燃煤烟气污染物超低排放技术及经济分析

燃煤烟气污染物超低排放技术及经济分析

李朋辉

山东诚信工程建设监理有限公司山东济南250100

摘要：本文首先对烟尘超低排放技术、NOX超低排放技术、SO2超低排放技术三种燃煤烟气污染物超低排放技术进行概述，进而对燃煤烟气污染物超低排放技术线路展开分析，最后对燃煤烟气污染物超低排放技术的经济效益展开了论述。

关键词：燃煤烟气污染物；超低排放技术；经济效应

前言

面对我国日益严重的环境污染问题，如何在生产中降低燃煤烟气排放物中的污染物浓度成为了每一家煤电厂都需要面对和解决的问题。所谓燃煤烟气污染物超低排放主要指烟尘、NOX、SO2三者的超低浓度排放，目前在此三者超低排放的相关技术上也较多，但针对于不同工厂实际生产情况不同，所采用的技术组合不同，得到的降排效果和经济效益也存在很大的差异。基于此，文章在对目前主要几种燃煤烟气污染物超低排放技术介绍基础上，提出一些关于超低排放技术组合方面的观点，并进行经济效应分析，旨在提供一些煤电厂在生产过程中合理采用燃煤烟气污染物超低排放技术方面的参考。

一、燃煤烟气污染物超低排放技术概述

（一）烟尘超低排放技术

目前在烟尘超低排放技术方面主要包括在脱硫处理前的增效干式除尘技术以及脱硫处理后的湿式静电除尘技术。

干式除尘技术包括电袋复合除尘、袋式除尘和静电除尘技术三者。其中静电除尘技术是应用最为广泛的一种技术，具备除尘效率高、处理烟气量大以及使用温度范围大以及设备阻力较低等诸多优点，是目前80%煤电厂的选择。增效干式除尘技术即在传统的干式除尘技术基础之上，结合湿法脱硫进行联合除尘，提升除尘的效果。目前应用较为广泛的增效技术主要有微颗粒捕集增效、旋转电极式电除尘几种技术[1]。

湿式静电除尘技术目前也是在诸多燃煤电厂中得到十分广泛应用的一种技术，在对湿法脱硫饱和湿烟气中存在的尘体的处理上具有良好的处理效果，通过湿式静电除尘技术可实现烟尘排放浓度达到5mg/m3以下。因为湿式静电除尘技术在除尘效果的优势，目前该技术在功能和应用领域上也处于得到了很大的提升。加之在传统脱硫、脱销以及除尘技术上所获得进步，目前湿式静电除尘技术也开始应用于超细雾滴、细颗粒物以及Hg等污染物的处理，未来具有十分广泛的应用空间。

（二）NOX超低排放技术

目前在国内能够对NOX实现超低排放的技术选择较少，主要包括选择性催化还原脱硝技术和低氮燃烧技术两者。

选择性催化还原脱硝技术是上个世纪在美国诞生的一种NOX污染物的处理技术，但是在工业上得到具体应用则是在上个世纪七十年代的日本。选择性催化还原脱硝技术的原理为，在320-420℃的环境下喷入NH3，在存在催化剂的环境下，其和NOX反应产生水和氮气，继而实现脱销的效果。其中催化剂是选择性催化还原脱硝技术的核心所在，目前我国在选择性催化还原脱硝技术的催化剂部分还完全依托于进口，有待进一步加大研发[2]。

低氮燃烧技术是一种较为传统的NOX超低排放技术，该技术的实现路线为在煤的燃烧过程中对NOX的生产效率进行压制，或者让一些已生产的NOX被迫还原成为氮气，达到NOX浓度较低的效果。目前应用较为广泛的低氮燃烧技术为双尺度低氮燃烧技术，即在燃炉内射流组合部分，在空间尺度近壁区和中心区位置的速度、温度以及颗粒浓度场上实现特性的差异化，同时在过程尺度上对节点区段进行一次风射流的特殊化组合，实现双尺度的防渣、低氮的功能，起到NOX超低排放的效果。

