600MW燃煤机组超低排放改造技术的应用

一、概述

大气是我们每个人都无法避免会接触的，空气中各种各样的物质都会伴随着我们的呼吸进入体内。目前我国大气污染物主要包括：S02、NOX、粉尘、CO2、PM2.5(细颗粒物)等，我们日常常见的雾霾天气大多数情况下就是由PM2.5造成的，PM2.5的产生又与S02、NOX、粉尘有很大的关系。由于PM2.5质量小，携带病毒及有害物质时间长、传输渠道多样、移动距离较远、对人体造成的危害较大。CO2主要引起的是全球变暖和温室效应，虽然对人体不具有害性，但对气候的影响很大。

工业和经济发展需要煤炭，资料表明我国CO2排放的来源80%是煤炭的消费，而煤炭的消费又主要来自于电力、热力生产和供应业。这说明要从根本上治理我国的大气污染，最主要的就是想办法替换掉煤炭的使用，加大对电力、热力生产和供应业的废气排放控制。

2013年国务院发布了《大气污染防治行动计划》十条措施，“大气十条”要求减少污染物排放，加快重点行业脱硫脱硝除尘改造，推进清洁生产，主要污染物的排放强度到2017年底下降30%以上，此项包括SO2、NOx、烟尘，为行业提出速度指标。2016年1月1日开始实行的《中华人民共和国大气污染防治法》是对新环保法的延伸，强调源头治理和全面参与，还有环保税的征收和排污权交易制度，使得大气治理刻不容缓。

二、大气治理相关技术

1、脱硫技术：烟气脱硫指除去烟气中的硫及化合物的过程，主要指烟气中的SO、SO2，以达到环境要求。而烟气脱硫的技术有很多种，按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态，烟气脱硫分为：湿法、半干法、干法三大类脱硫工艺，湿法脱硫技术较为成熟，效率高，操作简单。下图是各种工艺的一个比较。

2、脱硝技术：脱硝处理分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝和燃烧后脱硝。燃烧前，减少燃料中的氮量；燃烧中，发展低氮燃烧技术，对燃烧过程进行控制；最后燃烧后脱硝，也就是我们一般意义上的脱硝——烟气脱硝，对烟气中的NOX进行处理。烟气脱硝的技术有很多，在我国SCR（选择性催化还原技术）占主导地位，采用较多。下图是各种脱硝技术的对比。

SCR技术的原理：在催化剂的作用下，向温度约为280~420℃的烟气中喷入氨，将NOX还原为N2和H2O。其工艺流程如图一。

3、除尘技术

所谓除尘，就是利用一定的外力作用使粉尘从空气中分离出来，是一个物理过程，其中使粉尘从空气中分离出来的作用力主要有：机械力（重力、离心力、惯性力）、阻留作用（介质的筛滤作用、尘气绕流的接触阻留作用、扩散接触阻留作用）、凝聚作用（加湿、蒸汽凝结、超声波）、静电力和扩散。根据以上机理，除尘器分为四大类：机械除尘器、过滤式除尘器、湿式除尘器和电除尘器。更具净化的要求又有四大类：粗净化（第一级净化）、中净化（用于通风除尘系统）、细净化（净化后浓度<=1~2mg/m3）和超净化(1微米以下)。下图为各类除尘器的比较。

三、公司特色

1、脱硫提效技改

登封电厂二期2X600MW机组各配一套FGD装置，一炉一塔配置，采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺，副产物为二水硫酸钥（石膏），脱硫效率不低于95%,脱硫装置可用率不小于95%。石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工艺是技术最成熟、应用最广泛的烟气脱硫技术，我国95%左右的电厂烟气脱硫装置都是采用该种工艺。超净脱硫除尘一体化脱硫塔（图一）是在原有吸收塔内加装旋汇耦合器的技术，旋汇耦合器基于多相紊流掺混的强传质机理，利用气体动力学原理，通过特制的旋汇耦合装置产生气液旋转翻腾的湍流空间，气液固三相充分接触，大大降低了气液膜传质阻力，大大提高传质速率，迅速完成传质过程,从而达到提高脱硫效率的目的，该技术与同类脱硫技术相比，除具有空塔喷淋的防堵、维修简单等优点外，由于增加了气体的漩流速度，还具有脱硫效率高和除尘效率高的优点。

2、除尘提效技改

1）使用环境的特点

管束式除尘装置的使用环境是含有大量液滴的～50℃饱和净烟气，特点是雾滴量大，雾滴粒径分布范围广，由浆液液滴、凝结液滴和尘颗粒组成；除尘主要是脱除浆液液滴和尘颗粒。

2）细小液滴与颗粒的凝聚

大量的细小液滴与颗粒在高速运动条件下碰撞机率大幅增加，易于凝聚、聚集成为大颗粒，从而实现从气相的分离。

3）大液滴和液膜的捕悉

除尘器筒壁面的液膜会捕悉接触到其表面的细小液滴，尤其是在增速器和分离器叶片的表面的过厚液膜，会在高速气流的作用下发生“散水”现象，大量的大液滴从叶片表面被抛洒出来，在叶片上部形成了大液滴组成的液滴层，穿过液滴层的细小液滴被捕悉，大液滴变大后跌落回叶片表面，重新变成大液滴，实现对细小雾滴的捕悉

4）离心分离下的液滴脱除

经过加速器加速后的气流高速旋转向上运动，气流中的细小雾滴、尘颗粒在离心力作用下与气体分离，向筒体表面方向运动。而高速旋转运动的气流迫使被截留的液滴在筒体壁面形成一个旋转运动的液膜层。从气体分离的细小雾滴、微尘颗粒在与液膜层接触后被捕悉，实现细小雾滴与微尘颗粒从烟气中的脱除。

5）多级分离器实现对不同粒径液滴的捕悉

气体旋转流速越大，离心分离效果越佳，捕悉液滴量越大，形成的液膜厚度越大，运行阻力越大，越容易发生二次雾滴的生成；因此采用多级分离器，分别在不同流速下对雾滴进行脱除，保证较低运行阻力下的高效除尘效果汇流环。

3、脱硝提效改造

登封电厂采用炉内低氮燃烧器改造+选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术：a、采用三层催化剂，有效降低了氨逃逸率，防止了空预器堵塞；b、对锅炉脱硝SCR区域各喷氨支路分门进行调整开度，确保反应器内喷氨均匀，降低液氨单耗。

四、效果确认

目前，公司四台机组全部完成超低排放改造，各项重要环保指标已实时传输

至环保部门的监控平台，根据环保监控平台反馈的数据和环保验收监测结果，烟气排放完全达到国家规定的氮氧化物排放浓度＜50mg/m3，二氧化硫排放浓度＜35mg/m3，烟尘排放浓度＜5mg/m3，达成了良好的社会效益和经济效益，相信未来会有更多的创新应用到节能减排工作中，为碧水蓝天添砖加瓦。

原标题：600MW燃煤机组超低排放改造技术的应用