揭開超低排放系統(tǒng)“面紗” 推廣煤電清潔排放

　　伴隨著“能源**”的提出及深化，電力行業(yè)內(nèi)有一個(gè)名詞異常火熱，那就是“超低排放”，其他叫法還有“近零排放”、“煤電機(jī)組清潔排放”、“超凈排放”、“趨零排放”等。殊路同歸，它們*終都是為了使燃煤發(fā)電機(jī)組的主要污染物排放指標(biāo)達(dá)到天然氣燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)。

　　7月21日，中國環(huán)境監(jiān)測總站在杭州發(fā)布權(quán)威消息。經(jīng)檢測，浙能嘉興電廠7號(hào)、8號(hào)機(jī)組在不同工況時(shí)，煙囪總排口煙塵、二氧化硫、氮氧化物三項(xiàng)主要煙氣污染物的排放數(shù)據(jù)分別為不超過3.08毫克/立方米、15.1毫克/立方米、23.67毫克/立方米，優(yōu)于天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　什么是超低排放系統(tǒng)？

　　超低排放系統(tǒng)的核心，是利用多種污染物高效協(xié)同脫除技術(shù)，打破了燃煤機(jī)組單獨(dú)使用脫硫、脫硝、除塵裝置的傳統(tǒng)煙氣處理格局，實(shí)現(xiàn)SCR反應(yīng)器、低低溫除塵設(shè)備、脫硫吸收塔及濕式靜電除塵等環(huán)保裝置通過功能優(yōu)化和系統(tǒng)優(yōu)化有機(jī)整合。

　　在提高各項(xiàng)技術(shù)自身的污染物脫除效率的同時(shí)，更使該系統(tǒng)技術(shù)的污染物脫除效率提升至一個(gè)新高度，同時(shí)可順利實(shí)現(xiàn)多種主要污染物一體化協(xié)同脫除的目標(biāo)，使電廠排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物、汞和三氧化硫達(dá)到清潔排放的要求。

　　浙江天地環(huán)保工程有限公司（簡稱天地環(huán)保）作為浙能集團(tuán)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的主力軍，專業(yè)從事燃煤電廠大氣污染治理工作。該公司從2011年開始探索、研發(fā)*先進(jìn)的減排技術(shù)，在日趨成熟的脫硫、脫硝、除塵等單項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，與浙江大學(xué)合作開創(chuàng)了多種污染物高效協(xié)同脫除技術(shù)，制定了切實(shí)可行的工程實(shí)施方案，并在百萬千瓦燃煤機(jī)組上實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。

　　針對(duì)二氧化硫，主要是對(duì)FGD脫硫系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，采用增加均流提效板、提高液氣比、脫硫增效環(huán)和脫硫添加劑等方式，實(shí)現(xiàn)脫硫提效。

　　針對(duì)氮氧化物，通過實(shí)施鍋爐低氮燃燒改造、SCR脫硝系統(tǒng)增設(shè)新型催化劑等技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)脫硝提效。

　　針對(duì)煙塵、三氧化硫和汞，采用SCR脫硝系統(tǒng)、低低溫除塵、FGD脫硫系統(tǒng)、濕式電除塵等協(xié)同脫除實(shí)現(xiàn)高效脫除和超低排放。

　　鍋爐排出的煙氣經(jīng)過SCR高效脫硝后，經(jīng)過空預(yù)器出口的煙氣通過新增的管式換熱器（降溫段）后降溫至90℃左右，然后進(jìn)入改造后的低低溫靜電除塵器，經(jīng)過除塵后通過引風(fēng)機(jī)、增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入吸收塔進(jìn)行濕法高效脫硫，吸收塔出口的煙氣進(jìn)入新增的濕式靜電除塵器作進(jìn)一步除塵，再進(jìn)入新增的管式換熱器（升溫段）升溫至80℃以上后通過煙囪排放。

　　超低排放系統(tǒng)效果怎樣？

　　5月30日13時(shí)45分，浙江省能源集團(tuán)有限公司對(duì)外宣布國內(nèi)首套煙氣超低排放裝置在浙能嘉興電廠已建成的8號(hào)機(jī)組改造成功投入運(yùn)行。這一消息不脛而走，迅速在行業(yè)內(nèi)激起了千層浪。

