(大唐山西发电有限公司太原第二热电厂 山西太原 030041)
摘要：对于每种污染物、烟灰、二氧化硫和氮氧化物的超低排放，有各种各样的技术选择。此外，需要考虑不同污染物处理设施之间的协同作用，因此可以合并许多技术路线。
关键词：燃煤电厂；脱硫除尘；改造措施
在我国超低排放政策的推动下，大气环境保护企业竞相进行技术创新，实现超低排放的产业化应用。燃煤烟气污染物烟尘、二氧化硫和氮氧化物每种污染物的超低排放均有多种技术选择，还需考虑不同污染物治理设施之间的协同作用，所以可以组合出很多的技术路线。
一、超低排放转换原理
超低排放燃煤电厂烟气污染物选择技术路线”的条件下,煤在炉条件下,因地制宜、整体协调、平衡发展”的基本原则,针对协同钙基湿法脱硫尘埃超低排放,应该考虑成熟的技术和可靠的,经济和节约用地,建设方案的原理很简单,可靠。目前，环境保护部已发布《火电厂污染防治可行技术指南》(hj2301 -2017)。因此，在选择SO2超低排放技术路线时，可参考本标准。超低排放改造必然会增加电厂的投资、运行和维护成本。据统计，某660MW机组超低排放改造项目将使机组供电成本增加0.00847元/(kW•h)。现有的钙基湿法脱硫装置大多在2010年之前建成，在超低排放改造过程中没有多余的空间布置大型容器或设备。因此，超低排放改造应选择能够节约土地的技术。超低排放改造项目建设工期普遍紧张。只有尽可能简单安全的改造施工方案才能同时保证工期和质量。
二、脱硫除尘研究现状
1.除尘技术。主要除尘设备是除尘器，根据其原理，除尘器可分为洗涤式除尘器、机械力式除尘器、电动除尘器、过滤式除尘器等。(1)洗涤集尘器的工作原理是将水喷入烟气流中，去除烟气流中的粉尘颗粒，如uri管集尘器和水膜集尘器。(2)机械力除尘器的原理，是依靠重力、离心力和惯性力等机械力将粉尘颗粒从烟气中分离出来。(3)静电除尘器的原理是使集尘板带电，然后使颗粒带电，通过电吸附使粉尘颗粒向集尘板移动，从而达到除尘的目的。如平板静电除尘器。(4)滤式除尘器的工作原理是:烟气通过过滤设备，粉尘颗粒被过滤器阻挡，使烟气与粉尘分离，如布袋除尘器。目前常用的烟气除尘技术主要有旋风除尘、多管除尘和湿式除尘。
2.脱硫技术。根据美国环境保护局1984年的统计，世界上已经开发、开发和使用的二氧化硫控制技术有200多种。这些技术大致可分为三大类:燃烧前脱硫、燃烧后脱硫和燃烧后脱硫。燃烧前脱硫主要是指煤炭制取、煤炭气化、液化和水煤浆技术;燃烧脱硫是指低污染的燃烧、压块和硫化床燃烧技术;燃烧后脱硫又称烟气脱硫技术。烟气脱硫技术是世界上唯一大规模工业化应用的脱硫方法，也是控制二氧化硫污染的最有效、最重要的技术手段。
三、超低排放的技术
1.除尘技术。(1)管束式除尘。管束式除尘技术已广泛应用于含大量液滴的饱和净烟气中。这种烟气主要由冷凝液滴、浆液液滴和粉尘颗粒等组成。它具有雾滴数量多、雾滴粒径分布范围广的特点。除尘的主要目的是除去粉尘颗粒和浆液液滴。束式除尘设备原理如下:1)小液滴和颗粒凝聚过程当大量的小水滴有一定的速度,和高速运动的尘埃粒子碰撞在某些领域,速度越高,碰撞的概率越大,凝聚,最终使它容易形成大的颗粒,可以单独的粒子。2)大水滴和捕获过程中液膜过滤墙与一层液膜,当过滤器表面聚微小液滴,液膜的层可以捕获这个微小液滴,尤其是在加速器和分流叶片表面,厚一层液膜,在高速气流的作用下,在这一点上,液体表面的叶片由于惯性,将被排除在外的大液滴,反过来,将形成一层液体液滴层上面的叶片,当小液滴,液滴层将被捕获,等到一定的时间,液滴层将重,回落至叶表面,然后到一个大的水滴,等等,捕捉微小的液滴。（2）湿式静电除尘。
