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摘要：在生产过程中，燃煤电厂会产生大量的烟气，该烟气中含有许多烟尘，如果不能及时将其脱除，则就会严重危害大气环境。目前国内外都在重点研究燃煤电厂烟尘治理措施，提出较为先进的环保技术，便于达到超低排放的目标。
关键词：燃煤电厂；超低排放；技术
1超低排放技术的概念
随着我国社会经济不断的快速发展，各种新型的化工生产技术脱颖而出，更新换代的速度非常快，而面对日益严重的环境污染问题，燃煤电厂烟气污染物超低排放的技术备受社会各界关注。超低排放是指燃煤电厂锅炉在发电运行、尾端处理等过程中，采用多种污染物高效协同除尘集成系统技术，使其大气污染物排放浓度基本符合我国制定出环境保护的法律法规。
2目前燃煤电厂烟尘超低排放技术的现状及解决对策
2.1运行优化方面
合理控制烟尘需要多种技术协作完成，不同除尘技术在能源消耗以及除尘效率方面具有显著差异，进而应该合理优化各种技术的除尘效率，最终才能实现烟尘在超低排放的条件下同时有效降低能源损耗情况。解决对策：在不同超低排放技术下，应该不断优化自身方案，有效降低能源运行的损耗情况，从而在一定程度上节约运行成本。
2.2烟尘测量方面
随着我国燃煤机组测量排放的烟尘主要根据《国家污染源烟气排放连续监测系统技术要求及测量方法》（HJ/T76-2007），通常采用在线监测（烟气排放连续监测系统，CEMS），同时利用实验室称重校核方式，监督并管理污染物的排放数据。但是仍然存在烟尘浓度测定仪未经由校准的问题。目前烟尘浓度测定仪在进行在线连续监测时，并没有进行校准，导致个别校准的确定关系式不能准确使用。HJ/T76-2007对烟尘的CEMS制定了相关的比对方法，当颗粒物排放浓度≤50mg/m3，误差在±15mg/m3内，烟尘仪在进行测量精度时不需要校准，这显然并不适合烟尘超低排放机组CEMS进行校对，并且该测点不均匀分布也会在一定程度上影响测量结果。另外，目前现场实验测量烟尘的方式普遍使用称重法，但是该测量方式往往受到测量员实际操作水平的影响，并且有的煤矿电厂排放浓度在1mg/m3背景下，导致烟尘测量的难度加大，需要进一步确认该方法的精准度。解决对策：相关部门应该归纳已有的低浓度烟尘在线监测以及采样检测的相关问题，修改并制定标准化制度，确保测量的精准度较高。其次，应该合理开展超低排放技术的能源消耗和环境影响的全生命周期评价，目前已经逐渐应用于脱硫、除尘以及脱硝等诸多领域，利用全生命周期评价能准确罗列出能源消耗以及环境影响清单，对环境进行明确效应，进而能有效降低能源消耗。从煤矿电厂长远发展来看，现有组合技术在短期内难以解决，只有开发较为新型的低能耗、高效能的除尘技术，才能代替原有组合技术，大幅度降低能源消耗的同时，节约生产成本，并且有效提升除尘效率。
3燃煤电厂超低排放技术
3.1除尘系统技术
3.1.1低低温电除尘技术。低低温电除尘技术是将电除尘器入口烟气温度降低至酸露点温度（一般在85～95℃）以下，在换热器中将烟气中的SO3冷凝形成硫酸雾黏附在粉尘上，被碱性物质中和，降低了粉尘比电阻和烟气流速，也避免了反电晕现象，达到有效的除尘效果，同时也去除了大部分的SO3。低低温电除尘技术的除尘效率高。经研究，低低温电除尘技术比低温电除尘技术将烟气下降的温度和粉尘比电阻更低，将粉尘比电阻降低到最佳除尘效率区间内，从而进一步提高除尘器的除尘效率。采用低低温电除尘技术，减低了入口烟气温度后，实际烟气流量明显减少，从而减轻了引风机和增压机的负担，所以改造后电耗费和运行费并没有增加，反而减少，且在实际使用中操作运行都稳定良好。
3.1.2湿式电除尘技术。和干式电除尘器相比，湿式电除尘器虽然和干式电除尘器的收尘原理相近，但湿式电除尘器可处理干式电除尘器不能处理的含水高甚至饱和的湿气体。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在粉尘清除方式上，湿式电除尘器替代了干式电除尘器，采用机械振打或声波清灰方式清灰，采用液体定期冲刷集尘极壁方式来清灰，可有效收集微细颗粒物（PM2.5粉尘、SO3酸雾、气溶胶）、重金属（Hg、As、Se、Pb、Cr）、有机污染物（多环芳烃、二噁英）等。湿式电除尘技术具有高除尘效率、操作简单、耗能低、耐腐蚀、无二次扬尘、低维护费用以及缩短停工期等优点，尤其适用在燃煤电厂湿法脱硫之后含尘烟气的处理上。
