本文介紹了幾種常見的燃煤電廠超低排放技術(shù)，主要有二級串聯(lián)吸收塔石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)原理及特點、高效低氮燃燒器+SCR脫硝技術(shù)原理及特點、五電場靜電除塵器+濕式靜電除塵器原理及特點等，內(nèi)容如下：

????二級串聯(lián)吸收塔石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)原理及特點

　　二級串聯(lián)吸收塔石灰石-石膏濕法脫硫工藝原理為：采用價廉易得的石灰石作為脫硫吸收劑，石灰石小顆粒經(jīng)磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液。在兩級吸收塔內(nèi)，吸收漿液分兩次分別與鍋爐煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣及鼓入的氧化空氣進行化學(xué)反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去攜帶的細小液滴，再經(jīng)換熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿液經(jīng)脫水裝置脫水后回收，脫硫石膏和脫硫廢水經(jīng)處理后供電廠綜合利用。

　　石灰石-石膏濕法脫硫工藝由于具有脫硫效率高(脫硫效率可達95～98%)、吸收劑利用率高、技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定等特點，因而是目前世界上應(yīng)用最多的脫硫工藝。

　　白楊河電廠兩級脫硫吸收塔均采用噴淋塔結(jié)構(gòu)，噴淋塔具有脫硫效率高、系統(tǒng)可靠性和可用率高、系統(tǒng)適應(yīng)性強等優(yōu)點，目前運行的噴淋塔對于低、中、高燃煤硫分都有較多成熟的案例，國內(nèi)90%以上的濕法脫硫裝置都是采用的噴淋塔。

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　　高效低氮燃燒器+SCR脫硝技術(shù)原理及特點

　　低氮燃燒器降低氮氧化物濃度的原理是：改變通過燃燒器的風(fēng)煤比例，使燃燒器內(nèi)部或出口射流空氣分級，以控制燃燒器中燃料與空氣的混合過程，盡可能降低著火區(qū)的溫度和降低著火區(qū)的氧濃度，在保證煤粉著火和燃燒的同時有效抑制氮氧化物生成。在富燃料燃燒條件下，選擇合適的停留時間和溫度可使氮氧化物最大限度地轉(zhuǎn)化成氮氣。

　　選擇性催化還原(ive-catalytic-reduction，SCR)脫硝技術(shù)的工藝流程為：煙氣在鍋爐省煤器出口處被平均分為兩路，每路煙氣并行進入一個垂直布置的SCR反應(yīng)器里，煙氣經(jīng)過均流器后進入催化劑層，然后進入空預(yù)器、電除塵器、引風(fēng)機和脫硫裝置后，排入煙囪。在進入煙氣催化劑前設(shè)有氨注入的系統(tǒng)，煙氣與液氨蒸發(fā)產(chǎn)生的氨氣充分混合后進入催化劑發(fā)生反應(yīng)，脫去氮氧化物。

　　SCR的化學(xué)反應(yīng)機理比較復(fù)雜，但主要的反應(yīng)是在一定的溫度和催化劑的作用下，有選擇地把煙氣中的氮氧化物還原為氮氣。目前，世界各國采用的SCR系統(tǒng)有數(shù)百套之多，該技術(shù)具有技術(shù)成熟運行可靠、脫除率高等特點，我國近幾年也已在燃煤發(fā)電機組中大面積推廣使用SCR脫硝系統(tǒng)。

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　　五電場靜電除塵器+濕式靜電除塵器原理及特點

　　靜電除塵器與濕式靜電除塵器的除塵原理，其實與常規(guī)干式電除塵器除塵相同，而工作的煙氣環(huán)境不同。都是向電場空間輸送直流負高壓，通過空間氣體電離，煙氣中粉塵顆粒和霧滴顆粒荷電后在電場力的作用下，收集在收塵極表面，但干式電除塵器是利用振打清灰的方式將收集到的粉塵去除，而濕式電除塵器則是利用在收塵極表面形成的連續(xù)不斷的水膜將粉塵沖洗去除。

　　濕式靜電除塵器除具有極高的除塵效率外，對微細顆粒物PM10、PM2.5和石膏顆粒的去除效率較高，一個電場的除塵效率能夠大于90%。濕式電除塵器對煙氣中霧滴的去除效果較高，去除效率可達60%。濕式電除塵器對二氧化硫的去除效率能夠超過60%;同時，濕式電除塵器能夠有效控制重金屬汞排放，汞脫除效率能夠達到40%。

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　　建議：大力發(fā)展超低排放的煤電機組

　　我國發(fā)電用煤量約占煤炭消費總量的一半，而發(fā)電排放的污染物則遠低于50%，煤電機組的污染物排放水平遠低于其他工業(yè)和民用鍋爐。從發(fā)達國家的情況看，發(fā)電用煤占煤炭消費總量的比例是隨經(jīng)濟發(fā)展水平逐步提高的，美國發(fā)電用煤的占比接近100%。