　　6月9日，記者帶著好奇心來到浙江省嘉興平湖市的海邊小鎮(zhèn)——乍浦鎮(zhèn)?？斓秸隳芗闻d電廠時(shí)，在車上遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，電廠的*大的煙囪上方看不到一絲“白煙”。

　　記者開始懷疑，難道這就是所謂的超低排放了嗎？浙江浙能嘉興發(fā)電有限公司總經(jīng)理倪震接受了記者的采訪。首先，他詳細(xì)解釋了什么是超低排放。所謂超低排放，就是通過多污染物高效協(xié)同脫除集成技術(shù)，使燃煤機(jī)組的大氣主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到天然氣機(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)，即煙塵小于5毫克/立方米，二氧化硫小于35毫克/立方米，氮氧化物小于50毫克/立方米。

　　倪震向記者介紹，5月30日嘉興電廠8號(hào)機(jī)組超低排放系統(tǒng)投產(chǎn)并滿負(fù)荷運(yùn)行后，西安熱工院、浙能技術(shù)研究院等單位進(jìn)行了煙氣抽樣測試，**得到機(jī)組滿負(fù)荷時(shí)煙囪總排口主要煙氣污染物的排放數(shù)據(jù)：煙塵2.12毫克/立方米，二氧化硫17.47毫克/立方米，氮氧化物38.94毫克/立方米。

　　單從這組數(shù)據(jù)來看，似乎嘉興電廠8號(hào)機(jī)組超低排放系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　為此，記者進(jìn)一步向?qū)I(yè)人士求證。

　　“我們選用了世界上*先進(jìn)的在線監(jiān)測表計(jì)，8號(hào)機(jī)用的是德國SICK公司的表計(jì)，還有德國杜拉克的表計(jì)?！闭憬斓丨h(huán)保工程有限公司副總經(jīng)理教授級(jí)**工程師胡達(dá)清對(duì)記者說，此次煙塵2.12毫克/立方米數(shù)據(jù)的由來，是浙能技術(shù)研究院按照中國環(huán)境監(jiān)測總站的測試規(guī)范，經(jīng)過人工抽取煙氣中國環(huán)境監(jiān)測總站、浙江省環(huán)保監(jiān)測中心、南京環(huán)科院等專家分析測得。與在線監(jiān)測的表計(jì)測得的數(shù)值范圍：2.07~3.1毫克/立方米（平均值2.5毫克/立方米）非常接近，證明了其測試結(jié)果相對(duì)比較準(zhǔn)確。

　　“我認(rèn)為，*終還要看結(jié)果。之前，國內(nèi)還沒有一臺(tái)真正以燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)改造好的機(jī)組。因?yàn)檫@不是一般的節(jié)能改造，而是對(duì)整個(gè)設(shè)備投入改造，現(xiàn)在判斷可否實(shí)現(xiàn)，還不好說?！贝饲?，國家能源局浙江監(jiān)管辦稽查處副處長應(yīng)華泉曾對(duì)記者說。

　　還有一位不愿透露姓名的業(yè)內(nèi)人士告訴記者，嚴(yán)格意義上來講，“燃煤電廠可以達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)”反映的是污染物的排放水平，并不代表燃燒排放產(chǎn)物是一樣的。舉個(gè)簡單的例子，就拿燃料來講，燃煤機(jī)組用的燃料是煤炭，其產(chǎn)熱的成分是碳，其燃燒后排放的大量二氧化碳是不可忽視的。但是燃?xì)鈾C(jī)組的燃料主要是甲烷，很大一部分熱量是氫和氧反應(yīng)產(chǎn)生的，他們的排放物也有區(qū)別。

　　誰創(chuàng)造了超低排放系統(tǒng)？

　　6月13日，記者來到設(shè)在浙江大學(xué)能源工程學(xué)系的能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，采訪了浙江大學(xué)教授中國工程院院士岑可法和能源工程系系副主任、長江特聘教授高翔。兩位中國煤炭清潔利用領(lǐng)域的專家，詳細(xì)地向記者介紹了“超低排放系統(tǒng)”的來龍去脈。

