燃煤电厂烟尘超低排放技术研究现状及发展.doc

燃煤电厂烟尘超低排放技术研究现状及发展综述了现有烟尘超低排放技术,将现有烟尘超低排放技术分为一次除尘技术和深度除尘技术两种,其中一次除尘技术包括静电除尘技术、袋式除尘技术和电袋复合除尘技术,深度除尘技术包括脱硫除尘一体化技术和湿式电除尘技术,并指出现有烟尘超低排放技术是一次除尘技术和深度除尘技术的高效组合。现有烟尘超低排放组合路线分别为以湿式电除尘技术、脱硫除尘一体化技术、电袋复合除尘技术为核心3种。此外,通过分析得出,烟尘超低排放面临的主要问题是优化运行和准确测量两个方面,短期内需针对缺陷进行优化,长期应开发低能耗、高效能的除尘技术。截止2015年底全国火电装机容量达100554万kW,占总发电装机容量的65.9%,总发电量42307×108kW时,占发电量的73.7%。在未来相当长的一段时间里,我国以燃煤发电为主的电力供应格局不会发生根本改变,煤炭仍是我国的主体能源。燃煤发电过程中会排放大量的污染物。图1描述了近三年各行业污染物排放量所占比例[2]。从图1中可以看到,2014年火电行业SO2排放量占全年总排放量的34.61%,NOx排放量占全年总排放量的37.69%,烟尘排放量占全年总排放量的13.53%。通过对比可以看出,燃煤电厂污染物排放所占比例虽然有所降低,但仍占据很高的份额,因此,燃煤电厂仍是我国大气中各种污染物的重要排放源。与此同时,目前国内大气污染形势严峻:据统计,2015年全国338个地级以上城市中,有73个城市环境空气质量达标,占21.6%;265个城市环境空气质量超标,占78.4%。为了防治大气污染,国家加大对燃煤电厂污染物排放治理力度,相继出台一系列政策法规,如《火电厂大气污染物排放标准(GB13223—2011)》、《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》、《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》等,最新政策要求,东部、中部、西部省份分别于2017年、2018年、2020年前完成全部燃煤机组的超低排放改造,即在基准氧含量6%的条件下,烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3和50mg/m3。自超低排放政策发布后,燃煤机组超低排放改造进展迅速,据统计,2015年全国已完成超低排放改造量约1.4×108kW,2016年计划实施超低排放改造约2.6×108kW。在众多超低改造工程中,烟尘达标排放改造难度最大。同时,在已完成烟尘超低改造的燃煤电厂中,其运行过程中浮现出众多问题。本文作者对现有烟尘超低排放技术现状及应用情况进行概述,总结技术应用过程中出现的问题,为燃煤电厂烟尘超低排放技术的优化提供参考。1超低排放技术国外没有超低排放的概念,如表1所示为部分国家燃煤电厂烟尘排放浓度比较,中国要求燃煤电厂烟尘排放浓度低于10mg/m3,而电厂普遍烟将尘排放浓度控制在5mg/m3以下,远低于美国、日本等相关国家允许烟尘排放浓度,因此缺乏国外相关超低排放技术应用经验。国内烟尘超低排放技术没有取得重大突破,是现有除尘技术的提效和组合。如图2所示,现有烟尘超低排放技术是一次除尘技术和深度除尘技术的组合,一次除尘技术能去除大部分粉尘,但不能达标排放或达标代价较高,包括静电除尘技术、袋式除尘技术和电袋复合除尘技术3种,其中传统静电除尘技术对粗颗粒的捕集效率可高达99.9%以上,但对以亚微米为主的细颗粒的捕集效率较低,因此发展出静电除尘技术的增效技术,包括低低温静电除尘技术、高频电源技术和旋转电极静电除尘技术;深度除尘技术在一次除尘的基础上进一步除尘,使烟尘达标排放,包括脱硫除尘一体化技术(包含SPC-3D)和湿式静电除尘技术两种。1.1一次除尘技术1.1.1静电除尘技术(1)低低温静电除尘技术低低温静电除尘技术是指在静电除尘器前布置低温省煤器,使除尘器入口烟温由常规的120~160℃降低至酸露点以下的低低温状态(100℃内,一般在85~95℃),据文献报道[10],低低温静电除尘技术可将烟尘排放浓度控制在20mg/m3以内。低低温静电除技术的本质是烟气调质,主要通过两方面起到除尘增效作用:降低烟气温度,可降低粉尘比电阻,减小烟气体积流量,提高击穿电压;烟气温度降低到酸露点以下,SO3在细颗粒表面冷凝,增强了细颗粒表面的导电性,促进了细颗粒的团聚长大。但是此技术应用会造成电除尘器二次扬尘增加、低温换热器及电除尘器的酸腐蚀、灰的流动性降低[和脱硫系统的水平衡改变等不良影响。(2)旋转电极静电除尘技术旋转电极静电除尘技术是将除尘器的电场分为前级固定和后级旋转的两部分电极电场,其中阳极部分设置回转阳极板并采用旋转清灰刷清灰,当粉尘与旋转的阳极板运动到非收尘区域后,被正反旋转的一对清灰刷