摘要：综述了现有烟尘超低排放技术，将现有烟尘超低排放技术分为一次除尘技术和深度除尘技术两种，其中一次除尘技术包括低低温电除尘技术、旋转电极静电除尘技术和袋式除尘技术，深度除尘技术包括脱硫除尘一体化技术和湿式电除尘技术，并指出现有烟尘超低排放技术是一次除尘技术和深度除尘技术的高效组合。现有烟尘超低排放组合路线分别为以湿式电除尘技术、脱硫除尘一体化技术、电袋复合除尘技术为核心３种。此外，通过分析得出，烟尘超低排放面临的主要问题是优化运行和准确测量两个方面，短期内需针对缺陷进行优化，长期应开发低能耗、高效能的除尘技术。
关键词：燃煤电厂；烟尘；超低排放；一次除尘；深度除尘
1 引言
截止2015年底全国火电装机容量达100554万kW，占总发电装机容量的65.9％，总发电量42307×108kW时，占发电量的73.7％。在未来相当长的一段时间里，我国以燃煤发电为主的电力供应格局不会发生根本改变，煤炭仍是我国的主体能源。
2 我国燃煤电厂污染物排放现状
我国电力行业是大气污染物的排放大户，烟尘、SO2、NOx、汞的排放量均居各行业前列。新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2011）再一次大幅提高了燃煤发电厂烟尘、SO2、NOx等污染物的排放限值规定，并首次对重金属汞排放限值做出了规定，目前，我国燃煤电厂现行排放标准大多数指标已高于主要发达国家。为进一步大幅度削减燃煤电厂污染物排放总量，环保部、发改委、能源局印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》要求：到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放（即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50mg/m3）。这就意味着经济高效的超低排放技术的研究与发展尤为重要。
3 燃煤电厂烟尘“超低排放”技术发展现状
3.1 低低温电除尘技术
低低温电除尘技术是在电除尘器前增加烟气换热装置，一般为低温省煤器或热媒体气气换热装置，将进入电除尘器的烟气温度降低到90℃左右，烟气量减少，粉尘性质得到改变，从而提高了除尘器性能。该技术适用于低硫煤，且烟气含尘浓度不大于100g/m3。其具有以下几个优点。（1）粉尘比电阻降低，适用范围扩大。烟气温度降低到90℃，低于酸露点，使得SO3冷凝，比电阻可以降低到反电晕临界比电阻以下，反电晕现象得到有效避免，扩大了电除尘器对煤种的适应性。（2）烟气量降低，电场击穿电压提高。烟气温度降低，烟气中颗粒及气体分子热运动能力减弱，烟气体积下降，风速变缓，不仅有利于细微颗粒物的捕集，还可以降低下游设备的规格，有研究显示，烟气温度每降低10℃，烟气量降低约2.5%，电厂击穿电压将上升约3%，从而提高电场强度，增加粉尘荷电量，提高除尘效率。（3）余热可利用，能耗降低。低低温电除尘器入口烟气温度降低，回收的热量可用于加热汽机冷凝水或锅炉补给水以提高热利用效率，节约了用煤。对于后续湿法脱硫系统，由于烟温降低，脱硫效率提高，减少了工艺降温耗水量，从而降低能耗，降低成本，减少了脱硫系统的二次污染。（4）SO3可被协同去除。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆烟气温度低于酸露点，烟气中大部分的SO3在换热装置中因温度降低而冷凝成硫酸雾，并被粉尘吸附且与碱性物质发生中和反应，被协同去除，SO3的去除率通常可达90%以上。此外，SO3的去除解决了湿法脱硫工艺中SO3腐蚀的难题，有良好的经济效益。
