循环流化床锅炉烟气多污染物协同控制技术应用探讨

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1、循环流化床锅炉多污染物协同控制技术应用探讨李万忠（内蒙古国电能源投资有限公司金山热电厂，内蒙古呼和浩特010110）摘要：本文结合循环流化床锅炉的烟气特征，提出几种多种污染物综合治理、协同控制的工艺路线，旨在为火电厂在考虑烟气净化处理工艺选择和装置集成时提供一些参考性建议。关键词：循环流化床锅炉多污染物协同控制污染治理系统1、概述循环流化床锅炉燃烧技术是清洁煤技术中商业化程度最好的优选技术之一，它具有煤种适应性强、负荷调节范围大、燃烧稳定、炉内燃烧中添加石灰石实现低成本脱硫、分级燃烧能有效降低NOX排放、灰渣综合利用等优点。我国已经成为世界上拥有循环流化床锅炉数量最多

2、、技术示范最多的国家，已积累了大量的经验，形成了完整的设计理论体系，目前循环流化床锅炉已在600MW机组上得到应用，在燃煤锅炉中占有非常重要的地位。当前，我国的经济增长与环境容量的矛盾日益突出，国家已出台更为严格的大气污染物排放标准，其中包括2011年7月29日颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)。新标准再一次大幅提高了燃煤发电厂烟尘、SOX、NOX等污染物的排放限值规定，并首次提出了重金属汞排放限值低于30ng／Nm3，这就意味着燃煤电厂烟气今后将必须同时进行尘、硫、氮和汞等多污染物的脱除。循环流化床锅炉通过炉内投入石灰石可实现成本脱硫，但

3、采用该工艺脱硫效率一般在80%左右，锅炉出口SOX排放浓度无法达到100mg／Nm3的要求，为满足排放要求，必须设置炉外脱硫装置；如果炉内投入了石灰石，势必导致飞灰中比电阻增加，直接会影响到除尘器的选型；循环流化床锅炉采用分级燃烧方式，燃烧温度较低，NOX生成浓度通常在200-300mg／Nm3之间，也无法满足排放限值低于100mg／Nm3的要求，仍需设置烟气脱硝装置，而脱硝过程中氨逃逸所形成的亚硫酸氢氨对下游的除尘器运行也会带来一定的影响；除尘器出口烟尘排放浓度会影响到湿法脱硫装置运行稳定性和副产品品质；对于重金属汞排放限值低于30ng／Nm3的要求，需根据燃料中重

4、金属汞的含量及烟气中重金属汞的形态、气态单质汞的含量来确定是否需单独设置脱汞装置。火电厂依据国家环保法律法规和标准要求阶段性完成了单一污染物的控制，先后建设了高效除尘设备和脱硫装置，发达地区一些火电厂进行了脱硝改造，近两年新上机组同步实施了脱硝装置建设，削减了烟尘、SOX、NOX等污染物的排放量。在一系列环保项目实施过程中，国内各家环保公司或引进国外技术、或自主研发、或引进吸收再创新，形成了一批较成熟的除尘、脱硫和脱硝技术。6火电厂通常会将除尘器、脱硫装置和脱硝装置分开建设或分步实施，并根据各家环保公司的专长来确定实施厂家，而实施厂家往往只关注自身所承接的项目范围，很

5、少会系统性考虑对上下游设备之间的关联作用和相互影响，最终导致各种脱除设备或装置相互造成一些不利的影响，而相互之间可利用的积极因素没有的得到有效挖掘。从国际环保技术发展方向看，研究开发高效、经济的多种污染物协同控制技术并进行系统集成已成为一种必然趋势。2、各种污染物治理工艺路线的选择目前现有的火电厂均安装有除尘器，采用循环流化床锅炉的机组还有大部分尚未安装脱硫装置和脱硝装置，《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)中已明确要求现有火电厂到2014年7月1日前通过改造来满足污染物排放限值要求，因此如何选择一条适合火电厂自身特点的多污染物治理工艺路线尤为重要

6、。2.1火电厂除尘技术工艺路线目前，我国的静电除尘技术已处于国际领先水平，应用比例约90％以上。由于我国燃煤灰分较高，煤质和负荷多变，要稳定达到30mg／Nm3的烟尘排放限值，需采用6电场以上的电除尘器。国内现役机组电除尘器以4电场为主，绝大多数没有增加电场的空间，须采用袋式除尘技术、电袋复合除尘技术或移动电极等新工艺。而循环流化床锅炉如考虑在炉内投入石灰石来实现脱硫，将影响到飞灰的比电阻，对电除尘器的除尘效率会带来不利的影响。即使炉内不脱硫，考虑到除尘器下游的湿法脱硫装置不设置旁路系统，在锅炉投油点火时，应考虑除尘器投入使用，避免油污进入到脱硫系统内，导致吸收剂被污

7、染，造成喷嘴、管道和皮带脱水机滤布堵塞现象发生。因此在选择除尘器型式时需考虑投油时对除尘器的保护措施。2.2火电厂脱硫技术工艺路线目前，我国火电厂脱硫技术已形成了石灰石一石膏湿法脱硫工艺为主，海水脱硫工艺、烟气循环流化床脱硫工艺、氨法脱硫工艺为辅的技术路线。其中石灰石一石膏湿法脱硫工艺占93%，海水脱硫工艺占3%，烟气循环流化床脱硫工艺3%，氨法脱硫工艺占2%。石灰石一石膏湿法脱硫技术具有脱硫效率高、技术成熟、运行可靠性高、石灰石资源丰富，价廉易得、石膏便于综合利用等特点，该工艺的最佳脱硫效率是在95％左右，脱硫效率超过96％以后，脱硫能耗会大大增加