辽宁石油化工大学 辽宁抚顺 113006
摘要：针对煤粉工业锅炉的主流污染控制技术及其项目应用效果进行分析，参照电站锅炉烟气净化布置工艺及小型湿式电除尘器在中国的应用情况，提出一种煤粉工业锅炉超低排放技术工艺。该工艺在可以实现烟尘、SO2、NOx超低排放，对烟气中复合污染物进行有效控制，适合在中国大面积推广。
关键词：煤粉；工业锅炉；污染控制；超低排放；湿式电除尘器
1煤粉工业锅炉的污染控制技术
煤粉工业锅炉的主流污染控制技术是袋式除尘技术、湿法脱硫技术、低氮燃烧技术、SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术。
1.1袋式除尘技术
袋式除尘技术（FabricFilter，FF）是一种根据烟气的温湿度、原始灰尘浓度、酸碱度等使用条件的不同，已开发出多种耐热性良好、化学性能稳定性、过滤效率出色的滤袋产品。袋式除尘技术效率高，一般可达到99.5%以上，烟尘排放质量浓度可低于30mg/m3，对亚微米颗粒具有较高的分级除尘效率，已广泛应用在各工业领域，成为中国大气污染控制特别是PM2.5排放控制的主流技术。
1.2湿法脱硫技术
湿法脱硫技术（WetFlueGasDesulfurization，WFGD）是根据采用脱硫剂的不同，常用的湿法脱硫技术有石灰石/石膏法、氨法和氧化镁法等三类，脱硫效率均能达到95%以上。湿法脱硫技术在电力、冶金、石化等行业应用广泛，占世界脱硫总装机容量的85%左右。中国90%以上的烟气脱硫工程采用的是石灰石/石膏湿法脱硫工艺，辽宁、山东等镁矿储量较为丰富的地区有一定氧化镁法脱硫工艺的应用。
1.3NOx控制技术
（1）低氮燃烧技术
低氮燃烧技术是采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等手段，通过延缓燃烧进程或稀释烟气显热，以控制热力型NOx的一类技术的统称。国家环境保护燃煤工业锅炉节能与污染控制工程技术中心（以下简称“工程中心”）采用空气分级燃烧和烟气再循环等方式，开发的新一代煤粉工业锅炉燃烧器已可实现NOx折算初始排放浓度<200mg/m3。
（2）SNCR脱硝技术
SNCR（SelectiveNon-CatalyticReduction，选择性非催化还原）是一种通过向高温烟气中尿素或氨基化合物作为还原剂，有选择性地把烟气中的NOx还原为N2和H2O的脱硝技术。操作温度在800℃-1000℃，脱硝效率在30%-80%。
（3）SCR脱硝技术
SCR（SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原）是一种基于在催化剂的作用下，通过向烟气中喷入尿素或氨基化合物作为还原剂，有选择性地将烟气中的NOx还原为N2和H2O的脱硝技术。操作温度与催化反应的活性温度范围有关，以V2O5/TiO2金属氧化物为例，反应温度在260℃-425℃，脱硝效率在80%以上。
2超低排放技术方案
2.1现有污染控制技术效果分析
烟尘处理效率需要进一步提高，单靠一级除尘器较难实现超低排放的目的，需要串联一级除尘装置，理论上其除尘效率应达到60%以上。项目一中氧化镁湿法脱硫效率为85.63%，低于湿法脱硫技术平均效率95%。经测算，该项目其余条件不变情况下，当脱硫效率达到91.62%时，即可满足28mg/m3排放要求。低氮燃烧联合SNCR脱硝技术，理论上在SNCR脱硝效率最佳状态时可以实现NOx超低排放。考虑到SNCR脱硝效率受锅炉工况、喷射布置等多种因素影响，同样设计在不同工况下处理效果差异较大。出于稳定运行考虑，选择低氮燃烧联合SCR技术，即在低氮燃烧NOx原始排放不高于200mg/m3的条件下，串联效率在80%以上的SCR脱硝技术，确保NOx超低排放。
2.2湿式电除尘器
电站锅炉系统在WFGD的下游安装湿式电除尘器（WetElectrostaticPrecipitator，WESP），作为烟气净化工艺的终端处理设备。WESP工作原理和干式电除尘除尘原理基本相同，都要经历电离、荷电、收集和清灰四个阶段[8]。如图1所示，含尘烟气经多孔板均匀进入收尘室，在放电极作用下被电离形成电子和正离子，电子与粉尘发生碰撞使其表面荷电，荷电粒子在电场作用下在集尘机富集，水流自上而下冲洗集尘极表面将粉尘带走，经灰斗排至排水池。
结语
湿式电除尘技术成熟可靠、烟尘减排效果良好，国内已完成小型化产品的应用，可以广泛应用于煤粉工业锅炉污染控制系统；“低氮燃烧+SCR+FF+WFGD+WESP”烟气处理工艺优化了各单元的污染物脱除效率，兼顾了对尾端烟气中复合污染物的治理，可以确保煤粉工业锅炉烟气实现超低排放，适合在中国大面积推广；燃煤工业锅炉能源消费基数大，污染物排放量大，参照电站燃煤机组政策要求，开展针对燃煤工业锅炉的超低排放技术改造，可以实现超低排放，对煤粉工业锅炉意义重大。
参考文献
[1]环境保护部，国家发展和改革委员会，国家能源局，环发[2015]164号.关于印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》的通知[S].2015..
[2]中国环境保护产业协会袋式除尘委员会.我国袋式除尘设计水平的全面进步[J].中国环保产业，2015(3)：4-8.
论文作者:史佳美,周益邦,王学勇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/18
标签：技术论文; 烟气论文; 超低论文; 湿法论文; 效率论文; 工业锅炉论文; 煤粉论文; 《基层建设》2017年第13期论文;