燃煤超低排放不是空想组合技术工艺有实效

　　如何实现燃煤电站污染物超低排放，达到燃气标准？浙江大学教授、博士生导师高翔表示：

　　投资、运行成本：

　　与达到火电厂排放标准的1000MW燃煤电厂相比，达到天然气燃气轮机排放标准预计增加投资成本6%，增加运行成本4%

　　技术组合：

　　SCR脱硝技术，脱硝≥90%

　　高效除尘技术，除尘≥99.9%

　　活性分子协同脱除，脱硫≥99%，脱汞≥85%，脱硝≥90%

　　湿式静电深度脱除

　　PM2.5脱除≥90%

　　目标值：

　　PM≤2.5mg/Nm³

　　SO₂≤15mg/Nm³

　　NOx≤10mg/Nm³

　　Hg≤0.003mg/Nm³

　　我国是世界第一煤炭消费国，2013年消费36.1亿吨（占全球一半以上），排放的二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘等是主要空气污染物。2013年我国这三项污染物排放总量分别约2044万吨、2227万吨和1500万吨，均位居世界第一。

　　为削减燃煤污染，多地实施“煤改气”工程，现有天然气能否满足“煤改气”要求？据统计，2013年我国天然气表观消费量1676亿立方米（同比增长13.9%），进口量530亿立方米，对外依存度达到31.6%。

　　燃煤污染物排放量大、污染重，而煤改气又遭遇气源不足，怎么办？山东省环保厅日前主办了山东省燃煤污染物超低排放技术论坛暨对接交流会。与会专家学者表示，如果燃煤污染物实现超低排放，让燃煤装置的污染物排放达到燃烧天然气的排放水平，污染治理和能源问题将有望得到均衡解决。

　　山东省环保技术服务中心主任李宝林在会上指出：“对首先实施燃煤超低排放技术、可替代‘煤改气’方案的成熟合作项目，作为工作试点，省里今年将给予重点支持。通过试点工程，为实施燃煤超低排放技术推广，解决燃煤大气污染和能源环境瓶颈难题积累经验，真正打开煤炭能源利用的枷锁，切实改善全省大环境质量。”

　　燃煤超低排放技术实效如何？

　　两级处理脱硫工艺，柔性电极湿式电除尘技术和低氮燃烧＋SCR工艺等可实现燃煤电厂超低排放。

　　如果燃煤电厂污染物排放水平向“燃气轮机排放水平”看齐， 即烟尘、二氧化硫、氮氧化物3项排放限值分别为5mg/Nm³、35mg/Nm³、50mg/Nm³，必将大幅度削减燃煤电厂污染物排放总量。那么，燃煤污染物超低排放技术应用到工程项目上，实际效果怎样？

　　山东山大能源环境有限公司设计院常务副院长潘峰告诉记者，燃煤电厂污染物超低排放的系统配置，由低氮燃烧、SCR脱硝、空气预热器、高效除尘 、烟气脱硫、湿式电除尘等系统构成。逐级除尘、脱硫、脱硝，最终通过湿式电除尘深度净化，实现污染物综合脱除和超低排放。

　　他说：“在高效脱硫、脱硝、除尘技术上，我们有自主研发的水平错流吸收塔＋逆流喷淋吸收塔两级处理脱硫工艺，有柔性电极湿式电除尘技术。对氮氧化物的脱除，燃煤电厂配置低氮燃烧＋SCR工艺或SNCR-SCR联合工艺，就可以让燃煤电厂氮氧化物排放达到重点地区燃气轮机发电机组的排放水平。”

　　山东山大华特环保工程有限公司研发中心副主任刘畅介绍了燃煤电厂污染物超低排放一体化解决方案。他表示，“SCR+氧化法脱硝技术， SCR脱硝效率90%，氧化法脱硝效率90%，综合效率95%以上，氮氧化物排放浓度低于50mg/Nm³。这一技术适合新建项目，尤其适合已经建设SCR脱硝装置的燃煤锅炉；投资、运行费用低，约为SCR的1/2。粉尘超低排放技术，是采用小颗粒的凝并技术，将水雾附着在小颗粒上；增加除尘器极间距离，增大输出电压，使粒子更容易荷电。”

