑各方面影响因素，对上述烟气处理工艺技术进行合理应用，能够提升火电厂烟气污染物排放控制的综合效益。
结束语：综上所述，超净排放技术在火力发电厂烟气处理工艺中的应用，可以有效改善烟气污染物的处理效果，使其能够达到相关排放标准的要求。在火力发电厂烟气处理工艺的设计过程中，应对各类污染物排放控制技术进行合理运用，并提高系统内部协调性，实现对烟气污染物的综合治理。
参考文献：
[1]王继伦.新型烟气超低排放技术的研究与应用[J].节能与环保,2019(11):110-111.
[2]徐文胜.某电厂烟气脱硝、脱硫和除尘系统改造的研究[J].山西化工,2019,39(05):120-122.
作者简介：沈瑞瑞，出生年月：（1985.07.27）；性别：女，籍贯：陕西省武功人，学历：本科，毕业于宝鸡文理学院；现有职称：助理工程师；研究方向：电力环保。
论文作者:沈瑞瑞
论文发表刊物:《中国电业》2019年20期
论文发表时间:2020/3/10
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