（三）SO2超低排放技术

SO2超低排放技术是目前在燃煤电厂烟气污染超低排放技术中最为成熟的一类技术，在经过几十年的发展后，目前已经延伸了多种具有良好效果的脱硫技术。如单塔双循环技术、托盘塔技术以及双塔串联技术等等。

双塔串联技术原理为通过两级石膏-石灰石湿法喷淋空塔串联的方式，燃炉内的烟气在经过一级塔后，首先会对其中的一部分SO2实现去除，继而再经过二级塔进行叠加处理，在两次处理效果上，可达到98%以上。具有锅炉负荷波动适应性强、脱硫效率高、处理高等诸多优势。但同时也存在初期投资高、除硫系统阻力大以及两级吸收塔都需要配置除雾器等问题，在整体的脱硫成本上很高[3]。

托盘塔技术是一种十分传统的SO2超低排放技术，其指的是在脱硫喷淋塔内设置穿流孔板的托盘，继而实现进入塔内的烟气可以均匀的分布于塔的截面上，和喷淋液体之间获得更大的接触空间，实现更高的脱硫效果。但在塔内增加托盘会导致整个脱硫系统的阻力提升1kPa左右，会提升脱硫的能耗。此外为尽可能提升脱硫的效率，还必须调高塔中的酸碱度值，而这会导致石膏的结晶困难，致使处理后烟气含水量进一步增加[4]。

二、燃煤烟气污染物超低排放技术路线及经济效益分析

（一）燃煤烟气污染物超低排放技术路线

通过上文对烟尘超低排放技术、NOX超低排放技术、SO2超低排放技术中各种技术的优缺点分析，在不同的煤电厂进行技术组合选择上，都需要根据自身的实际情况出发，基于自身的经济能力，烟气成分、排放要求、燃煤煤质以及燃烧器型号等参数设计合理的技术路线。目前较为常用的技术路线主要有两条：其一为

低氮燃烧技术+选择性催化还原脱硝技术+电袋复合除尘技术+单塔双循环技术；其二为低氮燃烧技术+选择性催化还原技术+低低温静电除尘器增效干式除尘技术+石灰石湿法脱硫技术+烟气深度净化除尘设备。

（二）燃煤烟气污染物超低排放经济效益分析

对于燃煤电厂而言在选择烟气污染物超低排放必然会导致成本的增加，如表1所示，为一600MW机组电场，以最高含硫量煤质为准计算的常规烟气治理和超低排放治理之间的投资成本比较。

同时对于不同装机容量的电站在采用超低排放治理后单位增加成本也不同。其中1000MW每千瓦时增加0.0096元，其中600MW每千瓦时增加0.0143元，其中300MW每千瓦时增加0.0187元。

结束语

综上所述，面对目前我国十分重要的环境问题，对于燃煤电厂而言，需要将自身传统的常规烟气治理升级为超低排放治理。通过文章的分析，虽然在选择超低排放治理后必然会导致一定的生产成本提升，但考虑到环境问题，仍然是每一家燃煤电厂都必须行之的一个措施。此外，在超低排放技术路线的选择中，对于不同的电厂则需要基于自身的实际情况进行适应性的选择，提升合理性和经济性。

参考文献

[1]倪吴忠,葛国建.燃煤烟气污染物超低排放技术及运用研究[J].资源节约与环保,2017,(4):1,3.

[2]岑可法,倪明江,高翔等.煤炭清洁发电技术进展与前景[J].中国工程科学,2015,17(9):49-55.

[3]李博,赵锦洋,吕俊复等.燃煤烟气超低排放技术路线选择建议[J].电力科技与环保,2016,32(5):13-15.

[4]赵亮,刘小娣.燃煤电厂超低排放改造技术路线优化分析[J].商品与质量,2016,(49):236-237.