简介
燃煤锅炉排放的烟气主要污染物包括:
烟尘(除尘目标)
二氧化硫(SO₂,脱硫目标)
氮氧化物(NOx,主要为NO和NO₂,脱硝目标)
为了实现超低排放(中国标准:SO₂≤35 mg/m³,NOx≤50 mg/m³,烟尘≤10 mg/m³ 或更低),通常采用组合式的“烟气治理岛”。
工作原理
除尘(Dedusting)
目的是去除烟气中的固体颗粒物(飞灰)。
主流技术(按发展顺序和效率递增):
电除尘器(ESP)
原理: 利用高压电场使粉尘荷电,并在电场力作用下被捕集到极板上。
优点: 阻力小,运行费用低,处理烟气量大,维护相对简单。
缺点: 对煤种(尤其是粉尘比电阻)敏感,对超细颗粒(PM2.5)捕集效率有限。
现状: 传统主力技术,为满足超低排放,常作为前置预除尘或进行升级(如高频电源、脉冲电源等)。
袋式除尘器(布袋除尘)
原理: 烟气通过纤维滤袋,颗粒被截留在滤袋表面形成“滤饼”,进行高效过滤。
优点: 除尘效率极高(>99.9%),不受煤种和粉尘特性影响,对PM2.5有效。
缺点: 阻力较大,滤袋寿命受温度、酸露点影响,更换成本高。
现状: 超低排放的主力技术之一,尤其在改造项目中应用广泛。
电袋复合除尘器
原理: 前级为电除尘区,去除80-90%的粗颗粒;后级为袋式除尘区,精细过滤剩余粉尘。
优点: 结合两者优势,效率高且稳定,阻力低于纯布袋,滤袋寿命长。
现状: 是目前大型燃煤锅炉满足超低排放的主流和首选除尘方案。
技术参数
脱硫(Desulfurization)
目的是去除烟气中的SO₂。
绝对主流技术:石灰石-石膏湿法脱硫(WFGD)
原理: 在吸收塔内,石灰石浆液与烟气逆流接触,浆液中的CaCO₃与SO₂反应生成亚硫酸钙,经强制氧化后最终产物为石膏(CaSO₄·2H₂O)。
化学反应式:
SO₂ + CaCO₃ + 1/2O₂ + 2H₂O → CaSO₄·2H₂O + CO₂
优点: 脱硫效率高(>95%,可达99%以上),技术成熟,运行可靠,副产品石膏可资源化利用。
缺点: 投资和运行成本较高,系统复杂,存在废水处理问题,可能产生“石膏雨”。
升级技术(为满足超低排放):
增加喷淋层、提高液气比(L/G)
加装托盘、湍流器 增强气液传质
单塔双循环/双塔双循环 工艺
添加高效脱硫增效剂
其他技术(用于特定场景):
干法/半干法脱硫: 如循环流化床法(CFB-FGD),多用于缺水地区或中小型锅炉。
海水脱硫: 利用海水的天然碱度,适用于沿海电厂。
氨法脱硫: 副产品为硫酸铵化肥,但存在氨逃逸和气溶胶问题。
选型原则
燃煤锅炉的污染控制是一个复杂而成熟的系统工程。目前,SCR(脱硝)+ 高效电袋复合(除尘)+ 增强型石灰石-石膏湿法(脱硫) 构成了中国乃至全球燃煤电厂实现超低排放的 “黄金标准”技术路线。未来发展方向是 进一步节能降耗、降低运行成本、资源化利用所有副产品(如石膏、硫酸铵)、以及探索更高效的碳-污染物协同控制技术,以服务于“双碳”目标下的能源转型。