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摘 要：本文以实现粉尘超净排放为目标，提出了国内外脱硫除尘一体化实现烟气排放超净的各种方案。
关键词：脱硫；除尘；超净
根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》（发改能源【2014】2093号文）的要求，对于烟气污染物超净排放明确定义为： “在基准氧含量6%条件下，烟尘、SO2：、NOx排放浓度分别不高于10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3”。因此，现今的燃煤电厂烟气污染物排放限值按上述要求都做了新的调整。本文以实现粉尘超净排放为目标，对电厂粉尘污染物排放进行技术路线的选择。
1. 国内外脱硫除尘一体化技术的研究现状
高温气体净化主要包括脱硫和除尘两部分，此外还须脱除HCl、HF和碱金属 蒸气等有害杂质。在常规工艺中，脱硫和除尘作为独立的单元操作分别在各自的装置中完成。而在脱硫除尘一体化工艺过程中，将脱硫和除尘两个单元操作结合起来，即在一个操作单元中既达到除尘的目的又满足脱硫的要求。脱硫除尘一体化操作可以简化工艺流程，节约设备投资”。因而，研究开发适合于我国燃煤锅炉烟气脱硫除尘一体化设备具有重要的使用价值。
2. 烟气除尘技术
目前，国内外的除尘器按分离捕集粉尘的主要机制分为机械式除尘器、电除尘器、过滤式除尘器和湿式除尘器四大类。其中，机械式除尘器又根据其机理中作用的质量力（重力、惯性力、离心力）的不同，划分为重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。过滤式除尘器根据滤料的不同，分为袋式过滤器和颗粒层过滤器等。若按其操作原理的不同，烟气除尘也可分为气体干法、湿法和静电除尘。
静电除尘是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的一种方法。具有除尘效率高（一般大于99%）、处理气量大、能连续操作、适用于高温、高压的场合等优点，其缺点是设备庞大、占地面积大、一次性投资费用高，不易实 现对高比电阻粉尘的捕集。目前静电除尘在大型电厂中应用较多。
湿式除尘是利用洗涤液与含尘气体充分接触，将尘粒洗涤下来而使气体净化的方法。湿式除尘器具有除尘效率高、结构简单、造价低、占地面积小、操作维修方便等优点，适于处理高温、高湿、易燃、易爆的含尘气体，此外在除尘的同时还能除去部分气态污染物。其缺点是需对洗涤后的含尘污水、污泥进行处理，对于净化含有腐蚀性的气态污染物时设备易受腐蚀，应采取防腐措施，比一般于式除尘器的操作费用要高。
3. 国内外烟气脱硫除尘一体化装置
我国自行研制的烟气脱硫一体化装置，基本上是从除尘设备稍加改进演变而来的，具有脱硫除尘的特点，特别适合我国中小锅炉的使用要求，但仍待于大4 型化。目前国内外所研发的脱硫除尘一体化分为干法和湿法两大类。
3.1干法烟气脱硫除尘一体化装置
干法烟气脱硫除尘一体化装置主要是在干法、半干法脱硫技术的基础上，增加除尘装置来实现。目前应用的主要有以下几种：
（1）吸附过滤一体化装置
吸附过滤法是应用气体吸附和过滤除尘的机理实现联合脱硫除尘，利用可循环再生的固定吸附材料，除去烟气中的SO2、NOx和烟尘，水洗再生。该装置一般由预除尘器、吸附塔组成。该装置具有很高的脱硫除尘效率，SO2去除率大于90%，净化气烟尘浓度小于lOmg/m3，烟气温降少，无二次污染，可回收副产品等优点。
（2）喷雾干燥一体化装置
