摘要：早期，我国对污染物排放并无很高要求，从而导致不少燃煤电厂在发电过程中，将产生的大量污染物排放到空气中，严重破坏了环境的生态平衡和稳定性。随着我国环境问题的日益严峻，国家开始广泛关注燃煤电厂超低排放改造问题，并出台了最严排放标准，要求各燃煤电厂积极探索和应用超低排放技术，以降低其燃煤产生的SO2、NOX、烟(粉)尘量和浓度，直至其达到最严排放标准范围，才能将污染物对环境的破坏影响力降到最低，从而实现我国经济和环境的可持续发展。
关键词：燃煤电厂；超低排放；技术研究
1引言
超低排放标准指的是在以含氧量6%为基准条件，排放物中烟尘低于或等于10mg/m3，二氧化硫低于或等于35mg/m3，氧氮化物低于或等于50mg/m3。在我国所使用能源种类中，煤炭占比超过了70%。燃煤电厂作为使用煤炭最多的单位，其排放物应被足够的重视与关注。“超低排放”技术是近年发展出来的一种适用于燃煤电厂排放的新技术，能够有效降低烟气中污染物的排放，使其排放标准达到或优于最新的环保标准。
2研究背景分析
由于煤炭使用量巨大，现有的清洁能源不能完全替代煤炭，因而多采用对燃煤电厂进行超低排放技术改造、加装排放净化设备来减少污染物的排放量，使用渐改的方法达到减排的目标。自2014国家颁布了煤电改造计划后，煤电厂开始了烟气净化装置改造进程。大唐一南京发电厂在改造时充分考虑到不同净化设备的协同效应和烟气中不同类型有害气体间的相互影响，在现有净化装置基础上升级脱硫塔内部结构，同时在脱硫塔出口端加装辅助电除尘设施，并将主除尘设施升级为湿式电除尘装置。在脱硝方面采用液氨还原脱硝技术，通过改造大大降低了排放烟气中的有害气体，使污染物排放量达到了超低排放限值，但是该改造的费用较大。超低排放改造技术主要包括脱硫、脱硝、除尘。其中，脱硫一般采用湿法脱硫技术，该技术主要利用石灰石对煤烟进行吸附，使排放的煤烟含硫量降低95%以上，是一种非常成熟、高效的脱硫技术，目前应用广泛。脱硝主要采用非催化脱硝技术和催化脱硝技术：非催化脱硝技术适用于含氮烟气的一次脱氮，可降低烟气中50%含氮量；而催化脱硝技术适用于含氮烟气的二次脱氮，可降低烟气中90%的含氮量。由于后者较昂贵，因此通常将两者结合起来降低烟气中的含氮量，使其达到规定的标准。除尘主要采用电吸附除尘技术，现有的湿式电吸附除尘装置可使烟气中的颗粒物降低75%左右。
3燃煤电厂超低排放的技术要点
3.1超低排放脱硫技术
燃煤电厂在煤燃烧的过程中，会产生大量的SO2气体随锅炉烟气飘散出去，SO2是大气主要污染物之一，其能改变水体、土壤的酸性，并形成酸雨，从而对我国生态环境具有严重的破坏；另外，其还会对人体的呼吸道黏膜、眼产生强烈的刺激，引发人们出现喉水肿、肺水肿、声带痉挛、窒息等症状。随着燃煤发电机组超低排放改造工作通知出现后，不少燃煤电厂均纷纷探索和应用了超低排放脱硫技术，其主要包含三种技术：（1）燃烧前脱硫，主要是煤转化技术和煤脱硫技术，如洗煤、煤气化等；（2）燃烧中脱硫，在炉内喷入石灰石粉等固硫剂固硫，使其与SO2反应而使其脱硫；（3）燃烧后脱硫，主要包含半干法、干法、湿法烟气脱硫，其中，半干法主要有循环流化床法、石灰旋转喷雾干燥法等，干法主要有吸附法、脉冲电晕等离子法、电子束照射法、荷电干式喷射脱硫法及炉内喷钙尾部增湿法等，湿法主要包含海水洗涤法、氨水吸收法、柠檬酸盐吸收法、灰石(石灰)-石膏法等。
3.2超低排放脱硝技术
烟气脱销技术分为两种，一种是干法烟气脱销技术、另外一种是湿法烟气脱销技术。干法烟气脱销技术如：选择性催化还原技术，英文缩写为SCR和选择性非催化还原技术，英文缩写为SNCR。湿法烟气脱销技术如:水氧化吸收法和酸吸收法、碱液吸收法、湿式络合吸收法、液膜吸收法等。由于水氧化吸收法，需要消耗大量的水资源，且容易造成二次污染，不适应于燃煤电厂，而湿式络合吸收法费用相对昂贵，不适合大面积使用推广，其他吸收法都有各种各样的很明显的缺点。目前，世界上很多燃煤电厂使用的是干法烟气脱销技术：SCR或SNCR，且工艺成熟，广泛使用。
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3.2.1选择性催化还原工艺法简介(SCR)
选择性催化还原脱硝技术，简称SCR，是一种操作控制简单、脱硝效率高的脱销技术。工作原理为：将还原剂NH3，喷入脱销反应器内，反应器的温度为3200C-420℃左右，并在金属催化剂作用下，选择性地与烟气中的NOx反应，生成氮气及水，而不是被02氧化，故称为“选择性”，目前广泛应用于烟气脱硝工程中。该种工艺原理是：采用液氨为还原剂，反应坏境在氧气含量一定的条件下将烟气中的NOx还原为氮气。选择性催化还原脱硝技术(SCR)所发生的化学反应为还原反应。
3.2.2选择性非催化还原工艺法简介(SNCR)
选择性非催化还原烟气脱硝技术，简称SNCR，也是一种成熟的低成本脱硝技术。该技术不使用化学反应物质(催化剂)，以整个高温炉膛为反应器，将还原剂NH3喷入炉膛，NH3与烟气中的氮氧化物NOx反应，生成氮气及水。在SNCR中，一般调整炉膛火焰中心高度，在较高的反应温度(900-1250℃)喷入NH3。通过应用调查发现，使用SNCR工艺脱硝时，反应器内的温度控制相当重要，因为若反应器内温度过低，会造成NH3的反应不充分，造成NH3过剩，导致氨泄漏;而温度过高，NH3部分可能被氧化为NOx，从而增加了NOx的排放，影响了脱硝效率。所以，锅炉反应器内的温度控制相对重要，如果控制不好，则会直接影响脱销效率，现阶段SNCR工艺的脱硝效率在45%左右。
3.3除尘系统技术
3.3.1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。
3.3.2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。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。
4结束语
面临严峻的环保压力，新环保法、大气污染防治法正式实施后，一系列配套的技术标准、规范会相继推出，因此，燃煤火电企业进行超低排放时要超前考虑，关注超低排放技术的发展变化，及时作出调整改进，同时深入调研，了解改造效果和经验教训，为后续工作开展提供参考，确保超低排放的效果，经得起社会公众及环保部门的监督，同时能够确保经济安全运行。
参考文献
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[3]帅伟,莫华.我国燃煤电厂推广超低排放技术的对策建议[J].中国环境管理干部学院学报,2015,2504:49-52.
论文作者:涂安琪,安东
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/24
标签：烟气论文; 技术论文; 超低论文; 电厂论文; 燃煤论文; 电除尘器论文; 选择性论文; 《电力设备》2019年第5期论文;