近年來，我（wǒ）國大氣汙（wū）染呈現複合型特征，霧霾問題日益突出。而燃煤煙氣排放的粉塵、二氧化硫( SO2) 和氮氧化物( NOx) 等是（shì）*主要的霧霾前驅體。控製（zhì）燃煤過程排放的大氣汙染物成為解決霧霾問題的重（chóng）要舉措。為推進煤（méi）炭清（qīng）潔化利用、改善大氣環境質量，環境保護部（bù）、國家發改委、國（guó）家（jiā）能源局聯合印發了《全麵實施燃煤電廠超低（dī）排放和節能改造工作方案》和《關（guān）於（yú）實行（háng）燃煤電廠超低排放電價支持政策有關問（wèn）題的通知》，即要求（qiú）火電廠（chǎng）燃煤鍋爐在末端治理過（guò）程中，采用多種汙染物高效協同脫除集成係統技術，使其大氣汙染物排放濃度符合（hé）燃氣機組排放限值（zhí），即粉塵、SO2、NOx排放濃度( 基準（zhǔn）含氧量為6%) 分別（bié）不超過5，35，50mg /m3。

 

隨著DB33 /2147—2018《燃煤電廠大（dà）氣汙染物排（pái）放標準》( 超低（dī）排放) 的提出，有必要采用全（quán）新的“協同治理”技術應對（duì）全新的環保形勢。對於粉塵來（lái）講，當粉塵排放濃度要求達到≤10mg /m3，甚至≤5mg /m3 時，僅在濕法脫硫前采用（yòng）高效除塵器的工藝方案是（shì）不能（néng）滿足要求的，需要在脫硫後進（jìn）一步安裝濕（shī）式靜（jìng）電除塵器。目前常見的超低除塵技術有低低溫靜電除塵( 低溫省煤器) 、布袋除塵（chén）、電袋除塵器等。當前煙氣脫硫（liú）多采用石灰石-石膏濕法（fǎ）工藝，主流的脫硫改（gǎi）造可采用單塔技術（shù）( 包（bāo）括噴淋空（kōng）塔、托盤塔、單塔（tǎ）雙循環等技術) 和串聯塔技術。對於燃用中低硫煤的火電機組，通過優（yōu）化吸收塔設計，提高吸收（shōu）塔液氣比( 增設噴淋層（céng），提高漿液循環泵流量) 或者采取增強氣液傳質措施( 增設托盤持液層、湍流層、聚氣環等) ，可大幅提高吸收塔（tǎ）的脫硫效率，滿（mǎn）足超（chāo）低排放要求。而串塔改造（zào）方（fāng）案可以通（tōng）過（guò）控製一、二級吸（xī）收塔的（de）pH值實（shí）現分區控製。一級（jí）吸收塔（tǎ）低pH 值運行，利於石（shí）膏氧化結晶; 二級吸收塔高pH 值運行，利於（yú）高效脫硫。NOx控製（zhì）采用低氮燃燒技術和煙氣脫硝技術相結合（hé）的（de）綜合防治措施，低氮燃燒技術（shù）作為燃煤電廠NOx控製的首選（xuǎn）技術，主要有低（dī）氮燃燒器、空（kōng）氣分級燃燒技術和燃料分級燃燒技術等，煙氣脫硝技（jì）術以高效（xiào）SCR為主。

 

在超低排放技術的實際應用中，現場情況複雜，在工藝和技術上並沒有統一標準，需要根據實際情況進（jìn）行針對性的設計。本文基於某（mǒu）燃煤熱電廠2 ×130 t /h循環流化床鍋爐超（chāo）低排（pái）放改（gǎi）造工程，隨機（jī）選取其在網連續運行30d的煙氣汙染物排放數據( 720個時段) ，對（duì）改（gǎi）造後SO2、NOx和粉塵的數據進（jìn）行詳細分析，研究其（qí）排放特性，為燃（rán）煤熱電（diàn）廠超低排放改造提供工程（chéng）解決方案和數據（jù）支撐（chēng）。

 

1 工（gōng）程概況

 