　　“我國在煤炭的利用上，百分之四十多用在工業(yè)。工業(yè)上排放標(biāo)準(zhǔn)低，有的根本不脫硫不脫硝，采用直接向大氣排放，這是導(dǎo)致大氣污染天空灰霾的重要原因?！贬煞ㄔ菏勘硎荆鋱F(tuán)隊(duì)從上世紀(jì)九十年代，就開始研究煤炭的清潔燃燒技術(shù)，如今嘉興電廠國內(nèi)首套煙氣超低排放系統(tǒng)運(yùn)行，能夠起到示范作用，對(duì)中國的環(huán)境治理和能源高效清潔利用產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

　　“煤炭集中使用有利于燃煤煙氣污染物的治理，中國電力行業(yè)耗煤量約占煤炭總消耗量的一半，但仍遠(yuǎn)低于2010年美國的92%、德國的80%?！闭憬髮W(xué)能源工程系副主任高翔表示，中國多地實(shí)施煤改氣工程，但是問題是中國供氣壓力大增，華東華北缺口嚴(yán)重。今年5月，中俄簽署每年380億立方米天然氣合作大單，也只不過占中國能源需求總量的1.5%。

　　高翔除了現(xiàn)任浙江大學(xué)能源工程學(xué)系系副主任，他還是國家環(huán)境保護(hù)燃煤大氣污染控制工程技術(shù)中心主任，“十二五”863計(jì)劃污染控制技術(shù)主題專家組成員。

　　國家環(huán)境保護(hù)燃煤大氣污染控制工程技術(shù)中心提供數(shù)據(jù)顯示，2013年天然氣表觀消費(fèi)量1676億立方米 （同比增長13.9%），進(jìn)口量530億立方米，對(duì)外依存度達(dá)到31.6%。預(yù)計(jì)到2015年國內(nèi)天然氣需求量2300億立方米，到2020年將達(dá)4000億立方米。

　　“燒天然氣發(fā)電較燒煤發(fā)電成本將會(huì)翻倍。于是，前年年底集團(tuán)開始提出燃煤機(jī)組燃?xì)饣脑O(shè)想?！闭憬隳芗稳A發(fā)電有限公司總經(jīng)理戚國水說。

　　“浙能嘉電三期7、8號(hào)兩臺(tái)機(jī)組超低排放改造工程總投入約3.95億元，經(jīng)測算，每度電發(fā)電成本會(huì)在原先4毛多的基礎(chǔ)上提高1.5分到2分，與燃?xì)獍l(fā)電8毛多的高成本比較，其優(yōu)勢(shì)就不用再多說了?！闭憬斓丨h(huán)保工程有限公司總經(jīng)理孟煒說。

　　“值得注意的是，《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)2011-07-29》中燃機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)，基礎(chǔ)是在15%的含氧量情況下，但是火電機(jī)組，運(yùn)行含氧量是6%。

　　如果燃機(jī)也折算到6%，那燃?xì)鈾C(jī)組三項(xiàng)排放指標(biāo)數(shù)值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤電機(jī)組?！闭憬…h(huán)保廳污染物排放總量控制處史一峰說，這樣折算的話，燃煤機(jī)組大大優(yōu)于燃?xì)鈾C(jī)組的排放。

　　國家能源局浙江監(jiān)管辦公室行業(yè)監(jiān)管處處長倪孟平對(duì)記者說：“燃煤電廠的清潔排放改造是一項(xiàng)有意義的工程，我們要大力支持。但是還有約40%的大氣污染排放 ‘貢獻(xiàn)者’——非電燃煤鍋爐的排放問題不可忽視。其單位耗煤排放的污染物總量是普通燃煤電廠的8~9倍。因此，如何減少和治理非電燃煤鍋爐的煙氣污染物排放，是我們今后的另一個(gè)工作重點(diǎn)。”

