中国燃煤电厂电除尘技术发展及应用综述

阐述了中国燃煤电厂烟尘排放要求演变及排放特征,回顾了燃煤电厂电除尘技术发展历程,介绍了电除尘技术应用情况,并对其发展趋势进行了展望。中国从20世纪60年代起开展电除尘技术自主研发以来,通过技术引进,消化吸收、再创新,历经五十多年发展,目前技术水平已跻身世界强国之列。中国燃煤电厂烟气“超低排放”,及其实现“超低排放”的主流技术备受世界瞩目！电除尘器一直是中国燃煤电厂颗粒物控制的主流设备,可达到10mg/m³或5mg/m³的超低排放要求,针对高灰煤（A_ar>25%）机组,配合湿法脱硫协同除尘,实现颗粒物排放浓度<5 mg/m³也是可行的。预计未来中国电除尘技术将向节能降耗、协同控制、智能化、标准化、国际化方向发展。     

燃煤电厂烟气污染物超低排放技术路线的选择

在深入研究燃煤电厂烟尘、SO₂、NO_x等控制技术特点与适用条件的基础上,综合国内大量煤电机组超低排放的成功案例,提出了燃煤电厂超低排放技术路线选择应遵循“因煤制宜,因炉制宜,因地制宜,统筹协同,兼顾发展”的基本原则,辨识出不同煤质、不同炉型、不同机组规模、不同污染控制要求等条件下的最佳可行技术,给出目前应用较多的超低排放典型技术路线,可指导燃煤电厂对超低排放技术路线的选择。     

美国的零污染燃煤示范电厂

燃煤发电是我国主要的电力来源,它的成本比较低,但同时带来了污染严重的问题.目前我国已开始在大容量燃煤发电机组中普及脱硫装置,而国外目前的主要研究方向是如何控制燃煤电厂的温室效应气体的排放.为了解决燃煤发电的污染问题,2003年,美国能源部宣布了一项计划：将在10年内投资10亿美元设计、建造和运营世界上第一个零污染燃煤示范电厂.该电厂被命名为未来电厂（FutureGen）,将安装总容量为275 MW的燃煤机组,这座世界上最清洁的燃煤电厂将运用先进的无污染能源技术建造一个原型电厂,作为一个大规模的工程实验室,用于试验新的清洁能源技术、二氧化碳捕捉技术和煤氢转换技术.预计未来电厂将在2020年投入商业运营.     

燃煤电厂烟气SO3排放控制研究进展

由于对生态环境、人体健康、电力生产的多重危害,当前燃煤电厂烟气SO3排放已引起广泛关注,对其排放控制特性进行深入研究与系统总结是下一步制定相关政策以及实施排放控制工作的基础。该文分别从燃煤电厂烟气SO3协同控制技术与专项脱除技术2个方面,综述了前人的研究成果与当前的研究进展,分析了现有控制技术有待解决的关键问题及有待开展的研究内容,并在此基础上,结合我国燃煤电厂燃煤条件、锅炉炉型、超低排放装备等特点,提出了后续应对不同SO3排放控制要求的可行技术路线,以期为后续开展相关技术研究、工程实践、政策制订等工作提供借鉴和参考。     

中国燃气电厂烟气排放现状及政策趋势

为了解中国燃气电厂污染物排放现状及环保设施运行现状并掌握未来燃气发电的环保政策走向，通过调研国内典型地区的多家燃气电厂，从燃机本体控制、余热锅炉SCR控制以及外部因素控制等3个方面对比分析了燃气电厂的主要污染物-NO_x的减排技术现状和存在的问题，认为余热锅炉SCR控制技术的优化空间大、国内应用案例多，是燃气电厂未来降低NO_x的有效手段；基于国内外排放水平和技术现状，分析得出国内燃气发电的环保标准具有进一步加严的趋势；从电厂运行、科学研究和政策制定等多个方面提出了降低NO_x排放的意见和建议。     