　　發(fā)電用煤的占比越高，污染物的排放總量就越低，這是因為發(fā)電機組的大量集中用煤，便于高效經(jīng)濟地集中處理污染物，而分散的工業(yè)和民用鍋爐則不便于污染物的處理。今后，我國煤炭消費總量將會受到控制乃至逐步降低，但發(fā)電用煤的占比則會不斷提高。分析我國目前的煤炭消費結(jié)構(gòu)，可以預(yù)見今后燃煤發(fā)電機組仍有很大發(fā)展空間，當(dāng)然其中相當(dāng)部分會是熱電聯(lián)產(chǎn)機組。

　　我國的資源秉賦決定了煤電的基礎(chǔ)性作用，同時發(fā)展可再生能源發(fā)電也需要煤電的配合。水電是可再生能源中最為可靠、質(zhì)量最好的電能，但一則其總量不足，二則由于其季節(jié)性特點，需要煤電的支撐。風(fēng)電、光電等則更需要煤電的支撐。天然氣發(fā)電雖然清潔高效低碳，但受到資源供應(yīng)的制約。核電發(fā)展也受到諸多制約，且由于我國人口密集，核電廠址選擇更難。因而，煤電的基礎(chǔ)地位不會動搖。

　　煤電帶來的主要污染物是二氧化硫、氮氧化物、煙塵和重金屬。近年來，燃煤電廠的污染物控制技術(shù)取得了巨大進步，利用最新技術(shù)，燃煤發(fā)電機組的污染物排放不僅可以達到我國《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223—2011》，而且可以達到其中天然氣燃機發(fā)電的排放標(biāo)準(zhǔn)。需要指出的是，此項排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被譽為史上最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)(世界范圍內(nèi))。

　　如果在我國的大城市和其他重要地區(qū)，燃煤發(fā)電機組的排放達到天然氣燃機機組的排放標(biāo)準(zhǔn)，將有助于大大改善這些地區(qū)的環(huán)境。而且，在技術(shù)上并無難以逾越的障礙，目前國內(nèi)技術(shù)可敷使用，發(fā)電成本的增加也可接受。

　　對于脫硫，主要是采用脫硫系統(tǒng)改造技術(shù)并輔以脫硫添加劑等，可使二氧化硫的排放由100毫克/立方米進一步降至35毫克/立方米以下;對于脫硝，主要是進一步改進低氮氧化物燃燒系統(tǒng)，并在SCR脫硝系統(tǒng)中增加一級催化劑，可以保證氮氧化物排放低于50毫克/立方米;對于除塵，采用布袋除塵器、電袋除塵器、低溫電除塵器等，并改進脫硫塔內(nèi)的除霧器，然后加裝濕式電除塵器，可使煙塵排放低于5毫克/立方米。

　　濕式電除塵器對于PM2.5也有較高的脫除效率，同時還有提升脫硫效率的作用。針對重金屬(主要是汞)的排放，華能開發(fā)了協(xié)同脫汞技術(shù)，并已應(yīng)用于北京熱電廠，使煙氣排放的汞低于0.8微克/立方米。這些技術(shù)的組合應(yīng)用，可保證燃煤發(fā)電機組的煙氣排放達到天然氣燃機機組的排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　近年來，由于我國東部出現(xiàn)大范圍霧霾天氣，部分城市擬關(guān)停燃煤供熱電廠。如果一個城市的天然氣供應(yīng)充足，且城市及其鄰近地區(qū)已經(jīng)全面杜絕燒煤，則關(guān)停燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組不失為進一步改善環(huán)境的重要舉措。若城市及其鄰近地區(qū)依然擁有大量工業(yè)與民用燃煤鍋爐，而選擇關(guān)停大容量的熱電聯(lián)產(chǎn)機組，則不是經(jīng)濟合理的選擇。

　　鑒于我國資源稟賦和經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r，城市供熱全部依賴天然氣，在近中期實現(xiàn)難度較大。保留部分環(huán)保性能好的大容量熱電聯(lián)產(chǎn)機組，并進一步提升其環(huán)保性能，在現(xiàn)階段當(dāng)是經(jīng)濟合理、現(xiàn)實可行的選擇。

　　發(fā)展超低排放的大容量高效燃煤發(fā)電機組，是我國近中期支撐經(jīng)濟發(fā)展同時確保環(huán)境逐步改善尤其是控制霧霾的必然選擇。同時，鑒于我國城市發(fā)展水平和能源供應(yīng)現(xiàn)狀，我國城市及其周邊地區(qū)應(yīng)更多采用超低排放的大容量燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組，而不是全面地“煤改氣”。