火电厂脱硫、脱硝、除尘的意义与原则

火电厂脱硫、脱硝、除尘的意义与原则

张海燕

大唐河北发电有限公司马头热电分公司

摘要：本文首先介绍了电厂走脱硫脱硝除尘的创新之路的价值，尔后解读了火电厂脱硫、脱硝、除尘设计原则，接着分析了脱硫脱硝除尘一体化应用前景，全篇系工作经验所得，一纸管窥，细致入微，旨在促进自身不断提升。

关键词：火电厂脱硫脱硝除尘一体化

自2014年7月1日以后，现有火力发电锅炉及燃气轮机组，开始执行污染物新排放限值。而实际上，火电厂脱硫等设施执行情况并不乐观；严格的排放标准只有切实贯彻落实才能获得预期的效果。国家为了鼓励现有火电厂以及钢铁、水泥等其他工业，加大除尘和脱硫脱硝力度，在2013年专门发布了环保电价制度，对采用新技术进行除尘设施改造、烟尘排放浓度低于30mg/m3，并经环保部门验收合格的燃煤发电企业除尘成本予以适当支持。同时，将全国范围内脱硝电价上调0.2分/kWh，达到1分/kWh，这提升了火电厂脱硝积极性，明显提高火电厂脱硝项目收益率。大气污染治理是环保部2014年工作重点，地方政府大气治理考核办法上月已经公布，这些政策出台将持续推动重点排污企业增加环保投入，对应的除尘脱硝细分产业将保持高景气。

一、电厂脱硫脱硝除尘的创新之路势在必行

目前，国内外应用于工业生产和正在进行中间试验的烟气脱硫方法比较多，总体上可以分为三类：即以吸收剂水溶液洗涤烟气的湿法烟气脱硫；吸收剂浆液吸收硫及干燥的半干法；以及直接喷射钙基吸着剂粉料的干法烟气脱硫。

湿法烟气脱硫的脱硫效率比较高，适用范围广，但系统复杂，设备投资和运行费用高，要求的运行管理水平高，即使在发达国家推广应用也存在着一定困难。喷雾干燥半干法烟气脱硫投资及运行费用与湿法比较有所降低，但旋转雾化喷头等关键设备技术要求高，灰浆系统比较复杂，推广应用也不容易。与上述两种脱硫方法相比，喷钙脱硫成套技术具有投资低，运行成本低，系统简单，操作容易等优点，在中国被认为有广阔发展前景的脱硫技术。

连续实施了十多年的强化电力脱硫除尘一体化急待应用示范建设政策使我国电力行业得到迅速发展，进入2000年后，电力总装机容量超过了3亿千瓦。从目前的情况看，新增电源的增长速度基本上能够实现与国民经济较高增速之间的动态平衡。与此同时，较多依赖火力发电的电源结构仍未得到有效改善，目前燃煤发电仍占电力总消耗量的75％以上。由其引发的环境污染问题也随之趋于严重，1998年和1999年我国因煤炭燃烧而排放出的二氧化硫总量分别高达2087万吨和1857万吨，居世界第一位，北方地区则接连发生大规模烟尘污染和酸雨现象，火电厂已经成为我国主要的大气污染源之一。除了二氧化硫外，火电生产过程中还会形成一定的污水，构成了电力污染的一个部分，各个省市已纷纷响应，出台各种燃煤电厂脱硫的配套优惠政策，这一系列措施使火电厂安装环保装置的积极性有所加强，尤其是电力脱硫设备，未来两三年电力脱硫装置市场将会达到一个峰值。

二、火电厂脱硫、脱硝、除尘设计设计原则

1.脱硫工艺的选择应遵照“适应现场、工艺成熟、运行稳定、脱硫效率高、投资省、无二次污染”的原则。电厂附近有丰富的石灰石矿，并己形成了较好的开采体系，设计是以石灰粉作为脱硫吸收剂并直接从市场获得为基础，电厂厂内不再进行加工。脱硫副产品处置按综合利用为主的原则设计，并为脱硫副产品的利用提供必要条件，若暂时不具备条件，可先堆放在灰场，待条件具备后，再取出。