燃煤电厂超低排放应用现状及关键问题

目前我国的烟气协同治理技术路线应用时间较短,超低排放的运行和维护经验相对不足。为此,在介绍目前我国燃煤电厂超低排放改造技术现状的基础上,对我国已开展超低排放改造过程中及实际运行过程中存在问题进行了系统的总结分析,提出了合理改进运行建议,最后对我国超低排放各技术线路的经济性进行了比较分析和技术选择,并对燃煤电厂超低排放技术未来的发展趋势进行了展望。研究结果表明:相较于脱硝改造,电除尘和脱硫的超低排放改造工艺更为丰富,但都能满足烟尘、二氧化硫、氮氧化物这3项各自的排放质量浓度限值5、35、50 mg/m~3要求;超低排放各工艺技术实施过程中出现的问题主要集中在工艺设备的选型与安装、运行未达到预期、原料的运输及使用寿命、在线监测、上下游设备之间的影响等方面;燃煤装机容量越大,单位发电量的投资就越低,改造经济性也就越显著,推荐超低排放改造路线为"低氮燃烧+选择性催化还原+低低温电除尘器/电除尘器自身改造+单塔一体化技术/(脱硫改造+湿式电除尘器)";未来的超低排放发展趋势将会集中于开发低成本超低排放技术、协同脱除技术、全过程污染控制超低排放等。通过对我国燃煤电厂超低排放应用现状及关键问题的分析,可指导燃煤电厂大气污染物的控制研究及促进超低排放工艺技术的不断完善。     

燃煤电厂非传统大气污染物控制展望

无论是从包括颗粒物、SO₂、NO_x等单个大气污染物控制而言,还是系统的燃煤电厂超低排放控制技术,目前都有较为成熟且较为多元化的可选技术,在具体工程自身实际情况具体分析的基础上进行选择。对于燃煤电厂非传统大气污染物,需要重点关注SO₃、氨、重金属的排放与控制。对燃煤电厂SO₃、氨、重金属的产生、危害和控制3个方面进行分析,在此基础上从防治技术政策、排放控制标准、控制技术路线、工程示范等4个方面提出燃煤电厂非传统大气污染物控制政策建议。     

节能减排调度环境下燃煤电厂发电成本分析

未来节能减排调度环境对发电企业提出了新的要求。燃煤发电企业需向交易中心申报自己的能源消耗和污染排放,同时,还要分析其能耗成本、环境成本以及其他成本,据此确定其应该申报的发电价格。通过对燃煤电厂的动态成本分析,确定了发电成本的组成要素,建立了成本要素的分析和计算模型。通过实例计算,得出了发电成本与机组负荷之间的关系,这可以为燃煤电厂控制发电成本、煤耗、污染排放提供参考。     

山西燃煤电厂超低排放改造技术路线探讨

针对山西省燃煤电厂烟气污染治理设施运行现状、污染物排放情况及燃煤特点,探讨性提出适合山西省现役燃煤电厂超低排放技术改造技术路线和方案,最终达到燃煤电厂烟气超低排放标准要求,对300 MW以上燃煤机组超低排放改造有一定借鉴意义。     

超低排放燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物迁移规律研究

为获得燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物（CPM）的迁移排放特性,对国内多家超低排放燃煤机组烟气中SO3和CPM进行现场测试。结果表明:有4家电厂的选择性催化还原（SCR）脱硝系统对SO3总生成量的贡献率在42.01%~52.08%之间,湿法烟气脱硫装置（WFGD）对SO3的脱除效率在51.20%~65.20%之间,湿式电除尘器（WESP）对SO3的脱除效率在77.25%~79.27%之间;从排放烟气看,配备WESP的超低排放改造电厂均能有效脱除SO3,总脱除效率达到94.28%以上;此外,现有污染物控制装置对CPM有一定脱除作用,其中,WFGD对CPM的脱除效率在34.64%~47.20%之间,WESP对CPM的脱除效率在36.20%~39.26%之间;CPM主要由SO42–、Cl–和NO3–等酸根离子组成,CPM无机成分中的NH4+和SO42–分别来自烟气中的NH3和SO3,其质量浓度与烟气中NH3和SO3的质量浓度正相关。     

中国火电大气污染防治现状及挑战

在对中国火电厂大气污染物排放标准的发展历程进行回顾与总结的基础上,分析不同阶段排放标准或要求对中国燃煤电厂大气污染控制技术发展的推动作用及其产生的环境效果,特别是超低排放。目前中国火电行业大气污染物控制处于超低排放阶段,燃煤电厂大气污染防治技术处于国际领先水平,烟尘、SO₂、NO_x三大常规污染物排放浓度实现了燃煤发电与燃气发电基本同等清洁。尽管如此,中国火电环保在CO₂控制、常规大气污染物进一步减排、湿法脱硫对生态环境的影响、危险废物废弃脱硝催化剂的处置、非常规污染物的控制、烟气治理设施的运行优化等方面仍然面临诸多挑战,提出了需要研发的重点领域及相应目标。     