3.2 旋转电极静电除尘技术
旋转电极静电除尘技术的除尘原理与常规除尘技术相同，不同之处在于清灰方式。常规电除尘技术采用振打或声波的方式来清灰，旋转电极静电除尘技术则是采用可上下移动的收尘极板和非电场区旋转的刷子来清灰。粉尘被收集到阳极板上，阳极板在顶部驱动轮的带动下上下移动，附着的粉尘在还未达到形成反电晕的厚度时便移动到灰斗内，被旋转的清灰刷清除。该技术可清除常规清灰方式难以清除的粉尘，能有效避免反电晕现象，最大限度地减少振打方式造成的二次扬尘，且粉尘的驱进速度可达固定电极电场的2.5倍，能够大幅度提高除尘效率。旋转电极式电除尘器具有结构紧凑、占地面积较小、避免二次扬尘、除尘效率高、能耗少、运行费用低等优点，既能解决常规电除尘器对高比电阻粉尘、高黏性粉尘清灰难、除尘效率低的问题，又能弥补袋式除尘设备压力损失大、运行费用高、难处理高温高湿烟气的缺陷。因此，旋转电极式电除尘器对不同煤种的适应性高，应用范围比常规电除尘器更广，尤其是在高比电阻粉尘、黏性粉尘的去除方面有较好的优势。
3.3 湿式电除尘技术
由于我国燃煤电厂用煤煤质较差，灰分较高，仅采用传统的干式静电除尘器想要达到烟尘浓度小于5mg/m3的超低排放有一定的难度，因此，常在脱硫塔后加装湿式电除尘器（WESP），以脱除饱和烟气中的细颗粒物，达到稳定超低排放的目的。WESP通过气体电离、粉尘荷电、集尘、冲刷清灰四步除尘，其工作原理是：气体在直流高电压作用下电离，产生大量的阳离子、阴离子和电子，这些带电粒子吸附在粉尘上，使粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下移动到集尘极上，再将冲洗液喷至集尘极上形成连续的水膜，使得捕获的粉尘随着水膜掉到灰斗中而被去除。湿式静电除尘器与干式静电除尘器的不同之处在于清灰方式，湿式电除尘器是通过液体冲洗集尘极高效清灰，因此不受粉尘比电阻影响，避免了反电晕和二次扬尘的问题；此外，湿式电除尘器不仅可以有效去除烟气中的细颗粒物，还可协同脱除SO2、SO3酸雾、重金属（Hg、As、Pb等）、有机污染物（多环芳烃、二噁英）以及除雾器后的脱硫石膏液滴等污染物，是一种高效的静电除尘器。目前在工程上应用较多的WESP有3种设计形式，分别是：①垂直烟气流独立设计；②水平烟气流独立设计；③垂直烟气流与WFGD整体式设计。其中第③中设计方式因占地面积小、成本和运行费用较低而应用最为广泛。随着湿式静电技术的进一步研究和改进，湿式电除尘器将在污染物协同控制和深度净化上被寄予更多期望。
4 结束语
烟尘超低排放技术主要分一次除尘技术和深度除尘技术，一次除尘技术包括静电除尘技术、袋式除尘技术和电袋复合除尘技术，深度除尘技术包括脱硫除尘一体化技术（包含ＳＰＣ－３Ｄ）和湿式静电除尘技术，并对各技术的优缺点进行了归纳总结。现有烟尘超低排放技术是对一次除尘技术和深度除尘技术的高效组合，改造方案应根据电厂的实际情况进行多样化选择。烟尘超低排放面临的主要问题是运行优化和烟尘测量，短期内需针对缺陷进行优化，长期应开发低能耗、高效能的除尘技术。
参考文献：
[1]张金刚.300MW燃煤电厂烟尘及二氧化硫减排技术研究与应用[D].兰州理工大学，2017.
[2]王浩宇，王三平，韩震，李杨.山西省低热值燃煤电厂烟尘超低排放工艺技术路线探讨[J].科技视界，2016（23）：1-2+4.
论文作者:姜力行
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/1
标签：技术论文; 烟气论文; 粉尘论文; 烟尘论文; 电除尘器论文; 超低论文; 电厂论文; 《电力设备》2018年第11期论文;