　　山东三融环保工程有限公司工程技术中心主任李殿勋在会上介绍了鲁奇·能杰斯（LLAG）石灰石－石膏湿法脱硫工艺技术，主要是采用池分离器技术，将吸收塔反应池分为pH值不同的两部分，可以在单回路系统内获得双回路系统的效果，分别为氧化和结晶过程提供最佳反应条件，从而提高石膏质量并得到最佳的氧化空气利用效率，有助于进一步提高脱硫效率。这一系统不仅除雾效果好，而且还可以节约冲洗水量。

　　“对于超低排放技术，早在2011年3月，我们就在日照钢铁集团2×180平方米烧结机上，实现了二氧化硫和粉尘的超低排放。”山东国舜建设集团有限公司董事长吕和武介绍说，后来，国舜把超低排放技术应用在日照新源热力有限公司2×30MW机组，经检测，出口二氧化硫32mg/Nm³、粉尘4.4mg/Nm³，达到了燃气排放标准，这是山东省第一台（套）。

　　“超低排放，是我们随着环境标准的提升，在标准倒逼下企业的一个选择。”日照钢铁集团党委书记闫秀训告诉记者：“随着分阶段逐步加严的地方排放标准的实施，我们原有的污染排放设施，到了明年就满足不了排放标准了，只有对原有的治污工程进行打造提升，才能满足最严格的排放标准。于是，由国舜在我们原有脱硫工程的基础上进行改造，增加湿式电除雾，还做了一些优化，在2×180平方米烧结机脱硫工程上进行了改造和应用，改造效果很理想，经过监测，出口二氧化硫浓度在50mg/Nm³以内，粉尘排放浓度在20mg/Nm³以内，已经运行了两年的时间，系统很可靠。”

　　吕和武还说，国舜还把相关技术在西王钢铁360平方米烧结机上，实现了二氧化硫31mg/Nm³、粉尘4.8mg/Nm³ 的排放。记者在会场见到国舜集团董事长助理孙德山时，他兴奋地告诉记者：“公司刚刚被环境保护部批准开展环保服务业试点，主要是重点开展钢铁烧结机脱硫除尘综合环保服务试点。”

　　技术的市场反响如何？

　　11个燃煤污染物超低排放项目现场签约未建成的电厂也表现高度热情。

　　燃煤污染物超低排放的先进治理技术、高效的治理成果引起了与会电厂代表的极大关注，供需双方积极对接，根据自身实际选“亲家”。有11个燃煤污染物超低排放项目现场签约，国舜签约了8个，成为本次对接交流会上的最大“赢家”。

　　记者在山东山大能源环境有限公司与华能辛店发电有限公司签订的颗粒物超低排放合作意向书中看到，为满足国家《火电厂大气污染物排放标准》对特别排放限值地区的要求，华能辛店发电有限公司拟对脱硫除尘系统进行提效改造，改造方案为在新建二级脱硫脱硫塔上方加装湿式静电除尘，采取一体化布置方式。在改造工程完工后，当湿式除尘器入口烟尘浓度＜75mg/Nm³时，保证出口粉尘浓度＜5mg/Nm³ ，实现电厂烟尘的超低排放要求。

　　在对接交流会上，记者发现，就连未建成的电厂也表现了对污染物超低排放技术的高度热情。神华国华寿光发电有限责任公司的参会代表对记者说，他们一期工程通过“上大压小”方式建设2×1000MW国产超超临界燃煤发电机组，计划总投资81.54亿元，同步建设烟气脱硫、脱硝装置，增加湿式除尘器设备，追求‘近零排放’，这次是来了解技术市场的。

　　山东大学能源与动力工程学院副院长董勇在论坛上指出，燃煤烟气超低排放技术是实现“真环保” 的重要手段。超低排放系统性治理，要推荐成熟工艺技术路线，在深入调查研究现有脱硫除尘装置运行效果的基础上，对成熟、先进、稳定的脱硫、脱硝、PM治理工艺，列入山东省推荐目录，推广应用。

　　他建议，要建立环保工程工艺技术方案审查制度，防止不成熟的工艺流入市场。工程施工环节中，要建立环保企业准入制度，设立进入标准，明确分包项目，杜绝环保工程整体分包现象；建立环保企业黑名单制度，对问题严重的环保公司，列入黑名单。燃煤烟气系统性治理，各控制单元互相影响，设计-建造-施工-运行全过程控制；具备全过程资质；提高运行、监管水平。

