技术贴|看烟气调质技术如何增强燃煤电厂核心竞争力

1 引言

展望2017年，预计电力消费需求增长将比2016年有所放缓;预计全年新增装机略超1亿千瓦，年底发电装机容量达到17.5亿千瓦左右，其中非化石能源发电装机比重进一步提高至38%左右;全国电力供应能力总体富余、部分地区相对过剩。火电设备利用小时进一步降至4000小时左右，电煤价格继续高位运行，部分省份电力用户直接交易降价幅度较大且交易规模继续扩大，发电成本难以及时有效向外疏导，煤电企业效益将进一步被压缩，企业生产经营继续面临严峻困难与挑战。目前国内燃煤电厂面临着严峻的经营困难与挑战，市场需求增长放缓、交易价格不断下降、燃料成本大幅上涨、产能过剩风险加剧外加节能减排改造任务繁重。在此形势下，为保证火电厂的核心竞争力，对一项既能满足超低排放要求同时又安全、经济、环保的技术的需求愈发迫切。通过对当前主要烟尘排放治理技术进行分析及技术经济性比较，提出烟气调质+电除尘器作为燃煤火电厂烟尘排放治理技术的巨大优势，该技术提高了煤电企业的核心竞争力，使企业可以更好的应对2017年严峻的经营困难与挑战。

2 烟气调质技术介绍

烟气调质技术起源于20世纪美国，1972年世界第一台烟气调质装置在美国获得成功应用，经过40多年的发展，烟气调质技术+电除尘技术已经成为美国、欧洲、亚洲等国家燃煤电厂粉尘排放控制的主要技术路线，目前在全球有超过800台的成功运行业绩。该技术通过向电除尘器入口前喷入微量的SO3及氨实现提高电除尘器效率的目的。

2.1 主要技术优势

2.1.1 降低粉尘比电阻，消除反电晕现象

烟气调质技术向电除尘器前的烟气中喷入微量(10-30ppm)高纯度(97%以上)的SO3气体，SO3气体会迅速与烟气中的水分结合生成H2SO4蒸汽，H2SO4蒸汽会附着在粉尘表面形成一层低电阻导电通道，极大程度的降低了粉尘的比电阻，进而彻底消除因比电阻过高造成的反电晕现象，从而大幅提高电除尘器的除尘效率。

2.1.2 增大粉尘颗粒粒径

此外，烟气调质技术向烟气中喷入微量的氨，氨进入烟气后会与硫酸反应生成硫酸氢铵及硫酸氨，此类物质具有黏附性与粉尘吸附后增加了粉尘之间的凝聚力，使粉尘粒径增大。

2.1.3 消除二次扬尘现象

因喷入的氨增加了粉尘之间以及粉尘层与收尘极之间的黏附性，在被气流冲刷及振打时收尘极粉尘层更不容易被气流带回，有效防止气流冲刷造成的二次扬尘。

2.1.4 提高电除尘器电场空间电荷、提高击穿电压与火花电压

烟气调质生成的NH4+吸附在粉尘表面，参与表面导电，降低粉尘层电压降，降低粉尘比电阻。另一方面，反应生成的硫酸氢铵及硫酸氨粒径很小，大多小于1μm，增大了放电极和收尘极之间的微细颗粒浓度，提高了电场中的空间电荷，使收尘极附近电场力增大，击穿打压提高，火花电压提高，相应地可以允许较高的运行电压，有利于电除尘器收尘。

2.1.5 可提高粉尘颗粒粒径

对电除尘器出口粉尘粒径分布进行分析表明，从电除尘器内逃逸的飞灰绝大部分是2.5μm以下的微细颗粒，这部分微细颗粒是制约电除尘器效率的关键因素，因此微细颗粒的排放已经成为亟待解决的问题。粉尘颗粒度与除尘效率成正比例关系，提高粉尘的颗粒度可以相应的提高电除尘器除尘效率。

烟气调质技术通过向烟气中喷入的少量的SO3与氨来提高粉尘的颗粒度，主要由于烟气调质技术提高了粉尘间的黏附性，这种黏附性的提高主要体现在以下两个方面：一方面，SO3与烟气中的水分结合生成硫酸蒸汽，这些粒径微小的硫酸蒸汽极易吸附在飞灰颗粒表面，当两粒子相互接触时，表面张力就会形成“液桥”，将辆黏附体“拉”在一起，增大了颗粒的粒径。另一方面，喷入的氨与SO3反应生成硫酸氢铵与硫酸氨，一方面，此类物质具有黏附性，另一方面，这类物质熔点低，当粉尘粒子接触这类物质时，可在接触区熔融，并促使粒子间相互的粘附，因而增大粉尘颗粒的粒径，降低了烟气中细颗粒的浓度，从而改善了电除尘器的除尘性能，提高了除尘效率。

烟气调质技术的这一特性相关研究机构已经通过对国内运行烟气调质燃煤火电机组调质前后灰样粒径分布以及比表面积进行对比测量得到证实，测量数据均证明调质前后飞灰粒径明显提高，尤其对于小于10μm的灰分所占比例明显降低。