2016年火電行業大氣污染控制現狀分析

06-06

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北極星節能環保網訊:火電行業作為我國能源消耗和污染物排放的大戶，長期以來一直是我國工業污染源領域防治的重點。國電力企業聯合會環資部主任潘荔表示，「十三五」期間，超低排放仍是電力行業大氣污染控制的主基調，預測「十三五」電力行業煙塵排放量能降至20萬噸-30萬噸，二氧化硫排放量降至100萬噸-150萬噸，氮氧化物排放量降至100萬噸-150萬噸。

據悉，目前我國火電行業末端治理設施基本普及，煤電機組脫硫設施、脫硝設施安裝率已分別達到99%和95%，火電進入全面實施超低排放改造階段。以下是宇博智業整理的2016年火電行業大氣污染控制現狀分析。

火電行業大氣污染控制成果

「十一五」大氣污染物控制取得巨大成就，煙塵、二氧化硫控制達世界先進水平，超額完成國家節能減排任務的基礎上，面對世界上最嚴排放標準《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)，該標準與美國、歐盟和日本相比，無論是現役機組還是新建機組，煙塵、SO2和NOx排放限值全面超過了發達國家水平。

「十二五」期間電力行業從整體減排量來看，已經超額完成調控目標，全國二氧化硫減排量貢獻178%，全國氮氧化物減排量貢獻182%，二氧化硫排放績效從2005年的6.4/kWh降至2015年0.47g/kWh。推動清潔能源、非化石能源比重，是我國能源發展的根本要求和必然趨勢。從發電量來看，我國煤電佔比已經下降至57.9%。以下是十二五期間取得的新成就：

(1)除塵：99%以上的火電機組建設了高效除塵器，其中電除塵約佔90豫，布袋除塵和電袋除塵約佔10豫。煙塵排放總量和排放績效分別由2010年的160萬噸和0.50g/kWh，下降到151萬噸和0.39g/kWh。

(2)脫硫：脫硫裝機容量達6.8億kW，約佔煤電容量90%(比2011年的美國高約30個百分點)，其中石灰石-石膏濕法佔92%(含電石渣法等)、海水佔3%、煙氣循環流化床佔2%、氨法佔2%。SO2排放總量和排放績效分別由2010年的926萬噸和2.70g/kWh，下降到883萬噸和2.26g/kWh(低於美國2011年的2.8克/kWh)。

(3)脫硝：約90%的機組建設或進行了低氮燃燒改造，脫硝裝機容量達2.3億kW，約佔煤電容量28.1%，規劃和在建的脫硝裝機容量超過5億千瓦，其中SCR法佔99豫以上。NOx排放總量和排放績效分別由2010年的1055萬噸和2.6g/kWh，下降到948萬噸和2.4g/kWh(高於美國2010年的249萬噸、0.95克/kWh)。

火電行業大氣污染控制技術

為有效應對史上最嚴厲的環保法規，實現煙塵20~30mg/m3、二氧化硫50mg/m3和氮氧化物100mg/m3的排放限值，火電行業已在現役先進的除塵、脫硫和脫硝技術的基礎上，積極研發、示範、推廣可行的新技術、新工藝和創新技術，並有機結合技術和管理等因素，「建設好、運行好」煙氣治理設施，持續提高火電大氣污染物的達標能力。

1.氮氧化物控制技術火電行業形成了以低氮燃燒和煙氣脫硝相結合的技術路線

(1)低氮燃燒：技術成熟、投資和運行費用低，是控制NOX最經濟的手段。主要是通過降低燃燒溫度、減少煙氣中氧量等方式減少NOX的生成量(約200~400mg/m3)，但它不利於煤燃燒過程本身，因此低氮燃燒改造應以不降低鍋爐效率為前提。

(2)SCR：技術最成熟、應用最廣泛的煙氣脫硝技術，是控制氮氧化物最根本的措施。其原理是在催化劑存在的情況下，通過向反應器內噴入脫硝還原劑氨，將NOx還原為N2。此工藝反應溫度在300~450度之間，脫硝效率通過調整催化劑層數能穩定達到60~90%。與低氮燃燒相結合可實現100mg/m3及更低的排放要求。其存在的主要問題是空預器堵塞、氨逃逸等。

(3)SNCR：在高溫條件下(900~1100度)，由尿素氨作為還原劑，將NOx還原成N2和水，脫硝效率為25%到50%。氨逃逸率較高，且隨著鍋爐容量的增大，其脫硝效率呈下降趨勢。

(4)正在研發的新技術。

脫硫脫硝一體化技術：針對我國90%以上燃煤電廠採用石灰石-石膏濕法脫硫工藝的特徵，國電科學技術研究院開展了「大型燃煤電站鍋爐濕法脫硫脫硝一體化技術與示範」研究，旨在石灰石石膏濕法工藝的基礎上，耦合研究開發的脫硝液、抑製劑、穩定劑等，在不影響脫硫效率的前提下，實現氮氧化物的聯合控制。

低溫SCR技術：其原理與傳統的SCR工藝基本相同，兩者的最大區別是SCR法布置在省煤器和空氣預熱器之間高溫(300~450度)、高塵(20~50g/m3)端，而低溫SCR法布置在鍋爐尾部除塵器後或引風機後、FGD前的低溫(100~200度)、低塵(約200mg/m3)端，可大大減小反應器的體積，改善催化劑運行環境，具有明顯的技術經濟優勢，是具有與傳統SCR競爭的技術，是現役機組的脫硝改造性價比更高的技術。目前，國電科學技術研究院已完成該技術的實驗研究，正在開展熱態中間放大試驗。

炭基催化劑(活性焦)吸附技術：炭基催化劑(活性焦)具有比表面積大、孔結構好、表面基團豐富、原位脫氧能力高，且具有負載性能和還原性能等特點，既可作載體製得高分散的催化體系，又可作還原劑參與反應。在NH3存在的條件下，用炭基催化劑(活性焦)材料做載體催化還原劑可將NOx還原為N2。