燃煤电厂脱汞吸附剂的研究和应用

为控制燃煤电厂尾气中汞的排放,介绍了当前用于汞脱除技术的各种吸附剂——活性炭、飞灰、钙吸附剂和TiO2的特点及研究应用情况,并以美国雅宝公司和日本日立公司的燃煤电厂烟气脱汞试验为例,介绍了燃煤电厂烟气脱汞技术在国外的的研究和应用情况。     

燃气电厂NOx控制策略研究及大气环境效益分析

基于中国燃气电厂发展现状、地域分布及其NO_x排放现状和未来气电环保政策趋势,首先阐述了燃气电厂NO_x进一步减排的必要性,其次分析了燃气电厂NO_x燃气轮机本体控制、余热锅炉SCR控制和外部因素控制三种技术的优劣及其减排潜力,并选用气象模型MM5和空气质量模型CALPUFF、以江苏省2020年气电发展规模情景为例进行了大气环境效益模拟。研究表明,燃气发电NO_x排放可以也必须达到更严格地排放标准。实现更严格的排放标准后,将有利于改善区域环境空气质量,有利于更好发挥燃气发电的环保优势。     

燃煤电厂有色烟羽治理要点分析与环境管理

在研究国内外相关标准的基础上结合中国燃煤电厂烟气治理技术发展现状，分析了排放烟气中可过滤颗粒物、可凝结颗粒物、溶解性固形物的概念、联系和区别，明确指出中国燃煤电厂有色烟羽环境管理的关键是管控以SO₃为代表的可凝结颗粒物，进而梳理了目前有色烟羽治理环境管理方面存在的问题，提出了可凝结颗粒物环境管理的相关政策建议。     

中国燃煤电厂二氧化硫污染控制工作分析与建议

中国从“十一五”期间全面启动燃煤电厂二氧化硫减排工作,烟气脱硫设施建设、运行、管理对燃煤电厂的影响很大。通过回顾中国燃煤电厂二氧化硫污染控制工程历程,从政策、法规、标准、技术、设备加装、提效改造、运行、排放量控制等多个方面进行总结和分析,提出了总量计算方法、脱硫作为主设备管理、重视硫资源综合利用等方面的建议。分析表明：燃煤电厂二氧化硫污染控制工作已取得了长足的进步,总量减排成绩突出,但超低排放环保效益偏低,应用的一批新技术还需加强总结。下一阶段应加强系统性研究、重视浓度的控制等方面工作。     

火电厂汞污染控制对策探讨

介绍燃煤汞污染现状和汞排放形态、特征及其大气排放标准。分析了我国燃煤电厂汞污染控制面临的问题。结合我国汞大气排放的新标准,从管理和技术方面提出了相应的对策。同时介绍了国内外燃煤电厂汞排放的控制措施：① 采用清洁燃煤发电技术,推进机组节能减排;② 充分利用现有非汞污控设施实现协同控制;③ 开展单项脱汞技术研究与示范,其涉及煤基添加剂、炉膛喷射、吸附剂喷射、吸收塔稳定剂、脱硫废水络合剂等技术;④ 几种国外新型汞联合脱除技术。     

火电厂CO2捕集及资源化技术

温室气体CO2的减排问题已经引起了国际社会的极大关注。针对于CO2的集中排放源,介绍了火力发电厂各种CO2分离捕集技术的发展现状。直接从火力发电厂的烟气中分离并捕集CO2,然后对其进行储存或加以利用,是目前控制和减缓温室气体排放的重要措施之一。基于经济可行性,还介绍了包括EOR在内的各种CO2资源化技术,并展望了CO2减排技术的发展前景。     

燃煤发电厂用水水平现状与展望

通过对典型燃煤发电厂水平衡测试数据和高效节水工艺汇总,分析单位发电量取水量等用水经济性指标,评估发电厂用水水平。分析结果表明,取水量较低的电厂具有设计理念先进、管理水平高效、废水回用合理等特点。根据推算,燃煤发电厂（直流冷却）单位发电量取水量可以达到0.20 m³/（MW·h）以下。在冬季,采用烟气冷凝技术的1 000 MW等级机组的发电厂满负荷情况下能够产生80～90 m³/h的冷凝水量,这部分水在满足脱硫自身使用后还可回用至工业水系统。当全厂用水系统改造趋于合理时,“工业水零补水”技术指日可待。