湿式静电除尘器通常用于从饱和烟气中去除颗粒物。湿式电除尘器主要由外壳、阳极装置、阴极装置、绝缘装置、洗涤系统和恒流源高压发生装置组成。工艺路线的确定主要是板极线配置的比较和选择。湿式静电除尘器的工作原理是:在设备上,应用在阳极和阴极之间高达数万伏直流高电压、强电场的影响,电晕线周围会产生电晕层,日冕层会发生电晕放电、电晕放电是一个强大的电场作用下的雪崩电离空气,少量的阳离子和大量的负离子。当烟气进入除尘装置时，烟气中的粉尘(雾)颗粒与这些正离子和负离子发生碰撞而带电。然而，由于高压静电场的作用，带电尘埃(雾)颗粒会向阳极移动。一旦到达阳极，尘埃(雾)颗粒的电荷被释放并被阳极收集。
2.脱硫技术。(1)旋喷技术。高效旋风喷雾烟气深度脱硫技术是华南理工大学自主研发的新一代烟气脱硫专利技术。雾化涡流法烟气脱硫技术主要是改善方式,是脱硫喷淋塔脱硫喷淋塔的原因,而是和喷雾塔通过使用超声雾化技术,可以使脱硫剂1500 - 3000微米粒子半径从传统到50 - 80微米,并最终形成烟云,与脱硫剂的颗粒大小的损失,大大提高比表面积,使脱硫吸收反应速度加快。（2）双塔双循环技术。双塔双循环技术是吸收塔系列技术。首先，烟气将在一级塔内循环。一般情况下，塔内循环浆体的pH指标值控制在4.6 ~ 5.2之间。该一级反应塔的主要目的是保证亚硫酸钙具有良好的氧化效果，保证石膏的结晶时间充足。当烟气通过第一级循环时，将直接进入第二级循环。与第一级循环相比，第二级循环的主要特点是脱硫和洗涤过程。由于不考虑氧化结晶，pH的指示值可以控制在5.8-6.4。因此，两段法大大延长了烟气的滞留时间。
四、燃煤电厂脱硫除尘改造升级为超低排放对策
1.脱硝改造。优化脱硝系统的自动控制系统。系统应及时根据机组运行工况、入口NOx浓度变化等因素进行分析，预测后续NOx变化趋势，并根据分析结果提前控制NH3注入量。采用趋势预测可以提前响应入口NOx的变化，及时注入氨气，有效控制NOx排放。
2.组合改造。各种技术的不断应用后,为了进一步提高减排效果,逐步适应火电企业的更高的要求,单一的减排技术路线逐渐成熟,和超低排放转换相结合的路线越来越青睐的火电企业。许多不同技术的组合，其中一些被认为是经济和具有成本效益的，另一些涉及相对较少的投资。其中,脱硫除尘一体化+脱氮催化剂层+高频电源变换,根据当前估计的单在3000万年投资6000万元,停机时间可以控制在60天内,这个组合被认为是当前相对廉价的技术路线。一般情况下，新机组应优先采用组合技术，由于现有环保设施和电厂现场条件的限制，改造后的机组应选择最合适的方案。
3.除雾剂的改性。钙基湿式脱硫除湿机的性能直接影响到最终烟气排放浓度，因此在超低排放改造过程中需要使用高效除湿机拦截截留料浆。常用的高效除雾装置有管束旋风除雾装置和多级高效顶板除雾装置。由于专利注册的保护，管束旋风除霜器在超低排放项目中的应用受到限制。在超低排放改造项目中，常采用三级高效屋面除雾装置或一级管式除雾装置(可选)+三级高效屋面除雾装置。与普通屋顶除雾装置相比，高效除雾装置通常分为三个阶段:第一级叶片为纯挡板，第二级叶片为单钩片，第三级叶片为双钩片。对于粒径较小的雾滴，双钩除雾器的除雾效率明显提高。粒径为20米的雾滴的去除率可达60.49%。此外，三级高效顶板除雾装置每级叶片间距逐渐减小，设计合理的叶片倾角，使其在低压降(可控制在250Pa以下)的情况下，仍具有良好的除雾性能。三级高效顶板除雾装置，使烟气中雾滴携入量在20mg/Nm3以下，充分控制烟气携带的固体颗粒物含量，保证烟灰超低排放。
总之，先进的除尘、脱硫技术将给国家和社会带来巨大的经济效益，有效减少环境污染的危害，实现经济社会的可持续、协调发展。建设资源节约型、环境友好型社会，必须实施与国家战略发展重大举措相适应的改革升级规划。
参考文献：
[1]王恩.脱硫除尘一体化超低排放改造方案研究.2018.
[2]赵建平，浅谈燃煤电厂脱硫除尘超低排放改造措施探讨.2019.