　　相关报道

　　还有哪些技术有突破？

　　在山东省环保厅日前主办的山东省燃煤污染物超低排放技术论坛暨对接交流会上，与会专家学者就超低排放技术的研究进展进行详细介绍和深入探讨。

　　脱硝技术各有优缺点

　　南京工业大学材料学院教授、硕士生导师祝社民对主要脱硝技术进行了比较。

　　目前国内低氮燃烧技术优点是投资低，运行费用低，但脱硝效率低，影响燃烧效率；SNCR的技术特点是在1000℃左右，炉内喷氨，优点是固定投资少，费用只有SCR法的1/3，不用催化剂；缺点是脱硝效率低，氨过量3~5倍，运行费用高，氨逃逸造成二次污染。

　　湿法工艺就是将NO氧化为NO₂，用NH₃液吸收，生成硝酸盐，优点是工艺简单，产物可利用，缺点是脱硝效率低，产物品质影响销售，废液处理困难；SCR技术是用催化剂，310℃~410 ℃温度条件下喷氨，优点是效率高，技术成熟可靠，运行费用低，缺点是现在商用的催化剂含有剧毒成份，废弃催化剂需进行危废处理。

　　祝社民表示，由山东天璨环保研发生产的新型环保稀土基SCR脱硝催化剂技术的特点是高效、无二次污染、替代剧毒的钒钛体系；活性温度窗口宽，SO3转化率低；有储氨功能，对CO、CH、H等也有催化作用；活性组分不溶于水，可多次再生，显著降低运行成本；失效催化剂无需危废处理，保证环境安全。

　　祝社民表示，SCR脱硝催化剂技术的特点是高效、无二次污染、替代剧毒的钒钛体系；活性温度窗口宽，SO₃转化率低；有储氨功能，对CO、CH、H等也有催化作用；活性组分不溶于水，可多次再生，显著降低运行成本；失效催化剂无需危废处理，保证环境安全。

　　燃烧优化好处多

　　美国里海大学博士张振堂在《燃烧优化与 NOx排放》的会议报告中指出，燃烧优化包括对机组控制设定的改变，以达到优化目标。同时将对机组性能、其他参数的影响降到最小，并满足机组安全运行、 环保达标等约束条件。

　　他介绍说，燃烧优化是对硬件更改的高效替换手段， 同时也可以同后燃烧脱硝系统共同实施，可帮助降低氮氧化物排放并改善机组性能、降低SCR系统的安装造价和降低满足一定环保要求的费用，还可帮助减少安装有SCR电厂运行中产生的问题。

　　协同控制技术是趋势

　　浙江大学教授、博士生导师高翔在会上提出一连串问题，如何实现燃煤烟气的深度净化？如何解决脱硫塔后含SO₂和SO₃酸雾、飞灰微粒、石膏微粒、吸收剂微粒、细小液滴、汞等多种污染物的烟气深度净化？如何实现PM2.5的进一步深度脱除，达到5mg/NH₃的燃气标准？

　　高翔介绍了浙江大学的湿式静电多种污染物协同控制技术。“通过优化电极形式，强化雾化液滴与PM2.5的高效碰撞团聚，提高脱除效率；循环水喷淋系统的设计及运行优化，最大限度减少水雾、浆滴携带。”

　　据他介绍，对于单电场中试湿式静电除尘器，入口浓度在80mg/Nm³以内时，出口浓度均控制在3mg/Nm³以内，入口粉尘浓度20mg/Nm³时，出口粉尘浓度可控制到1mg/Nm³以下。

　　试验结果表明，湿式静电除尘对SO₂具有较好的捕集效果，脱硫效率可达80%以上，有助于实现燃煤烟气SO₂的近零排放。采用湿式静电除尘技术，实现SO₂浓度从78mg/Nm³降低到15mg/Nm³以下。

　　高翔说，对于实现NOx的高效脱除，浙江大学开发了组合脱硝控制工艺，形成具有高脱硝效率、高Hg0/Hg2yo+转化率、低SO₂/SO₃转化率、宽温度窗口、高抗磨性能的催化剂配方及其活性恢复方法，并实现多种污染物催化协同控制。