電廠鍋爐煙氣除塵脫硫綜合治理技術

合肥豐德科技周永康

火力發電行業對環境的污染主要表現為鍋爐煙氣排出的粉塵、SO2及NOx

三大類。當然還有溫室氣體CO2。

1.粉塵污染及治理

（1）電廠依據裝機容量大小，配備相應容量的鍋爐。依據燃燒方式不同，有

煤粉爐、層燃爐、循環硫化床爐三大類。不管何種方式，都有一定量粉

塵（煤灰和未燃盡煤粒）隨煙氣排出。各種鍋爐煙氣量、煙氣溫度、煙

氣中粉塵濃度見表I、標2、表3。

表1電廠鍋爐煙氣量

發電機容量（萬KW）鍋爐容量（1）工況煙氣量（m-Yh）

0.63562000-74000

1.27595000-120000

2.5130190000-240000

5.0220380000-420(X)0

10410750000-900000

206701400000-1700000

3010001900000-2100000

6020003600000

表2煙氣溫度表3煙氣含塵濃度

正常溫度?140/60C

正常最高溫度?160/80C

非正常最高溫度?200C

煤粉爐?3.5g/Nm3

層燃鍋爐?1Og/Nm3

循環硫化床?26-30g/Nm3

（2）對于粉塵的治理，依據鍋爐規模的大小，當今用著不同的治理設備：對

于大中型鍋爐、普遍采用電除塵器，其排放濃度好的100mg/Nm3左右，

差的幾百mg/Nm3；在起動階段，因顧及煙氣中含較高CO和未燃盡煤

粉發生燃燒而離線停用；

對于小型及中型鍋爐，還廣泛使用著文丘里、斜棒柵除塵器、水膜除塵

器、以及多管旋風除塵器。這些除塵設備，雖然結構簡單，投資較省，但普

遍存在排放不能達標，還有污泥污水的二次污染問題。

（3）為了保護環境，控制鍋爐污染物排放，國家分別制定頒發了“火電廠大

氣污染物排放標準”（GB13223-2003）和鍋爐大氣污染物排放標準

（GB13271-2001）,按上述標準，其粉塵排放均要求W100mg/Nm?

鑒于這一情況，眾多的火電廠都面臨因規模太小，受國家能源政策限制而

關停，規模以上項目也極待煙氣排放治理的技術改造。

（4）本公司開發的FDYL型窯爐脈噴袋式除塵器。其主要特點是：

?單機最大處理風量150-200萬m3/h,能滿足5000-10000水泥窯窯尾廢氣和

電廠300MV機組鍋爐煙氣的除塵處理。

?煙氣溫度200-250C；

?入口煙氣含塵濃度可達120g/Nn?以上；

?出口粉塵濃度30mg/Nm3；

?可在線檢修，不會因個別或部分濾袋破損槍修而停機，隨鍋爐運轉率幾乎

100%；

?為抵御鍋爐水管溫度颼升對收塵器的損害，可設置特殊的快速動作旁路系

統。

?在理論研究基礎上進行噴吹系統優化設計，保證效果和濾袋壽命，減少壓

縮空氣耗量；

?自動化程度高，噴吹清灰、排灰均實現程控，并可與主機聯網。

該類除塵器已廣泛應用于新建水泥窯窯尾除塵和老廠原電收塵的改造，

也同樣適用于電廠鍋爐煙氣處理和電除塵器改造。

2.煙氣脫硫脫硝

(1)S02及其酸雨嚴重危害生態環境與人身健康、毀壞森林、植被、腐

蝕建筑物、損害土地、破壞動植物生長。我國當今的SO?排放量已大大

超過環境容量，已越來越引起我國政府的重視。(2)我國是個產煤大國，

也是煤消耗大國，占燃料消耗總量的70%,今年全國預計消耗煤炭23

億噸，201()年24.5億噸。燃煤是SO2的主要污染源，其90%來源于燃

煤。70%的NOx也來自燃煤，而其中40%來自火電行業，平均產硫

10-11KgSO2/L煤，06年全國排放SCh2594.4萬噸，其中火電占一半以

上。

(3)為了控制SO2和NO、的污染。國家對“十一五”提出了減硫目標,

即雖然隨著國民經濟發展和煤炭消耗總量的增加，而SCh的排放總量要

比05年的總量下降10%,并提出頒發一系列嚴格的政策法規和環境質

量標準，凡火電廠不上脫硫的項目不批準，已建的要加上脫硫項目，不

能達標排放的要加收SCh排污費200-500元/KW,對各類工業鍋爐的煙

氣排放，亦制定了相應的標準：

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火電機組(2010年后)：S02^400mg/NmNOx^400mg/Nm

3

般鍋爐：S02^900mg/Nm

（3）燃煤含有機硫和無機硫兩大類，在燃燒過程中，一部分熔于煤灰成為無

機鹽，大部分被氧化成為SCh隨煙氣逸出。NO、主要在高溫燃燒中生成。

3

如燃煤含S量0.8%,煙氣中生成SOX1550mg/Nm3,NOx約850mg/Nm,

乂如一臺20t/h鍋爐，燃煤5丫1.56%,煙氣中S022500mg/Nm3,如果

燃煤含S量2%,轉化率80%,則煙氣中SO2濃度幾近4000mg/Nm3,

我國產煤的硫含量大多數在1%以上，可見脫硫脫氮任務艱巨。

（4）現在國內外流行著多種脫硫脫氮技術：

,世界各國多種工藝比例濕法85%（其中石灰石石膏法36.7%,其它濕

法48.3%）噴霧干濕法0.4%、吸收劑再生脫硫占3.4%。爐內塔鈣

1.9%。

?濕法雖然應用最廣，但投資大、占地面積廣，運行電耗高，耗水

量大且有大量副產品（二水石膏）銷路及換熱器結垢影響正常使

用等問題。

?新氨法脫硫，甚至包括SCh、HCL、HF和NOx和粉塵的吸收、洗滌產

生副產品農肥硫錢，脫硫成本僅25（）元小so?