炉内喷钙脱硫是一种技资很低的技术，但效率一般在30%左右。喷钙后烟气中粉尘量增加，电阻提高，增加了电除尘器的负荷。为提高脱硫率及钙的利用率，可在炉内喷钙后，电除尘之前，采用烟气喷钙增湿活化技术，对烟气喷钙及对脱硫剂进行活化，降低钙基脱硫剂的比电阻，提高收尘率及硫的转化率。
（3）排烟循环流化床脱硫除尘一体化装置
德国Lurgi公司开发的排烟循环硫化床脱硫除尘的联合装置（FGD—CFB），排烟通过固体吸收剂流化床，固体吸收剂与SO2充分接触，且强烈进行传质传热。运行温度降至露点附近，仍不会在反应器壁面结垢。因此脱硫剂利用率高、脱硫率高，对高硫煤也能达到80%～90%的脱硫率，其后接电除尘或袋式除尘器，除尘效果可以保证。
3.2湿法烟气脱硫除尘一体化装置
（1） 喷雾脱硫除尘一体化装置
喷雾除尘脱硫一体化装置是一种非常典型的湿法烟气脱硫除尘装置，具有结构简单、压力损失小、操作稳定、脱硫除尘效率高等优点，但是需要严格控制喷嘴的雾化效果，并且在使用某些脱硫剂（如石灰）时容易发生堵塞现象。
（2）冲击鼓泡式脱硫除尘一体化装置
冲击鼓泡式除尘脱硫装置是利用气流由喷头喷出后，向下冲击吸收液，颗粒较大的粉尘落入吸收液中，同时激起大量水花，形成一个个气泡层，使气液充分接触，烟气在向下冲击吸收液时，实现烟尘的一次捕集，烟气向上折返穿过气泡层时再实现二次捕集，同时进行SO2吸收，气泡层强化了传质效果。最后进行气液分离，该系统的特点是将气体分散到吸收液体中，而不是将吸收液喷射到吸收塔内，省去循环泵而节能。该装置具有结构简单、运行管理方便、费用低等优点。
（3）文丘里脱硫除尘一体化装置
文丘里除尘脱硫装置由收缩管、喉管和扩散管组成。当烟气由进气管道进入收缩管后，流速逐渐增大，气体的压力能逐渐转变为动能：在喉管入口处，气流速度达到最大，沿喉管周边布置的喷嘴喷出的液滴被高速气体雾化和加速，气液充分混合；在扩散管中，气流速度减小，而压力回升，使尘粒凝聚速度加快，增加了对细微粉尘的捕集效果，在此过程中同时完成脱硫过程。该装置具有投资省、占地少、工艺简单、运行费用低等优点，但是脱硫除尘效率较低，而且耗电量大。常与其它除尘脱硫装置配合使用，很少单独使用。
（4）滞球塔脱硫除尘一体化装置
滞球塔除尘脱硫装置中，锅炉烟气由下而上通过流化填料层，碱性吸收液在床层上方喷淋下来，烟气与吸收液在填料表面接触强化传质，提高除尘脱硫效果。
（5）筛孔扳（泡沫板）脱硫除尘一体化装置
在筛孔板（泡沫板）除尘脱硫装置中，依靠供液管道将碱液喷淋到筛孔板上，形成一定厚度的原始液层，当气体从板下进入时，在板上形成鼓泡层，气液强烈掺混，除去气体中的粉尘和SO2。筛孔板除尘脱硫装置结构简单，但是运行弹性小，并且应适当增大孔径和液气比，以防发生结垢堵塞现象。
（6）旋风水膜脱硫除尘一体化装置
由于旋风水膜除尘脱硫装置通常采用麻石作为壳体，所以又称为麻石水膜除尘脱硫装置，其基本原理是烟气切向高速进入装置内部，旋转上升，依靠离心作用，将尘粒甩到装置的湿内壁上，然后被溢流堰上流下的碱液洗涤下来。除尘效果不错，但是脱硫效率较低。
（7）旋流塔板脱硫除尘一体化装置
旋流塔板除尘脱硫装置是在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上演变而来。在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上，增加l～6层旋流塔板，对气体的旋转起“接力作用”，盲板布水结构也加强了装置的除尘脱硫性能。与前者相比，除尘和脱硫效率都有很大的提高。用溶液作为脱硫剂时，其脱硫效率可达70%～84%，己成功应用于220W/h锅炉的烟气除尘脱硫，是目前我國自行研制的处理量最大的除尘脱硫一体化装置。
4. 小结
