隨著大氣污染防治工作的推進(jìn)，環(huán)保要求日益嚴(yán)格，污染物減排的政策不斷推出，標(biāo)準(zhǔn)也不斷提高。2015年底《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》實(shí)施，要求全國(guó)所有具備改造條件的燃煤電廠力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)超低排放(在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵、SO2，NOx排放濃度分別不高于10mg/m335mg/m3，50mg/m3。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)愈發(fā)嚴(yán)格，對(duì)現(xiàn)有燃煤鍋爐提效改造及新建燃煤鍋爐實(shí)現(xiàn)超低排放提出了新要求。
現(xiàn)階段，NOx的脫除方式比較單一，因此超低排放的研究方向主要集中于脫硫和除塵兩個(gè)方面。如何將脫硫和除塵技術(shù)聯(lián)合起來(lái)，高效協(xié)同治理，實(shí)現(xiàn)超低排放，是 當(dāng)前面臨的一大難題。
1高效污染物脫除技術(shù)
1.1除塵技術(shù)的分類及發(fā)展
按照捕集機(jī)理，除塵技術(shù)可分為機(jī)械除塵、靜電除塵、過(guò)濾除塵器等。
1.1.1機(jī)械除塵
機(jī)械除塵是 指利用重力、離心力等原理來(lái)除塵。常見(jiàn)機(jī)械除塵器的設(shè)備有重力除塵器和旋風(fēng)多管除塵器等。鍋爐單機(jī)除塵設(shè)備其原始設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、自動(dòng)化程度低，除塵效率也較低。但隨著技術(shù)的發(fā)展，一種新型的管束除塵除霧器應(yīng)運(yùn)而生，其工作原理是 利用凝聚、捕悉和湮滅的原理，在煙氣高速湍流、劇烈混合、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，將煙氣中攜帶的霧滴和粉塵顆粒脫除。實(shí)踐證明，該技術(shù)效率高，聯(lián)合其他除塵設(shè)備，完全可以達(dá)到粉塵的超低排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.1.2靜電除塵
 它是 利用靜電吸附原理，含塵氣體經(jīng)過(guò)高壓靜電場(chǎng)時(shí)被電離，帶負(fù)電的氣體離子，在電場(chǎng)力的作用下向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，放電后塵粒沉積，凈化后的煙氣排出除塵器外。市場(chǎng)上常見(jiàn)的電袋復(fù)合除塵器的前級(jí)電除塵區(qū)和濕式電除塵器就是 利用該原理。該方法除塵效率高，可達(dá)99%，而且能夠捕集超細(xì)粉塵，完全可以實(shí)現(xiàn)粉塵的超低排放。其中的代表濕式電除塵憑借除塵效率高、操作便捷、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、無(wú)二次揚(yáng)塵、維護(hù)費(fèi)用低、工期短、可與其他煙氣治理設(shè)備相互結(jié)合、設(shè)計(jì)形式多樣化等優(yōu)點(diǎn)，在超低排放項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用。
1.1.3過(guò)濾除塵
過(guò)濾除塵是 指含塵煙氣通過(guò)濾料將塵粒捕集分離，除塵效率較高。布袋除塵是 其中較常用且高效的除塵方法，除塵率可以達(dá)到99.9%。除塵布袋多使用無(wú)紡布、針刺氈等材料做成，可對(duì)煙氣中的細(xì)微顆粒粉塵進(jìn)行過(guò)濾。目前市場(chǎng)已有可以達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的布袋。其缺點(diǎn)是 不耐高溫，易受腐蝕、水汽等影響，這使其適用范圍與便捷性受到限制。
1.2燃煤脫硫技術(shù)的分類及發(fā)展
SOz脫除技術(shù)有許多種，當(dāng)前使用的SOz減排手段可分為三大類：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后脫硫。
1.2.1燃燒前脫硫技術(shù)
它主要是 采用物理或化學(xué)方式對(duì)原煤進(jìn)行清洗，將煤中的硫除掉，使煤得以凈化。其中，煤的物理凈化技術(shù)是 目前世界上應(yīng)用較廣泛的燃燒前脫硫技術(shù)，但不能脫除煤中有機(jī)硫，脫除率也不高?；瘜W(xué)法脫硫多針對(duì)煤中的有機(jī)硫，主要利用不同的化學(xué)反應(yīng)，將煤中的硫轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌螒B(tài)的硫而使之分離。
