基于CFB-FGD技术的烟气超低排放工程性能测试评估

北极星环保网讯:摘要：以基于烟气循环流化床脱硫除尘技术的中国中部地区某新建350MW循环流化床机组超低排放工程为研究对象，对100%和75%负荷工况下SO2、颗粒物等常规污染物和PM2.5、SO3、汞等非常规污染物的浓度进行现场检测，评估CFB锅炉炉内脱硫+炉外CFB-FGD脱硫除尘技术实现SO2和颗粒物超低排放的达标能力。现场监测及评估结果表明，该技术组合能实现SO2小于35mg/m3和颗粒物小于10mg/m3的超低排放要求，对SO3、汞等非常规污染物具有一定的协同脱除作用。

关键词：火力发电；环境保护；超低排放；CFB-FGD；循环流化床机组；性能测试；评估

作为煤炭生产及消费大国，中国在煤炭的生产及洗选过程中产生了大量的低热值煤资源。为避免低热值煤资源堆存引起的环境污染及资源浪费，国家出台了一系列政策来鼓励低热值煤资源的综合利用，而发电是低热值煤最好的资源回收利用途径之一。循环流化床（CFB）锅炉能够较好地利用各种热值燃料，在低热值煤综合利用发电方面极具优势，在中国得到广泛应用[1]。

近年来，国家相继出台《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》、《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》等政策，给火电行业环境保护提出了更高要求[2]，而部分省（区）也提出了低热值煤发电机组执行超低排放的要求。

一般而言，实现超低排放对入炉煤质有要求，最好是低灰分、低硫分、高挥发分、高热值烟煤[3]。目前，中国在利用CFB锅炉实现低热值煤超低排放方面展开了广泛的研究[4-6]。CFB锅炉采用SNCR脱硝工艺、炉内脱硫+CFB-FGD的两级脱硫工艺作为劣质煤条件下的超低排放技术路线，已在国内数台机组进行了应用。

CFB-FGD脱硫工艺作为CFB锅炉二级脱硫方式[7]，兼具脱硫、除尘和协同脱除多种污染物（例如SO3、HF、HCl、汞等）的功能[8-10]，本研究以采用CFB-FGD脱硫除尘技术的中国中部地区某新建低热值煤综合利用机组为研究对象，对不同运行工况下的SO2、颗粒物等常规污染物和PM2.5、SO3、汞等非常规污染物的排放浓度进行现场检测，以评估CFB-FGD技术实现SO2和颗粒物超低排放的可行性。

1电厂概况

1.1超低排放技术路线

中国中部地区某电厂1号机组是世界首台350MW超临界CFB锅炉，采用SNCR脱硝（液氨作为还原剂）、炉内喷钙+CFB-FGD两级脱硫的超低排放技术路线。机组于2015年9月18日通过168h试运行。1号机组超低排放采用的技术路线如图1所示。

1.2超低排放技术路线特点

CFB锅炉具有低温强化燃烧的特点，炉内温度远低于普通煤粉炉，为850～900℃[11]，这正是CaO与SO2反应的最佳温度范围。因此，通过在CFB锅炉炉内添加石灰石，可直接脱除燃料燃烧产生的SO2，这正是CFB锅炉作为环保型热能动力设备的主要特点。CFB锅炉通过炉内喷钙降低SO2浓度，暂时未见直接可以达到35mg/m3超低排放限值的案例，因此需要在炉后设置二级脱硫装置实现SO2的超低排放。

CFB-FGD用于CFB锅炉炉后二级脱硫，具有以下优势：

（1）CFB锅炉飞灰中含有的大量未反应完的CaO，可充分利用作为CFB-FGD的脱硫剂，能有效降低脱硫成本；（2）CFB-FGD还可有效脱除SO3、HCl、HF等酸性气体，避免烟气对脱硫设备及烟囱的腐蚀，节约防腐处理成本；（3）CFB-FGD排烟温度约为70℃、含水量少，更加有利于污染物在大气中的扩散，也不会发生“烟囱雨”等现象；（4）CFB-FGD耗水量少、没有废水排放，具有厂用电低、占地面积小、运行成本低等优点[12-13]。

图1中国中部某电厂1号机组超低排放技术路线

2现场测试方法及条件

2.1采样位置

1号机组CFB-FGD入口、CFB-FGD出口（即总排口）污染物测试采样位置示意如图2所示。

图2污染物测试位置

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