苏晓东

摘 要 工业的崛起，促进了全球经济的发展，同时也破坏了周围的自然环境，对我们赖以生存的地球造成了污染。改革开放之后，我国工业经济飞速发展，带来可观的经济利益的同时，也严重污染了我们生活的环境，尤其在污染物排放量这一方面，在全世界的排名中，已经位居前三。在污染物的排放中，燃煤型电厂的污染物排放量占据相当重的分量。这些污染物不但污染空气，最重要的是影响人们的身体健康。所以，我们应该提高电厂的污染物处理技术，切实减少其有害物质的排放，保护我们的自然生态环境。

关键词 燃煤电厂 污染物 协同治理技术

中图分类号：X75 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2022）03-0055-03

近几年，我国对环境污染的治理越来越重视，尤其是针对几大污染巨头，制定出了相应的排放标准。电厂烟气含有多种有毒气体，甚至还有烟尘颗粒，一旦大量排放到空气中，燃煤电厂附近的居民都会深受其害，严重危害人民群众的身体健康。所以，应当加强对燃煤电厂烟气污染物排放的管控，积极推广协同治理技术。

1 烟气污染物协同处理技术总括

烟气污染物协同治理技术主要包括以下几个方面：

第一，控煤与污染物脱除的协同技术， 对比使用劣质煤和优质煤产生的环保成本，弄清楚煤源质量浮动的最高和最低值，达到控制成本的目的，从而优化整个协同方案[1]。

第二，低氮燃烧与烟气脱硝的协同主要靠低氮燃烧技术，控制氮氧化物在源头产生，并且需要考虑烟气脱硝技术的成本，通过两种技术的成本对比，再对该项技术进行优化。

第三，除尘器和湿法脱硫塔协同，除尘器和湿法脱硫两个系统，一个能提高脱除颗粒的效率，一个能满足不同的排放量要求的达标。

第四，优化烟道末端的设计，是锅炉烟气系统一体化的重点环节，使整个锅炉烟气系统的处理效率得到提高[2]。

2 燃煤电厂烟气排放产生的危害

虽然现在的燃煤电厂已经开始提高对烟气排放的环境治理，如使用发电专用特种锅炉，在煤炭中添加可以二次利用的碳和硫，从而减少烟气中有害物质的排放。但是，因为依赖蒸汽发电，蒸发量比别的工业厂家大，燃煤电厂仍然是排放有害物质、气体和污染环境的巨头。

煤炭是历经亿万年化学作用和物理作用慢慢形成的，其成分也十分复杂多元。燃烧产生的有害微粒和杂质，进入到大气后，不仅使大气质量下降，让工农业生产遭受损失，还会引起人民群众呼吸道方面的疾病，严重影响人们的身体健康，尤其是对电厂周边居住的人群危害更大。燃煤电厂排放的烟气有害物质和气体还会与大气中的水蒸气结合，形成酸雨，使地下水和土壤发生质的改变。还有排放污染物中的微粒，会形成雾霾，雾霾天给人们带来的危害更大，常见的雾霾引起的疾病有，支气管炎、肺炎等一系列呼吸道方面的疾病[3]。

3 燃煤电厂烟气和多种污染物协同治理技术的应用

3.1 燃煤电厂的烟尘处理技术

要想燃煤电厂的烟尘污染物排放达到安全的排放标准，不仅要用到湿式电除尘器和电袋除尘，还要用到湿法脱硫技术，三种技术一起使用，才能最大程度地治理好烟尘问题。首先，分析和判断延烟气的条件，达到相关数据标准后，才能进入治理环节当中。然后，安装烟尘冷却装置，或者使用湿法脱硫从而提高该设备的除尘效率，达到污染物排放的标准值。这项协同技术不仅能降低企业的排污成本，还能降低污染超标所耗费的费用。此项费用和成本的降低，能变相增加企业的经营利润，使企业有一个健康良好的发展。

3.2 燃煤电厂的烟气余热处理技术

燃煤电厂释放的烟气可以进行回收再利用，主要方法是降低烟气的温度，温度的降低可通过安装烟气冷却器实现，具体应该安装在空气预热器和脱硫塔中间的烟道内，以此达到降低温度的目的。有的电厂已经有电除尘的设备，那就应该将冷却器安装在该设备前面。这项技术的应用，可以将烟气的余热供应到城市热网水中[4]。

3.3 治理二氧化硫的技术

首先，降低燃煤中硫化物的含量。降低硫化物的含量需要通过检测燃煤的质量来实现，并且必须保证二氧化硫的排放量达到国家规定的标准。如果发电机用到的是石灰石石膏湿法工艺，还应该根据二氧化硫的浓度，判断出需要使用单脱硫吸收塔还是双脱硫吸收塔。其次，淘汰传统的脱硫设备，使用新的不漏水的设备，改造排气烟囱。另外，为了防止管道和设备出现粘连和堵塞，还应该在耐热性和腐蚀性方面做好工作。