　　超低排放系統(tǒng)的未來怎樣？

　　燃煤煙氣中硫、硝、汞等污染物高效協(xié)同控制問題不僅是大氣污染控制領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)研究，也是當(dāng)前國際能源與環(huán)境領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題之一。

　　“在面對(duì)節(jié)能減排壓力與霧霾威脅的背景下，超低排放技術(shù)的廣泛運(yùn)用將進(jìn)一步提高我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)的清潔化水平，而且也為煤電的生存與發(fā)展提供了一種新思路?！泵蠠樃嬖V記者。

　　“做到‘兩個(gè)近零排放’，把煤集中起來使用在高效的發(fā)電廠?！贬煞ㄔ菏肯蛴浾呓忉屃耸裁词莾蓚€(gè)近零排放，即燃煤電廠用煤分級(jí)轉(zhuǎn)化回收天然氣或油等化工產(chǎn)品，半焦用于發(fā)電/制備活性半焦，煙氣污染物排放達(dá)到燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)新方案。煤裂解及部分氣化所產(chǎn)生的潔凈燃?xì)?，可以解決工業(yè)鍋爐/窯爐的大規(guī)模“煤改氣”氣源不足難題，實(shí)現(xiàn)能源清潔化，帶動(dòng)其他行業(yè)污染物大幅度減排。目前，浙江大學(xué)牽頭組建了“煤炭分級(jí)轉(zhuǎn)化清潔發(fā)電協(xié)同**中心”，通過產(chǎn)學(xué)研用，正在浙江、山東、江蘇、廣東等省市推廣應(yīng)用燃煤煙氣污染物超低排放技術(shù)，形成了很好的示范效應(yīng)。

　　“也就是說，在能源結(jié)構(gòu)短時(shí)間內(nèi)難以改變和煤炭消費(fèi)總量不變的情況下，可優(yōu)先考慮將煤炭集中應(yīng)用于污染物排放標(biāo)準(zhǔn)全世界*嚴(yán)格的電力行業(yè)，在清潔發(fā)電的同時(shí)采用天然氣 （或電）等清潔能源來替代散燒煤炭，即‘集中用煤，分散使用清潔能源’，以優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，降低污染物排放，改善環(huán)境?！备呦鑼?duì)岑可法的“兩個(gè)近零排放”做了進(jìn)一步解釋：“嘉興電廠只是我們做的后面這項(xiàng)工作。在技術(shù)路線選擇上，其實(shí)也是一件很困難的事情。”倪震告訴記者，既要保證排放標(biāo)準(zhǔn)，又要控制造價(jià)，還要考慮系統(tǒng)的集成性。

　　據(jù)高翔介紹，與達(dá)到火電廠排放標(biāo)準(zhǔn)的100萬千瓦燃煤電廠相比，達(dá)到天然氣燃?xì)廨啓C(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)電廠將增加投資成本6%，增加運(yùn)行成本4%。

　　“我們與EPA（美國環(huán)境保護(hù)署U.SEnvironmentalProtectionAgency）一直保持著相互學(xué)習(xí)交流，與我們不同的是，他們一有成果馬上就會(huì)得到政府關(guān)注，馬上進(jìn)行工業(yè)示范。”岑可法說，“今年6月習(xí)**總書記在給兩院院士作的報(bào)告上強(qiáng)調(diào)‘****再**’，通過扎實(shí)的基礎(chǔ)研究，提出新的技術(shù)方法和技術(shù)路線，通過中間試驗(yàn)對(duì)新技術(shù)的進(jìn)行大膽嘗試，推動(dòng)對(duì)國家有重大意義的項(xiàng)目快速發(fā)展及進(jìn)行有效的工業(yè)化推廣?！薄啊a(chǎn)、學(xué)、研、用’模式將是中國未來科技自主**，以及推動(dòng)工業(yè)化利用，到達(dá)技術(shù)成果落地的一種有效的模式，正如浙江浙能集團(tuán)與浙江大學(xué)合作的超低排放改造項(xiàng)目，我們呼吁國家要提高扶持力度?！贬煞ㄕf。