在当前的污染物排放控制形势下，选择适合火电厂的排放限值乃至具体的技术路线对整个项目的投资和除尘设备选型至关重要。为了实现环保排放限值10mg/Nm3的目标，有多种组合方案可以付诸实现。具体采用何种方案是否要采用湿式除尘器还要根据实际工程的外部条件、煤质、除尘器选型等因素来综合确定。
关键词：脱硫；除尘；超净
根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）》（发改能源【2014】2093号文）的要求，对于烟气污染物超净排放明确定义为： “在基准氧含量6%条件下，烟尘、SO2：、NOx排放浓度分别不高于10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nm3”。因此，现今的燃煤电厂烟气污染物排放限值按上述要求都做了新的调整。本文以实现粉尘超净排放为目标，对电厂粉尘污染物排放进行技术路线的选择。
1. 国内外脱硫除尘一体化技术的研究现状
高温气体净化主要包括脱硫和除尘两部分，此外还须脱除HCl、HF和碱金属 蒸气等有害杂质。在常规工艺中，脱硫和除尘作为独立的单元操作分别在各自的装置中完成。而在脱硫除尘一体化工艺过程中，将脱硫和除尘两个单元操作结合起来，即在一个操作单元中既达到除尘的目的又满足脱硫的要求。脱硫除尘一体化操作可以简化工艺流程，节约设备投资”。因而，研究开发适合于我国燃煤锅炉烟气脱硫除尘一体化设备具有重要的使用价值。
2. 烟气除尘技术
目前，国内外的除尘器按分离捕集粉尘的主要机制分为机械式除尘器、电除尘器、过滤式除尘器和湿式除尘器四大类。其中，机械式除尘器又根据其机理中作用的质量力（重力、惯性力、离心力）的不同，划分为重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。过滤式除尘器根据滤料的不同，分为袋式过滤器和颗粒层过滤器等。若按其操作原理的不同，烟气除尘也可分为气体干法、湿法和静电除尘。
静电除尘是利用静电力从气流中分离悬浮粒子（尘粒或液滴）的一种方法。具有除尘效率高（一般大于99%）、处理气量大、能连续操作、适用于高温、高压的场合等优点，其缺点是设备庞大、占地面积大、一次性投资费用高，不易实 现对高比电阻粉尘的捕集。目前静电除尘在大型电厂中应用较多。
湿式除尘是利用洗涤液与含尘气体充分接触，将尘粒洗涤下来而使气体净化的方法。湿式除尘器具有除尘效率高、结构简单、造价低、占地面积小、操作维修方便等优点，适于处理高温、高湿、易燃、易爆的含尘气体，此外在除尘的同时还能除去部分气态污染物。其缺点是需对洗涤后的含尘污水、污泥进行处理，对于净化含有腐蚀性的气态污染物时设备易受腐蚀，应采取防腐措施，比一般于式除尘器的操作费用要高。
3. 国内外烟气脱硫除尘一体化装置
我国自行研制的烟气脱硫一体化装置，基本上是从除尘设备稍加改进演变而来的，具有脱硫除尘的特点，特别适合我国中小锅炉的使用要求，但仍待于大4 型化。目前国内外所研发的脱硫除尘一体化分为干法和湿法两大类。
3.1干法烟气脱硫除尘一体化装置
干法烟气脱硫除尘一体化装置主要是在干法、半干法脱硫技术的基础上，增加除尘装置来实现。目前应用的主要有以下几种：
（1）吸附过滤一体化装置
吸附过滤法是应用气体吸附和过滤除尘的机理实现联合脱硫除尘，利用可循环再生的固定吸附材料，除去烟气中的SO2、NOx和烟尘，水洗再生。该装置一般由预除尘器、吸附塔组成。该装置具有很高的脱硫除尘效率，SO2去除率大于90%，净化气烟尘浓度小于lOmg/m3，烟气温降少，无二次污染，可回收副产品等优点。
（2）喷雾干燥一体化装置
炉内喷钙脱硫是一种技资很低的技术，但效率一般在30%左右。喷钙后烟气中粉尘量增加，电阻提高，增加了电除尘器的负荷。为提高脱硫率及钙的利用率，可在炉内喷钙后，电除尘之前，采用烟气喷钙增湿活化技术，对烟气喷钙及对脱硫剂进行活化，降低钙基脱硫剂的比电阻，提高收尘率及硫的转化率。
