大气污染物超低排放的技术集成

　　《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)中的重点地区燃煤发电锅炉特别排放限值是目前世界上最严格的排放标准。国内外对燃煤电厂大气污染物超低排放没有统一的规定，本文燃煤电厂污染物超低排放是指通过先进的烟气综合治理技术，使燃煤电厂的污染物排放满足GB13223—2011中的重点地区以气体为燃料的燃气轮机组排放限值，或一般地区以天然气为燃料的燃气轮机组排放限值的要求，即烟尘排放小于5毫克/立方米、SO2小于35毫克/立方米、NOx小于50毫克/立方米，但烟气含氧量仍然折算到燃煤发电锅炉的基准含氧量6%。

　　烟尘控制技术

　　为达到烟尘排放低于5毫克/立方米，技术路线可以选择为：电除尘器配高频电源+湿式电除尘器，或电除尘器配高频电源+烟气余热利用系统+湿式电除尘器。

　　电除尘器高频电源是一种利用高频开关技术而形成的逆变式电源，其供电电流由一系列窄脉冲构成。采用高频电源给电除尘器供电，可降低烟尘排放40%～60%，相比工频电源可节约电耗40%～80%。配合电除尘器，除尘效率能达到99.80%～99.85%，适宜煤质条件下排放浓度低于20毫克/立方米。

　　与干式电除尘器通过振打将极板上的灰振落至灰斗不同的是，湿式电除尘器将水喷至极板上使粉尘冲刷到灰斗中随水排出，可以避免已捕集粉尘的再飞扬，达到很高的除尘效率，同时还可以消除“石膏雨”现象。从美国的资料以及日本电厂运行情况来看，湿式电除尘器可以长期高效稳定地除去烟气中PM2.5等细颗粒物，烟尘排放浓度控制在10毫克/立方米以下，甚至5毫克/立方米以下，酸雾去除率超过95%，对汞的控制效果也很明显。国内湖南益阳电厂、上海长兴岛第二发电厂、江西九江电厂、河南荥阳电厂等已成功投运。监测数据表明，对一次PM2.5、SO3和Hg的去除率分别在85%、70%和60%左右。湿式电除尘器的优点包括：布置在湿式脱硫系统后，可有效地除去PM2.5微尘及石膏微液滴，去除率在70%以上；冲洗水对烟气有洗涤作用，可除去烟气中部分SO3微液滴。

　　电除尘器配烟气余热利用系统，可以实现余热利用和提高除尘效率的双重目的。目前国内火电厂排烟温度偏高，容易导致锅炉效率下降、电除尘器除尘效率下降、脱硫耗水量增加等情况。烟气余热利用系统采用两级烟气换热器系统，第一级布置在除尘器的进口，将烟气温度从约123℃冷却到约105℃。第二级布置在吸收塔的进口，将烟气温度从约110℃冷却到约96℃。使进入电除尘器的运行温度由常温状态(120～140℃)下降到低温状态(100～108℃)，由于排烟温度的降低，进入电除尘器的烟气量减少，粉尘比电阻降低，从而提高除尘效率。上海漕泾电厂一期1号机组在除尘器进口加装烟气余热利用换热器后，烟气温度从123℃降低到约105℃，电除尘器效率从99.81%提高到了99.87%，对应的出口排放浓度从21.57毫克/立方米降低到14.29毫克/立方米。福建宁德电厂等则在电除尘器之前加装一级低温省煤器，即余热利用系统，直接将烟气温度降低至酸露点以下，采用低低温电除尘器，目前的运行效果也都很好。

　　除了上述技术路线之外，还可以考虑的高效除尘方案包括：旋转电极式电除尘器、零风速振打清灰技术以及电袋复合除尘器等。

　　二氧化硫控制技术

　　为达到SO2排放低于35毫克/立方米，技术路线可以选择为：单塔双循环技术、双托盘技术、U形塔(液柱+喷淋双塔)技术、串联接力吸收塔技术、双回路吸收塔技术等不同流派。另外在常规的脱硫塔基础上增加喷淋层数量和浆池容量也能增加脱硫效率，例如采用4运1备的方式，以每层脱硫效率65%计算，总效率可达到98.5%。