該熱電廠原有的煙氣（qì）處理（lǐ）流程為（wéi）: SNCR脫硝→靜電除塵器→石灰（huī）石-石膏煙氣脫硫。但原有靜電除塵器的內（nèi）極板、極線、殼體以及煙道在長期運行（háng）過程中均已存在（zài）較大程度（dù）的腐蝕，所以采用全新的布（bù）袋除塵器替換原有的靜電除塵器。原有石灰石-石膏煙氣脫硫（liú）裝置的SO2排放（fàng）設計值為200mg /m3，與SO2超低排（pái）放要（yào）求有較大的（de）差距，需要進行（háng）改造。脫硫改造仍采用（yòng）石灰石-石膏煙氣脫（tuō）硫工藝，按照兩爐（lú） 塔（tǎ）配（pèi）置（zhì），在現有（yǒu）3層噴淋基礎上增加1層（céng）噴淋，並更換原有3 層噴淋層全部噴嘴( 上（shàng）下雙向（xiàng）) ，同時將除霧器更換成1層管式+兩級屋脊除霧器，*後在脫硫塔頂加裝立管式濕式（shì）電除塵器。另外，原有的SNCR脫硝NOx的設計排放值為100mg /m3，無法滿足超（chāo）低排放要求。為此，脫硝改造采用“SNCR 優化+SCR( 1 層催化劑) ”耦合脫硝工藝。*終該企業（yè）確定實現超低排放的技術方案為SNCR脫硝+SCR脫硝+布袋（dài）除塵（chén）+石灰石（shí）-石膏濕法煙（yān）氣脫硫( 兩爐1塔) +濕式靜電除塵器( 兩爐1 塔) ，工藝流程如圖（tú）1所示。

2 改造效果

 

2.1 脫硫效果分析

 

2.1.1 SO2排放濃度

 

脫硫後SO2排放濃度較為（wéi）穩定( 圖2) ，僅有21個時段超過35mg /m3 的排放標準，占總（zǒng）時段的2.9%。而且SO2排放濃度控製得很低，30d 內平均濃度僅為6.32mg /m3。如表1 所示（shì），SO2排放濃度<10mg /m3 的時段占81.7%，甚至<5 mg /m3 的時段也占65.1%。

經分析計算，脫硫過程中鈣硫比約為1.07，顯示沒有過多的脫硫劑加入。但脫（tuō）硫過程（chéng）中液氣比>15，且沒有根據入口煙氣條件進行調節，導致SO2出口濃度很低。雖然從環保指標上看，低SO2排放濃度有助於SO2總（zǒng）量減排，但對脫硫係統運行的經濟性和綜合社會效益是不利的。所以須加強脫硫過程（chéng）的自動控製，實現過程參數（shù）的優化，降低能耗物耗，達到高效和經濟運行（háng）。

 

2.1.2 脫硫效率

 

本脫硫係統的（de）設計效率為98. 9%，如圖（tú）3 所示。可知: 脫硫效率多數時段（duàn）維持在99%以上。此時（shí），企業的調控空間很小，這導致了*終的SO2排（pái）放濃度（dù）都控製在很低的水平。但有部分時段脫硫效率出現了異常的低值，經核查該時段進口SO2表（biǎo）計出現故障而無法獲取準確的進口（kǒu）SO2濃度。由於煙氣初始條件波動（dòng），把98. 9%的脫硫效率作為控製指標的實際意義小，而應該把考察的重（chóng）點放在如何（hé）穩定實現SO2的超低排放，並通過優化控製參數來實現經濟運行。同時需要進一（yī）步加強SO2表計的維護（hù）和（hé）保養，以獲取準確的排放數據。

 

 

2.2 脫硝效（xiào）果分析

 

2.2.1 NOx排放濃度

 