3.4 治理氮氧化物的技术措施

第一，在燃煤锅炉中降低氮氧化物的生成，使其浓度低于国家规定的安全值，从源头上防止发生问题。

第二，用烟气脱硝技术将氮氧的浓度控制在每立方米的含量在750毫克以下。

第三，低氮燃烧技术与烟气脱硝技术一起使用，最大限度地发挥它们的优点，相得益彰。另外，尽量选择购买低污染、燃烧充分的煤炭，降低污染物的含量，减少劣质煤炭燃烧不充分的现象，并且控制氮氧的浓度。

第四，对锅炉燃烧方法进行创新与变革，可以增加烟气旁路，收集更多的烟气，保证煤炭的完全燃烧。使烟气的收集效率得到大幅度提升，收集氮氧时防止外泄，减少经济损失。安装烟气再热器，调节烟气温度，避免因为过低的温度，造成冷凝的情况出现。

第五，为了提高氮氧化物的治理率，需要加强机组性能，提高设备的运行率，以此维持脱硝系统的运行，避免因为温差大出现压强比，发生气体传送可逆现象[5]。

3.5 治理汞的技术措施

氧化汞、Hg0、颗粒汞是烟气中汞的三种形态。布袋除尘和湿法洗涤的协同处理能完成氧化汞、颗粒汞的污染治理。但是，单独的Hg在烟气中占比非常高，因为它不能溶于水，大概能达到25%的比例，而且，即便经历了粉尘脱除，仍旧是气体，照样能随着烟气排放到大气中。所以为了将它吸收掉，要利用烟煤飞灰的活性、表面积比较大和吸附力强的特点，将其吸附，使单质汞不能氧化，尽量防止出现二次处理的情况，减少经济损失和工作量。另外，据统计數据显示，在电区与袋区加入氧化钙与氢氧化钠，钙基会和飞灰迅速实现融合，飞灰的微孔结构会快速吸收汞元素， 明显加强烟气的脱汞效力，能提高大概20个百分点，效果显著。所以，燃煤电厂应该使用吸附性好的产品，并且大力推广，以此达到降低污染物排放的目标。

3.6 治理三氧化硫的技术和措施

湿法烟气脱硫与电除尘器能共同完成对三氧化硫的污染治理工作。该项目的工作原理是：电除尘器口的烟气温度的下调，达到酸露点温度以下，能使三氧化硫由气态转化成液态。含尘度低、较大的粉尘表面积，是电除尘器入口的两个特点，也为液态三氧化硫提供了比较好的反应条件，使腐蚀性物质的吸收率得到了有效提高。据实际测量得知，常规的电除尘设备温度高且脱除效果低于新技术的电除尘设备。燃煤电厂还可以降低三氧化硫的产生率，具体的方法是提高运行电压，减小三氧化硫物质的电阻，提升其吸附率，实现污染物协同消除。现在好多生产电除尘设备的厂家都添加了高规模的项目机组，为的就是使煤炭燃烧充分，阻止三氧化硫产生，即便有很少的三氧化硫形成，也不影响电除尘设备对它的吸收[6]。

3.7 协调优化污染治理设备

对于燃煤电厂来说，虽然要在治理污染中的设备建设和运行投入巨资，但是并不能产生经济利益，所以提高治理污染的效率，利用最少的成本取得最佳的污染治理效果，就是目前每个燃煤电厂都需要重点关注和研究的课题。在燃煤污染物的协同治理中，也需要用最少的成本达到规定的污染排放指标。我们的方案中主要有三级氮氧控制、两级二氧化硫控制、两级烟尘控制。举个例子，以氮氧控制为例，在低氮燃烧、烟气脱硝、选择性催化还原脱硝和臭氧氧化氮氧结合碱液吸收这些技术中，每一步氮氧控制都需要投入一定的成本。低氮燃烧技术与强化炉内燃烧存在自相矛盾，所以低氮燃烧技术的运用使燃烧器结焦趋势增加、降低了锅炉燃烧率，炉内氮氧产量越低，飞灰可燃物含量就越高，同样的锅炉出力，低氮燃烧技术的燃煤成本更高。与之相同的是，烟气脱硝、选择性催化还原脱硝设备消耗氨气，臭氧氧化氮氧工艺中制备臭氧消耗电量，都需要比较高的成本[7]。所以，要优化机组脱硝的总成本在脱硝装置之间的分配比例，用最少的成本使氮氧的排放达标。在二氧化硫、烟尘等控制中，也要优化设备之间的协同关系，以此实现用最少、成本达到最佳的效果。