（3）排烟循环流化床脱硫除尘一体化装置
德国Lurgi公司开发的排烟循环硫化床脱硫除尘的联合装置（FGD—CFB），排烟通过固体吸收剂流化床，固体吸收剂与SO2充分接触，且强烈进行传质传热。运行温度降至露点附近，仍不会在反应器壁面结垢。因此脱硫剂利用率高、脱硫率高，对高硫煤也能达到80%～90%的脱硫率，其后接电除尘或袋式除尘器，除尘效果可以保证。
3.2湿法烟气脱硫除尘一体化装置
（1） 喷雾脱硫除尘一体化装置
喷雾除尘脱硫一体化装置是一种非常典型的湿法烟气脱硫除尘装置，具有结构简单、压力损失小、操作稳定、脱硫除尘效率高等优点，但是需要严格控制喷嘴的雾化效果，并且在使用某些脱硫剂（如石灰）时容易发生堵塞现象。
（2）冲击鼓泡式脱硫除尘一体化装置
冲击鼓泡式除尘脱硫装置是利用气流由喷头喷出后，向下冲击吸收液，颗粒较大的粉尘落入吸收液中，同时激起大量水花，形成一个个气泡层，使气液充分接触，烟气在向下冲击吸收液时，实现烟尘的一次捕集，烟气向上折返穿过气泡层时再实现二次捕集，同时进行SO2吸收，气泡层强化了传质效果。最后进行气液分离，该系统的特点是将气体分散到吸收液体中，而不是将吸收液喷射到吸收塔内，省去循环泵而节能。该装置具有结构简单、运行管理方便、费用低等优点。
（3）文丘里脱硫除尘一体化装置
文丘里除尘脱硫装置由收缩管、喉管和扩散管组成。当烟气由进气管道进入收缩管后，流速逐渐增大，气体的压力能逐渐转变为动能：在喉管入口处，气流速度达到最大，沿喉管周边布置的喷嘴喷出的液滴被高速气体雾化和加速，气液充分混合；在扩散管中，气流速度减小，而压力回升，使尘粒凝聚速度加快，增加了对细微粉尘的捕集效果，在此过程中同时完成脱硫过程。该装置具有投资省、占地少、工艺简单、运行费用低等优点，但是脱硫除尘效率较低，而且耗电量大。常与其它除尘脱硫装置配合使用，很少单独使用。
（4）滞球塔脱硫除尘一体化装置
滞球塔除尘脱硫装置中，锅炉烟气由下而上通过流化填料层，碱性吸收液在床层上方喷淋下来，烟气与吸收液在填料表面接触强化传质，提高除尘脱硫效果。
（5）筛孔扳（泡沫板）脱硫除尘一体化装置
在筛孔板（泡沫板）除尘脱硫装置中，依靠供液管道将碱液喷淋到筛孔板上，形成一定厚度的原始液层，当气体从板下进入时，在板上形成鼓泡层，气液强烈掺混，除去气体中的粉尘和SO2。筛孔板除尘脱硫装置结构简单，但是运行弹性小，并且应适当增大孔径和液气比，以防发生结垢堵塞现象。
（6）旋风水膜脱硫除尘一体化装置
由于旋风水膜除尘脱硫装置通常采用麻石作为壳体，所以又称为麻石水膜除尘脱硫装置，其基本原理是烟气切向高速进入装置内部，旋转上升，依靠离心作用，将尘粒甩到装置的湿内壁上，然后被溢流堰上流下的碱液洗涤下来。除尘效果不错，但是脱硫效率较低。
（7）旋流塔板脱硫除尘一体化装置
旋流塔板除尘脱硫装置是在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上演变而来。在麻石水膜除尘脱硫装置的基础上，增加l～6层旋流塔板，对气体的旋转起“接力作用”，盲板布水结构也加强了装置的除尘脱硫性能。与前者相比，除尘和脱硫效率都有很大的提高。用溶液作为脱硫剂时，其脱硫效率可达70%～84%，己成功应用于220W/h锅炉的烟气除尘脱硫，是目前我國自行研制的处理量最大的除尘脱硫一体化装置。
4. 小结
在当前的污染物排放控制形势下，选择适合火电厂的排放限值乃至具体的技术路线对整个项目的投资和除尘设备选型至关重要。为了实现环保排放限值10mg/Nm3的目标，有多种组合方案可以付诸实现。具体采用何种方案是否要采用湿式除尘器还要根据实际工程的外部条件、煤质、除尘器选型等因素来综合确定。