煤粉工业锅炉超低排放技术浅析

北极星环保网讯:针对煤粉工业锅炉的主流污染控制技术及其项目应用效果进行分析，参照电站锅炉烟气净化布置工艺及小型湿式电除尘器在中国的应用情况，提出一种煤粉工业锅炉超低排放技术工艺。该工艺在可以实现烟尘、SO2、NOx超低排放，对烟气中复合污染物进行有效控制，适合在中国大面积推广。

关键词：煤粉；工业锅炉；污染控制；超低排放；湿式电除尘器

中国在用燃煤工业锅炉47×104台余，广泛应用于冶金、化工、水泥、造纸、供热等多个行业，年消耗煤炭达6.4×108t，占全国总煤炭消费量的18%左右。由于能源消费基数大、技术装备落后、运营水平不高、环保措施不到位等原因，燃煤工业锅炉年排放烟尘约410×104t、SO2约570×104t、NOx约200×104t，分别占全国排放总量的32%、26%、15%[1]，是名副其实的污染物排放大户。

近年来，随着烟气治理技术不断发展，国家对烟气污染物的排放控制日趋严格。要求所有具备改造条件的燃煤电厂，到2020年力争实现烟尘、SO2、NOx在基准氧含量6%条件下，排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3[2-3]；山东省出台了《关于加快推进燃煤机组（锅炉）超低排放的指导意见》，对燃煤工业锅炉的烟尘、SO2和NOx的超低排放做出明确要求。

针对燃煤工业锅炉超低排放的开发推广已是大势所趋。煤粉工业锅炉由于能源利用效率和污染物排放控制的良好表现，近年来获得了较为广泛地发展。烟尘、SO2、NOx排放浓度均可满足GB13271—2014锅炉大气污染物排放标准中重点地区大气污染物特别排放限值的要求，即基准氧含量9%条件下烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于30mg/m3、200mg/m3、200mg/m3。

但各项污染物的排放数据对比超低排放限值，仍有一定差距。开发一种适合煤粉工业锅炉的低成本、高效率的超低排放技术迫在眉睫。

1煤粉工业锅炉的污染控制技术

煤粉工业锅炉的主流污染控制技术是袋式除尘技术、湿法脱硫技术、低氮燃烧技术、SNCR脱硝技术和SCR脱硝技术。

1.1袋式除尘技术

袋式除尘技术（FabricFilter，FF）是一种是利用袋状过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的干式除尘技术。目前根据烟气的温湿度、原始灰尘浓度、酸碱度等使用条件的不同，已开发出多种耐热性良好、化学性能稳定性、过滤效率出色的滤袋产品。

袋式除尘技术效率高，一般可达到99.5%以上，烟尘排放质量浓度可低于30mg/m3，对亚微米颗粒具有较高的分级除尘效率[4]，已广泛应用在各工业领域，成为中国大气污染控制特别是PM2.5排放控制的主流技术。

1.2湿法脱硫技术

湿法脱硫技术（WetFlueGasDesulfurization，WFGD）是一种用碱性氧化物水溶液或水浆液在吸收塔内喷淋洗涤烟气中SO2的技术。根据采用脱硫剂的不同，常用的湿法脱硫技术有石灰石/石膏法、氨法和氧化镁法等三类，脱硫效率均能达到95%以上。

湿法脱硫技术在电力、冶金、石化等行业应用广泛，占世界脱硫总装机容量的85%左右。中国90%以上的烟气脱硫工程采用的是石灰石/石膏湿法脱硫工艺，辽宁、山东等镁矿储量较为丰富的地区有一定氧化镁法脱硫工艺的应用。

1.3NOx控制技术

1.3.1低氮燃烧技术

低氮燃烧技术是采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环等手段，通过延缓燃烧进程或稀释烟气显热，以控制热力型NOx的一类技术的统称。

国家环境保护燃煤工业锅炉节能与污染控制工程技术中心（以下简称“工程中心”）采用空气分级燃烧和烟气再循环等方式，开发的新一代煤粉工业锅炉燃烧器已可实现NOx折算初始排放浓度<200mg/m3。1.3.2SNCR脱硝技术SNCR（SelectiveNon-CatalyticReduction，选择性非催化还原）是一种通过向高温烟气中尿素或氨基化合物作为还原剂，有选择性地把烟气中的NOx还原为N2和H2O的脱硝技术。操作温度在800℃~1000℃，脱硝效率在30%～80%[5]。

1.3.3SCR脱硝技术

SCR（SelectiveCatalyticReduction，选择性催化还原）是一种基于在催化剂的作用下，通过向烟气中喷入尿素或氨基化合物作为还原剂，有选择性地将烟气中的NOx还原为N2和H2O的脱硝技术。操作温度与催化反应的活性温度范围有关，以V2O5/TiO2金属氧化物为例，反应温度在260℃~425℃[6]，脱硝效率在80%以上。

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