2.除尘方案的选择。两种除尘设备的比较。目前我国燃煤火电厂的建设，烟气除尘绝大部分采用电除尘器，制造、运行上都积累了丰富的经验。在运行火电机组中，只有个别电厂采用了布袋除尘器。国外火电厂烟尘处理技术是电除尘器和布袋除尘器并存，布袋除尘器在欧洲、美国、澳大利亚等国家应用广泛，布袋使用寿命超过3-6年。特别是对难收尘煤种和烟尘排放量控制严格时，布袋除尘器的优势更明显。目前国内可以生产布袋除尘器，但布袋滤料、隔膜阀和控制部分不过关，尚需要进口。

对于CFB干法脱硫，为了适应目前新版国家环保标准和以后更高的环保要求，以及CFB脱硫后烟气的特性（低温、高湿、高浓度、高比电阻、粉尘中钙基含量高，容易在电除尘器极板、极线上结块），二级除尘器一般采用两种方式：一种为特制电除尘器，另一种为布袋除尘器。我国目前运行的CFB脱硫装置均采用电除尘器，我国尚未有采用布袋除尘器的CFB脱硫装置。

3.烟气系统设计及流程。石灰粉采用密封罐车由石灰制粉厂送至电厂脱硫岛，利用汽车自备压缩空气自卸入石灰粉仓，通过计量式给粉机送至生石灰消化站，消化后通过气力输送至熟石灰粉仓储存。因为位置限制，两台炉各用1套吸收剂制备系统，包括生石灰粉仓、熟石灰粉仓、生石灰消化站、称重给料机、输送风机、流化风机等。吸收剂制备系统容量按脱硫系统3天需量设计。

方案一：吸收塔后布置布袋除尘器。电厂燃煤烟气自空预器出口由四路烟气汇流后，进入前预除尘器（双室单电场电除尘器，保证除尘效率85%），分离下的粉煤灰仍可保证现有途径的综合利用。经前预除尘器后的烟气沿烟道进入流化床反应塔底部文丘里管状的入口段。经过脱硫后的反应物连同飞灰及未反应的脱硫剂被烟气携带由流化床反应塔上部的出口流出，进入由原三电场电除尘器改装的布袋除尘器，布袋除尘器进口设置百叶窗机械除尘器，布袋除尘器分离下的脱硫反应产物连同飞灰及未反应的脱硫剂被脱除下来，通过返料装置返回吸收塔。净化后的烟气由引风机排至烟囱达标排放。烟道尺寸按烟气流速15m/s设计，确保烟道设计合理，同时避免高的阻力损失。

方案二：吸收塔后布置电除尘器。电厂燃煤烟气自空预器出口由四路烟气汇流后，进入前预除尘器（双室单电场电除尘器，保证除尘效率85%），分离下的粉煤灰仍可保证现有途径的综合利用。经前预除尘器后的烟气沿烟道进入流化床反应塔底部文丘里管状的入口段。经过脱硫后的反应物连同飞灰及未反应的脱硫剂被烟气携带由流化床反应塔上部的出口流出，进入经改造的二级电除尘器（三电场静电除尘器），在二级电除尘器的入口段设置一个百叶窗机械预除尘器，这样可避免烟尘浓度过大对电除尘器性能带来不利影响。

三、脱硫脱硝除尘一体化应用前景

根据我们目前了解的国内外行情来看，在电站锅炉脱硫除尘设备上，多采用石灰石法设备，耗资多，设备磨损快，维护检修费用大，运行费大。要想将脱硫脱销除尘一体化技术装置国产化项目全面推广实施，就要废除喷淋塔和石灰石-石膏法，这将为我国有色金额冶炼及热电厂节约大量的投资治理废气费用，该装置的投资是同类产品投资的30%，运行费用是同类装置的20%；硫资源回收，同时项目的运行减少了我国工业生产造成的和二氧化硫污染，保护环境及生态平衡，是实现我国洁净化工业生产和资源合理利用的有利保障。依据我国国情，电力脱硫脱销除尘一体化技术装置是实现以废治废，废物二次利用，它不仅是投资小，更直观的是运行费用低，三为一体设备建设周期短。

四、结束语：为实现我国循环经济长足发展而努力

发展科技创新、服务社会，促进我国环保产业建设和社会可持续的发展，坚持以科技创新促进产业，以产业推动社会文明的经营理念，采用科技服务与环保产业化相结合、项目运作与资本运作相结合、科技成果转化与产业化开发相结合的运作新模式，拓展以烟气脱硫除尘一体化技术装置及其配套服务为主，实现我国循环经济长足发展。