如圖4 和表2 所示，NOx排放（fàng）濃度較（jiào）為穩定，98.2%的時段NOx排放濃度< 50mg /m3。而NOx>100 mg /m3的情況（kuàng）是氨水泵出現問題，氨水無法注入所致。總體來看，30%左右時段的NOx排放濃度>30mg /m3，NOx的平均濃度為24. 6mg /m3，所以（yǐ）省煤器後麵的煙道內加裝1 層SCR 催化劑對於（yú）高效脫硝（xiāo）仍存在一定的不足，後（hòu）續應再（zài）增（zēng）加1 層催化（huà）劑。

2.2.2 SNCR+SCR 後氨逃逸

 

雖然NOx排放濃（nóng）度符合超低（dī）排放要求，但氨（ān）逃逸控製並不理想，超標情況（kuàng）較多( 見圖5、圖6) 。氨逃逸的技術（shù）指標為2.5mg /m3，1號爐氨逃逸的平均濃度為2.78mg /m3，超標（biāo）比例達到38.3%; 2 號爐氨逃逸的平均（jun1）濃度為4.10 mg /m3，超標（biāo）比例達（dá）到65.6%。根據氨氮比( NH3 /NOx) 計算（suàn），1、2號爐的氨氮比分別達到1.99 和1.87。因此（cǐ），在（zài）SNCR+SCR耦合脫硝過程中，仍需嚴格控製氨投加量，進一步優化SNCR中噴氨量。

 

2.3 除塵效果（guǒ）分（fèn）析

 

2.3.1 濕電出口（kǒu）粉（fěn）塵濃度（dù）

 

由於（yú）布袋除塵（chén）後（hòu）未設置（zhì）專門的粉塵在線監測（cè）係統，所以僅對濕式電除塵後的煙氣中的粉塵濃度進行分析。經過布袋除塵、濕法脫硫和濕式電除塵後，粉塵排放濃度整體達標( 圖7) 。可知: 大多數時段粉塵排放濃度<2. 5 mg /m3，但（dàn）仍有2. 5%的時段粉塵排（pái）放濃度>5mg /m3的排放標準。根據（jù）人工監測分（fèn）析（xī），布袋（dài）除塵效果不佳，可能是導致尾部粉塵超標的重要原因。

 

 

2.3.2 濕式靜電除塵器二次電壓對粉塵（chén）排放（fàng）濃度的影響

 

從濕式靜電除塵器對粉塵的脫除效果來看，隨著二（èr）次（cì）電壓（yā）的升高，粉（fěn）塵脫除效果有一定（dìng）改善，但提高幅度有限。在25kV 二次電（diàn）壓下（xià），粉（fěn）塵排放濃度為0.4～1.8mg /m3，而當二次電壓增（zēng）加到40kV 時，粉塵排放濃度為0.2～1.0 mg /m3。

 

 

3 結論

 

1) 某燃煤電廠煙氣超低排放改造後，運行1個月內SO2排放濃度僅有21個時段超過35mg /m3，占總時段的2.9%。且SO2排放濃度控製（zhì）得很低（dī），平均濃度僅為6.32 mg /m3。總體上脫硫效率已控製到位（wèi），但由於煙氣初始條件波動大，把高脫硫率作為技術指標（biāo）的實際（jì）意義小，而應重點實現SO2的穩定超低排放，並通過優化控製參數來實現經濟運行（háng）。

 

2) NOx排放濃度（dù）穩定， 98.2%的時段NOx排放濃度（dù）<50mg /m3。濕法脫硫對NOx沒有顯著脫除效果，脫硫後煙氣中NO2在NOx中比例（lì）有所提高。SNCR+SCR 後氨逃逸控製不理想，超標情況較多，在SNCR+SCR 耦合脫硝中NH3 /NOx的控製需更加嚴格。

 

3) 經過布袋除塵（chén）、濕法（fǎ）脫（tuō）硫（liú）和濕（shī）式靜電除塵（chén）器後，絕大多數時段粉塵排放濃度都在（zài）2.5mg /m3 以下，但濕（shī）式靜電除塵器的除塵效（xiào）果（guǒ）並不顯著，後期研究將結合（hé）實（shí）際工況進一步優（yōu）化濕式靜電除塵器運行參數（shù），實現（xiàn）其高效和經濟運行。