4 燃煤电厂烟气污染物协同治理设备相互影响

4.1 脱硝装置影响汞排放系统

脱硝装置能够转化、迁移汞元素，降低氮氧的含量，也能够提高汞元素在设备中的占比，使除尘、脱硫装置良好运行，达到良好的脱除效果。但是目前相关技术不够成熟，也不是很完善，遇到特殊情况时，不容易找到实实在在的解决办法。所以，相关人员要做好脱硝系统中的汞氧化和收集工作，降低因为煤炭的种类、运行数据和催化剂对它产生的影响，保证汞排放系统的正常运行。

4.2 湿法烟气脱硫系统影响其他装置

由于大多数燃煤电厂都没在脱硫系统安装烟气换热器，导致在吸收二氧化硫后，烟气吸收塔出口的温度很低，产生水蒸气饱和的现象，因此经常出现结露现象，加快了冷凝酸的形成。冷凝酸的高酸碱度和硫酸的高浓度会腐蚀脱硫系统烟囱和烟道尾部[8]。另外，如果不控制好烟气中的硫酸雾和浆液滴，还会出现石膏雨和蓝烟。

4.3 燃煤电厂脱硝系统影响除尘装置系统

脱硝系统能使除尘器的工作性能得到提高，提升除尘率，降低烟气温度，减少氮氧化物含量，最终减少电袋除尘器的腐蚀损坏。但是，有利也有弊，脱硝系统的催化功能会让二氧化硫产生出三氧化硫，三氧化硫又能和水反应生成硫酸雾，会黏堵、粘连烟囱和管道。

4.4 粉尘排放设备影响湿法脱硫装置

粉尘排放设备影响湿法脱硫装置主要表现是，粉尘对脱硫石膏和浆液的化学作用有影响。如果粉尘排放设备出口的粉尘浓度很高，就会使气体和液体接触的面积增大，提高了二氧化硫的吸收阻力，使其吸收率下降。而且，粉尘还会阻止二氧化硫和脱硫剂接触，降低碳酸钙的溶解率，使粉尘溶解在脱硫浆液中的铁、碳酸、铝离子加速结合，从而在碳酸钙颗粒的表面形成难溶于水的沉淀物，并附着在碳酸钙颗粒表面，使脱硫装置中吸收剂的活性受到影響。与此同时，溶解粉尘的液体中一些金属离子会使碳酸钙的氧化速度加快，增加了亚硫酸离子生成的阻力，使脱硝装置的去污能力降低。粉尘主要影响脱硫石膏的质地，如果粉尘含量高，就会使脱硫石膏的脱硫反应率降低，同时大量的酸性物质还会溶解石膏的品质，大范围的影响石膏的色度、纯度、金属含量。如果脱硫浆液里的粉尘量超标，结晶通道就会被细小的颗粒堵塞，造成石膏脱水困难的情况，石膏的含水率也会超标，还会影响硫酸钙的含量，使之出现衰弱趋势，还会使石膏的白度降低，严重的话，还会出现稀泥或黑色的状态。另外，如果粉尘的含量在吸收浆液和脱硫设备中都是超标的，就会严重磨损到搅拌器、除雾器、增压风机等设备，使设备的使用寿命降低[9]。

5 结语

综上所述，在发展工业和提高经济效益的同时，也要重视并做好环境保护工作，尤其是对环境污染严重的燃煤电厂，其产生的烟气和多种类污染物对环境的危害极大。本文从排放烟气的危害、治理设备之间的相互影响、烟气多污染物的多项治理技术的协同运用等方面深入研究了协同治理烟气和污染物技术的应用，有助于提高其技术水平，降低污染物的排放，以发挥其对环境的保护作用。

参考文献：

[1] 王新东，侯长江，田京雷.钢铁行业烟气多污染物协同控制技术应用实践[J].过程工程学报，2020，20（09）： 997-1007.

[2] 董锐锋，郭阳，马双忱，等.燃煤电厂大气污染防治运行保障技术及应用[Z].国网河南省电力公司电力科学研究院，2020.

[3] 潘卫国，袁景淇，丁承刚，等.燃煤发电机组烟气污染物全流程控制关键技术及工程应用[Z].上海：上海电力大学，2020.

[4] 金璞.燃煤电厂烟气多污染物协同治理技术[J].山东工业技术，2018（09）：85.

[5] 袁秀新.燃煤电厂烟气多污染物协同治理技术[J].资源节约与环保，2017（01）：36-37.

[6] 杨丁，叶凯，郭俊.燃煤电厂烟气多污染物协同治理技术[J].中国环保产业，2016（07）：55-60.

[7] 陶晖.以袋式除尘为核心的大气污染协同控制技术[J].中国环保产业，2016（02）：19-24.

[8] 邹斯诣，张志强，王晓玲，等.MGGH技术在某燃煤电厂湿烟羽治理工程中的应用[J].电站系统工程，2021， 37（06）：8-11.

[9] 程国辉.燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理技术[J].化学工程与装备，2021（04）：247-248.