1.2.2燃燒中脫硫技術(shù)
它主要是 指當(dāng)煤在爐內(nèi)燃燒時(shí)，向爐內(nèi)加入固硫劑，如CaC03，Ca0或Mg0等粉末，使煤中的硫轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，隨爐渣排出，達(dá)到脫硫的目的。該技術(shù)效率較低，只能在一定程度上降低煙氣中的硫含量，不能從根本上解決煙氣的污染問(wèn)題。此技術(shù)目前問(wèn)題較多，存在結(jié)渣、磨損和堵塞，影響鍋爐燃燒效率等難題，鍋爐改造難度大。
1.2.3燃燒后脫硫技術(shù)
它是 指對(duì)燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫。該技術(shù)比較成熟，脫硫率高。按脫硫的方式一般可分為干法、半干法和濕法三大類。濕法煙氣脫硫技術(shù)具有脫硫效率高、技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠、對(duì)煤種變化適應(yīng)強(qiáng)、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，但存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、建設(shè)費(fèi)用高、副產(chǎn)物和廢水難處理等問(wèn)題。干法煙氣脫硫技術(shù)具有無(wú)廢水、無(wú)腐蝕、凈化后煙氣溫度高等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低、反應(yīng)速度慢、影響鍋爐燃燒效率等問(wèn)題。半干法煙氣脫硫技術(shù)兼有干法與濕法的一些特點(diǎn)，不產(chǎn)生廢水，固體廢棄物可以綜合利用，投資運(yùn)營(yíng)成本低，適用于中低硫煤種，但也存在操作不當(dāng)容易引起濕壁、粘壁等，在大型鍋爐中運(yùn)行不穩(wěn)定、脫硫效率不高、達(dá)不到超低排放標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。
目前，脫硫技術(shù)中應(yīng)用較廣泛的為石灰石一石膏法。近年來(lái)，隨著對(duì)石灰石一石膏法工藝的深入研究和不斷改進(jìn)，如單塔雙循環(huán)技術(shù)、合金托盤(pán)等新技術(shù)的改善和應(yīng)用，使該技術(shù)問(wèn)題逐步得到妥善解決。
2超低排放路線探討
結(jié)合多種高效脫硫除塵技術(shù)，筆者總結(jié)出多種有效的超低排放技術(shù)路線。其中一種已經(jīng)在中小鍋爐環(huán)保改造實(shí)踐中得到驗(yàn)證，下面將重點(diǎn)介紹其除塵部分和脫硫部分。該線路可簡(jiǎn)單概括為：低氮燃燒~煙氣脫硝C9CR啟NOR)~布袋除塵器~石灰石一膏法脫硫~濕式靜電除塵器/管束除塵除霧器~煙囪。
2.1除塵部分
除塵部分主要采用超低布袋除塵器+濕式電除塵器/管束除塵除霧器聯(lián)合方案。該聯(lián)合方案以單機(jī)袋式除塵設(shè)備作為前端粉塵收集裝置，可脫除煙氣中絕大部分的細(xì)顆粒物，使后續(xù)工藝中粉塵對(duì)濕法脫硫的影響大大降低。較后端的濕式電除塵器/管束除塵除霧器，可捕集超細(xì)顆粒，進(jìn)一步脫除煙氣中的超細(xì)顆粒物，實(shí)現(xiàn)煙塵的精處理。此外，采用水流沖洗，沒(méi)有振打，不會(huì)產(chǎn)生二次揚(yáng)塵。實(shí)踐證明，該裝置還具有聯(lián)合脫除多種污染物的功能，能夠極大程度地減少石膏雨的出現(xiàn)。這兩種除塵的聯(lián)合，除塵效率高(排放濃度可以長(zhǎng)期低于5mg/m3，運(yùn)行穩(wěn)定，既能滿足嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，又增加運(yùn)營(yíng)可靠性，降低除塵成本。
2.2脫硫部分
脫硫部分主要采用石灰石一石膏法脫硫，但是 傳統(tǒng)的石灰石一石膏法脫硫效率已不能滿足較新的環(huán)保要求。因此，需要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行改造升級(jí)?，F(xiàn)在比較成熟的改造技術(shù)有單塔雙循環(huán)技術(shù)、單塔多噴淋技術(shù)和托盤(pán)脫硫技術(shù)的聯(lián)合。
單塔雙循環(huán)脫硫技術(shù)指在一座吸收塔內(nèi)完成了兩次脫硫，達(dá)到了雙塔串聯(lián)效果。它是 利用兩級(jí)石灰石一石膏法噴淋空塔串聯(lián)運(yùn)行，煙氣經(jīng)過(guò)兩級(jí)塔，兩次疊加，脫掉煙氣中剩余大部分SO2，總的脫硫效率可大于98%。該技術(shù)在不改變石灰石作為脫硫劑的條件下，能夠充分利用原有脫硫裝置，有效提高脫硫效率，減少二氧化硫和粉塵排放量。