3.1.3高频电源技术。高频电源的脉冲工作原理是把三相工频电源通过逆变电路将直流电转化成高频交流电，再升压整流后经整流变压器形成高频电流输送到除尘器。由一系列窄脉冲电流构成的供电电流，可以调整其脉冲幅度、宽度及频率，提供各种电压波形输送给除尘器，因而可根据电除尘器的实际工况提供最合适的电压波形，操控很灵活，也节约电能。
实际的工程安装案例证明，高频电源的脉冲工作在纯直流电方式下效果显著，大大提高了荷电性能，进一步提高除尘效率。当前，高频电源已大规模地用在超低排放的电除尘器设计中。
3.1.4增加管束除尘装置。目前，很多热电厂采用增加管束除尘装置来进行超低排放改造。也就是说，利用现有吸收塔除雾器的安装梁作为离心管束式除尘器的安装梁，在吸收塔内除雾器位置安装管束式除尘器，经过多孔板组的饱和烟气进入管束式除尘器，通过增速器和分离器使气流高速旋转，首先将烟气中的水分离至管束壁面，在壁面形成液膜，随后烟气携带的粉尘及液滴被分离至管壁并被液膜捕获吸收；高速旋转的壁面动态液膜保证同向运动的雾滴接触后湮灭，不产生二次夹带；当液膜厚度增大到一定程度时，在重力作用下，液膜沿着管束壁逐渐向下运行，最终从管束脱落，实现粉尘的超净脱除。这个除尘装置大大提高了除尘效率，已被广泛使用。
3.2燃煤脱硝技术
燃煤脱硝技术中燃烧中的脱硝技术和烟气脱硝技术是现阶段我国燃煤发电机组所采用的主要氮氧化物控制技术。燃烧中的脱硝技术主要是指低氮燃烧技术，其技术要领在于在燃煤炉膛中间位置安置附加的燃尽风喷嘴设备，以达到分级燃烧的目的，同时降低燃煤炉内温度，抑制和减少NO2的化学生成。低氮燃烧技术具有成本价格低廉、可操作性强的优点，因而具有一定的推广优势。
烟气脱硝技术的运作主要依靠催化剂，将待处理的烟气引入到预先准备好的放有催化剂的反应设备内部，使烟气中的氮氧化物与催化剂在设定的条件下进行化学还原反应，以此来达到减少NO2排放量的目的。烟气脱硝技术在我国已有较为广泛的应用，但其技术本身有成本价格较高，催化剂需定期进行更换的缺点。
从目前情况来看，科学、有效、可操作性和推广性更强的NO2处理技术可以是燃烧中的脱硝技术和烟气脱硝技术的结合使用，在炉内采用低氮燃烧技术，再将排放气体运用烟气脱硝技术进行处理，最终经处理后的排放物可达到超低排放的要求。
3.3燃煤脱硫技术
国内燃煤电厂脱硫技术经仅今年技术的发展，现主要分为单塔双循环技术、双塔双循环技术、双托盘脱硫技术和单塔多喷淋技术。
单塔双循环技术主要是指让待处理的烟气首先通过以及循环，经过预吸收去除HF、HC、粉尘和部分SO2，以达到控制循环浆液PH值，进行初步脱硫的目的；一级循环处理后的烟气随后进入到设备中继续进行二级循环，与石灰石进行反应，控制循环浆液的PH值进一步增大。
双塔脱硫技术主要设备是通过管道将脱硫塔与逆流喷淋吸收塔的循环浆池进行连接，双塔对PH值进行差别控制。双塔双循环技术可以根据原有的脱硫装置进行改造，节省资金。但双塔双循环技术对场地面积有一定要求。以上两种双循环脱硫技术的脱硫效率都可达到百分之九十八左右。
双托盘脱硫技术技术主要是通过两层托盘，使待处理烟气借助托盘产生的阻力与塔截面上的浆液充分接触，进行反应，以保证较高的脱硫效率。但具有能耗较大的缺点。
单塔多喷淋技术主要是通过增加喷淋层数或加大喷淋密度两种方法，增加吸收塔的液气比，增加液气接触面积，提高脱硫效率，但是同样具有能耗较大的缺点。
结语
对燃煤电厂机组实施烟气超低排放改造，对现有的除尘、脱硝系统、脱硫系统进行提效，采用高效协同脱除技术，使机组烟气的主要污染物（烟尘、氮氧化物、二氧化硫）排放浓度达到天然气燃气轮机组的排放标准。实施超低排放，直观的是减少烟尘、二氧化硫、氮氧化物这三项污染物的排放量，但实际上它同时也解决了污染控制设备可能导致的二次污染，如三氧化硫污染、氨泄漏、重金属排放等问题。通过实行超低排放改造，燃煤电厂改造成为清洁电厂的可能性大大提高。
参考文献
[1]董锐锋,王志东,李媛,郭阳,王锋涛,李玉柱.燃煤电厂超低排放改造的技术路线研究[J].环境污染与防治,2017,39(12):1394-1398+1402.
[2]朱法华,许月阳,王圣.燃煤电厂超低排放技术重大进展回顾及应用效果分析[J].环境保护,2016,44(06):59-63.
[3]马良,陈超.常规燃煤电厂超低排放技术路线分析[J].山西建筑,2014,40(28): 218-219.
论文作者:李振
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/13
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