?循環吸收脫硫法。以特殊吸收液可再生循環利用，副產品為高純度SO2

氣為硫酸、硫磺等硫化工優質原料。

,半干半濕法煙氣脫硫。

以生石灰為脫硫劑，設有脫硫塔、噴水系統、排氣返回等部分，

煙氣進煙道，從頂部進吸收塔，下面出來進袋收塵器。不用壓縮空氣，

生石灰和收塵器回灰用高溫蒸汽經文氏管引流輸送入煙道，使之與煙

氣充分混合，在煙道和塔頂噴入適量工藝水，以調控溫度，CaO遇蒸

汽加速消解，脫硫效率靠回灰量與脫硫劑供給量來保證，返風則保證

煙道和塔內流速，以適應不同的鍋爐負荷率（40?110%）,脫硫效率

90%,排放濃度SCMOOmg/Nn?,粉塵SOmg/NnA

?循環流化床半干法燒結煙氣脫硫。

煙氣經除塵后從塔底進入吸收塔，在文丘里部和稍上部位加入工藝水

和生石灰，由出塔袋收塵器收下的粉料部分入塔作吸收劑，多余部分

外排。該法處理煙氣量1?10萬n）3/h,脫硫效率＞85%,投資及運行

費用低，占地面積小，特別適合處理低SCh濃度煙氣處理和老廠改造。

?循環流化床脫硫技術。

以消石灰為脫硫劑，由煙道、吸收塔、脫硫除塵器、灰循環及外排、

吸收劑制備供應、工藝水供給等系統組成。

因在塔內高濃度循環，塔高40余米，接觸停留時間長，脫硫效率易于

保證290%,設備少，為濕法的40?50%,投資省，占地面積小，僅

為濕法的30?40%；無污水處理和排放；副產品亞硫酸鈣穩定，在空

氣中緩慢氧化為硫酸鈣（石膏），無二次污染。

此外還有活性焦脫硫脫硝法（CSCR法）。

由于國家對NOX排放的限制，因此眾多電廠不僅上脫硫項目而且已開始脫硫

脫硝一起上。達到脫硫脫硝同步運行。作為脫硝工藝大多以氨為脫硝劑，在

專用催化劑的作用下達到NOx的選擇吸收。

3、本公司開發的半干法鍋爐煙氣除塵脫硫一體化系統，其特點是：

（1）、以高效袋收塵器為依托，以生石灰（或石灰漿）為脫硫介質，煙氣自

塔底彎管進入與脫硫介質接觸，在吸收塔內進行S02和Ca(OH)2的傳質吸收

反應，生成CaSCh和部分CaSCU固體微粒隨咽氣和粉煤灰一起入袋收塵器捕

集，收下的粉塵一起入溢流回料倉，使大部分物料返回吸收塔，少量作為回

集灰外排。

(2)、這一循環過程幾十倍的提高吸收塔內介質的濃度加上料氣有足夠的接

觸時間從而確保有90%乂上的脫硫效率，SCh排放濃度250-3()()mg/NnA粉

塵排放濃度W30mg/Nn)3

(3)、除塵脫硫一體化裝置緊縮在同一構架內，結構緊湊，占地面積小，投

資省；

(4)、鍋爐負荷40-110%內變動不影響系統運行和脫硫效率。

(5)、脫硫介質為用水消解的生石灰漿；當有廢氣可利用時可用它作生石灰

的消解輸送介質。從而可取消石灰漿攪拌池及噴槍，使系統更加簡化。

(6)、收集的灰渣主要為粉煤灰和亞硫酸鈣(白色粉末)還有部分CaSO42H2。

難溶于水，在空氣中緩慢氧化為硫酸鈣。宜用于筑路或填埋，或水泥廠輔材。

本公司將根據業主的具體條件共同商定采用最佳的脫硫工藝和裝備。

4、超高溫“零排放”除塵過濾器

(1)、當前袋式除塵器采用的柔性織物濾料有如下不足：

?工作溫度較低，有機濾料工作溫度＜200℃玻纖濾料W280℃；

?壽命短，一般1-2年，2-3年已不易；

?排放濃度較高，一般＜50mg/Nm3,10-20mg/Nm3已屬不易；

?允許風速較低，玻纖W().8m/min,PPS＞P84等一'般＜1.2m/min；

?不耐腐蝕。

（2）針對上述缺點，通過引進國外一種過濾元件，開發了超高溫“零”

排放濾塵器，其特點：

?耐高溫，可長期工作于600-800C,可免除為煙氣冷卻（噴霧增濕）

等一系列麻煩和燒袋的顧慮；