托盤(pán)脫硫技術(shù)，即在傳統(tǒng)的脫硫塔噴淋層下部，增加1一2層托盤(pán)。其主要作用有：一是 均布煙氣氣流，使煙氣通過(guò)托盤(pán)時(shí)均勻地分布在一個(gè)平面；二是 增大氣液接觸面和接觸機(jī)會(huì)，使吸收液與煙氣充分接觸，使脫硫反應(yīng)更快更徹底，提高脫除效率。
單塔多噴淋技術(shù)本質(zhì)是 提高脫硫塔的液氣比，一般采用增加噴淋層數(shù)和增大噴淋密度兩種方式。這兩種方式增大了氣液接觸表面積，提高了吸收液覆蓋率，強(qiáng)化了氣液間的傳質(zhì)，提高了系統(tǒng)的脫硫效率。單塔雙循環(huán)技術(shù)、單塔多噴淋技術(shù)和托盤(pán)脫硫技術(shù)的聯(lián)合，既可以保留傳統(tǒng)脫硫方法的優(yōu)點(diǎn)，又能夠提高脫硫效率，脫硫效率高達(dá)98%，而且改造簡(jiǎn)單，建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本低，技術(shù)成熟，完全符合現(xiàn)在超低排放的要求。
2.3脫硫除塵聯(lián)合作用
脈沖單機(jī)布袋除塵設(shè)備在該條技術(shù)線路中，除塵系統(tǒng)位于兩端，脫硫系統(tǒng)在中間，鍋爐煙氣經(jīng)布袋除去大部分粉塵，再進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，減少了飛灰粉塵對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響，有利于脫硫系統(tǒng)性能的發(fā)揮。同時(shí)，脫硫系統(tǒng)對(duì)煙氣的凈化，有利于電除塵進(jìn)一步對(duì)煙氣精處理，使排放數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于排放標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低能耗、高效率的超低排放目標(biāo)。
當(dāng)前，我國(guó)大多數(shù)燃煤鍋爐所采用的污染物治理設(shè)施，是 在不同時(shí)期針對(duì)不同污染物、不同治理標(biāo)準(zhǔn)改造或加裝的，每個(gè)污染物治理設(shè)施功能單一，各設(shè)備之間不能協(xié)調(diào)兼容，難以整體協(xié)同運(yùn)行，甚至?xí)嗷ジ蓴_，導(dǎo)致不同設(shè)備前后之間的不利影響，造成能耗大、藥品消耗多、設(shè)備繁瑣、操作復(fù)雜、運(yùn)維困難，甚至排放不達(dá)標(biāo)。
超低排放技術(shù)路線中的各個(gè)污染物脫除設(shè)施分別針對(duì)不同的污染物進(jìn)行脫除，但各個(gè)設(shè)施間并不是 簡(jiǎn)單的串聯(lián)關(guān)系。為此，實(shí)現(xiàn)煙塵、SOz和NO：的超低排放，既要合理規(guī)劃技術(shù)路線，提高除塵、脫硫、脫硝等各個(gè)環(huán)節(jié)的脫除效率，保證每個(gè)設(shè)施脫除其目標(biāo)污染物；又要綜合考慮 除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)和脫硝系統(tǒng)之間的協(xié)同關(guān)系，合理設(shè)計(jì)綜合技術(shù)線路，使所有設(shè)施聯(lián)合作用，協(xié)同脫除其他污染物或?yàn)橄掠窝b置脫除污染物創(chuàng)造有利條件。這有助于在實(shí)現(xiàn)超低排放目標(biāo)的同時(shí)降低能耗、物耗，真正達(dá)到污染物共同去除的目標(biāo)。
河北豪業(yè)環(huán)保設(shè)備有限公司（http://www.haoyehb.com）生產(chǎn)的產(chǎn)品DMC型單機(jī)除塵器主要由風(fēng)機(jī)、箱體、排灰裝置、控制系統(tǒng)等組成，單機(jī)脈沖除塵器全部放在一個(gè)圓形鋼板焊制成的箱體內(nèi)，結(jié)構(gòu)科學(xué)、運(yùn)行方便、可靠。立窯玻纖布袋除塵器濾袋上端采用彈簧脹圈形式，密封好；維修換布袋籠標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為6m，還可根據(jù)需要增長(zhǎng)1-2m。洗煤廠氣箱脈沖除塵器當(dāng)含塵氣體由進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器，碰到進(jìn)出風(fēng)口中間的斜板及擋板，氣流便轉(zhuǎn)向流入灰斗，同時(shí)氣流速度放慢，由于慣性作用，使氣體中粗顆粒粉塵直接流入灰斗。濕式脫硫除塵器一種處理風(fēng)量大、清灰效果好、除塵效率高，占地面積小，運(yùn)行穩(wěn)定、性能可靠，維修方便的大型除塵設(shè)備，該產(chǎn)品采用模塊式生產(chǎn)、質(zhì)量穩(wěn)定。