燃煤電廠應倡導多污染物協(xié)同治理，一批新技術可以滿足新標準要求

對于很多燃煤電廠而言，要實現(xiàn)達標排放，除了要建設SCR之外，低氮燃燒改造也是最重要的環(huán)節(jié)之一。燃煤硫分控制是關鍵，煤的來源要保證，配煤設施要配套，脫硫設施的設計水平要提高。

2003年12月31日以前通過環(huán)評的電廠(即2005年及以前投運的電廠)，氮氧化物排放濃度較高的，應首先進行低氮燃燒技術改造，改造后根據(jù)排放濃度情況，選擇SNCR或SNCR＋SCR，有場地條件的電廠改造也可選擇SCR。

新標準對重點地區(qū)執(zhí)行特別排放限值，雖然目前尚無明確界定，但評估中遇到位于京津冀、長三角、珠三角等環(huán)境敏感地區(qū)的項目，已經(jīng)將特別排放限值要求做為設計依據(jù)，投資相應增加。

受訪嘉賓:
環(huán)境保護部科技標準司副司長王開宇
環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心專家莫華
國電環(huán)境保護研究院環(huán)境科學研究所副所長王圣
福建龍凈環(huán)保股份有限公司總經(jīng)理黃煒
福建龍凈環(huán)保股份有限公司副總經(jīng)理郭俊

今年1月1日起，《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223—2011)正式開始實施，主要污染物排放限值被大幅加嚴。早在出臺之前，這一標準就在行業(yè)內(nèi)引起了軒然大波，還被冠以“世界上最嚴格排放標準”的稱號。那么，火電企業(yè)怎樣才能達到新標準要求？我國環(huán)保企業(yè)能否滿足新標準對新技術的需求？

日前，中國環(huán)境報社在福建省廈門市舉辦電力行業(yè)企業(yè)負責人環(huán)境論壇暨燃煤煙氣污染物控制技術研討會，政府相關部門負責人、電力企業(yè)、環(huán)保企業(yè)代表和業(yè)內(nèi)專家共聚一堂，探討燃煤煙氣污染治理問題。以福建龍凈環(huán)保有限公司為代表的國內(nèi)環(huán)保企業(yè)推出了一批基于火電新標準和PM2.5控制的新技術，已經(jīng)基本能夠滿足新標準的治理要求。

“實施新的排放標準，必須有成熟的治理技術給予支撐。我們在標準制定中也進行了全面調(diào)研，標準中的每一個控制限值均有對應的成熟、可靠的控制技術。”環(huán)境保護部科技標準司副司長王開宇表示。

福建龍凈環(huán)保有限股份公司總經(jīng)理黃煒表示，新標準的實施給電力企業(yè)、環(huán)保企業(yè)都提出了更高要求，燃煤電廠煙氣污染物控制技術正朝著高效節(jié)能、協(xié)同處置、系統(tǒng)集成的方向發(fā)展。

“一直以來，龍凈環(huán)保專注于技術研發(fā)和前沿技術儲備，主導產(chǎn)品包括了除塵、脫硫、脫硝、物料輸送四大系列。目前，龍凈環(huán)保還提出煙氣治理島的模式，可以提供從鍋爐到煙囪的‘一攬子’解決方案。為解決燃煤電站煙氣污染問題，公司也開發(fā)了一大批先進實用的技術。”黃煒說。

更嚴標準下的火電行業(yè)

“十一五”超額完成減排任務，標準加嚴仍需增加環(huán)保投資

新標準區(qū)分現(xiàn)有和新建火電建設項目，分別規(guī)定了對應的火電廠大氣污染物排放控制要求，主要污染物排放限值被大幅加嚴。對于一些重點地區(qū)還規(guī)定了更嚴格的特別排放限值。

國電環(huán)境保護研究院環(huán)境科學研究所副所長王圣告訴記者，在美國，新建燃煤電廠氮氧化物排放控制要求為0.45g/kWh，擴建機組控制要求為135mg/Nm3，改建機組控制要求為185mg/Nm3；歐洲燃煤電廠氮氧化物排放控制標準為200~400mg/Nm3。所以，單從排放標準而言，我國新標準中燃煤電廠氮氧化物確實是當今世界最嚴的。

據(jù)介紹，這些限值在確定過程中，與發(fā)達國家火電排放標準進行了比較，同時也參考了奧運期間北京市燃煤鍋爐的排放標準。他說:“新標準出臺以來，電力行業(yè)的反對聲很多。但現(xiàn)在，電廠已經(jīng)基本認可了這個標準。而且，標準的出臺也是科學的。”

“由于脫硫設施的大力建設和穩(wěn)定運行，電力行業(yè)在‘十一五’期間為二氧化硫減排做出了巨大貢獻，但電力行業(yè)二氧化硫排放量仍占所有行業(yè)排放量的50％以上，氮氧化物、煙塵排放量分別占工業(yè)排放量的65.1％和36.2％。按照目前的火電發(fā)展趨勢和排放控制水平，今后我國火電廠排放的二氧化硫、氮氧化物和煙塵仍將增加，電力行業(yè)仍需為控制大氣污染物排放總量做出更大貢獻。”王開宇在發(fā)言中表示。

然而，標準加嚴必然要求火電企業(yè)進一步增加環(huán)保投資，這對于本就缺錢的火電企業(yè)來說，無疑是雪上加霜。根據(jù)測算，到2015年，需要進行脫硝改造的現(xiàn)有機組和新增機組容量約為8.17億千瓦，估計需投資1950億元，年運行費用約612億元；除塵和脫硫設施的改造和新建投資費用約需650億元。

“火電行業(yè)在增加環(huán)保投入的同時，也帶來了相應的污染減排和環(huán)境效益，總體上達標成本在合理水平。”王開宇表示，新標準的制訂綜合考慮了環(huán)境質(zhì)量要求、環(huán)境污染現(xiàn)狀與行業(yè)經(jīng)濟技術發(fā)展水平，主要目的是引導企業(yè)充分運用可行的清潔生產(chǎn)、污染治理技術，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進環(huán)境效益、經(jīng)濟效益與社會效益的統(tǒng)一。

今年1月21日，山西省政府下達《對逾期未完成省政府燃煤電廠煙氣脫硝限期治理任務機組的處理意見》，以停產(chǎn)治理方式倒逼火電企業(yè)建設脫硝工程。不久前，華電新疆發(fā)電有限公司葦湖梁電廠2×125兆瓦機組脫硝工程正式啟動，這標志著新疆燃煤電廠氮氧化物減排工作正式進入實施階段……雖然面臨很多困難，但各地火電企業(yè)的環(huán)保設施改造已經(jīng)開始。

30mg/Nm3不是高不可及

新技術填補20年的獎項空白，國產(chǎn)化后可大幅降低投資

“從各項污染物的達標可行性來看，最難的是煙塵，其次是二氧化硫和氮氧化物。”王圣說。早在這一標準討論期間，30mg/Nm3的煙塵排放限值就成為焦點。因為煤質(zhì)多變、電除塵器電場余量不夠等原因，很多人開始擔心普通電除塵技術的減排效果，電改袋的討論沸沸揚揚。

30mg/Nm3真的會成為電除塵器邁不過去的一道坎？答案是否定的。

不久前，空缺20年之久的福建省優(yōu)秀新產(chǎn)品特等獎今年被龍凈環(huán)保開發(fā)的BEH高效節(jié)能型電除塵器獲得。

龍凈環(huán)保副總經(jīng)理郭俊說:“龍凈的產(chǎn)品之所以能獲獎，主要是因為我們擁有核心技術。”據(jù)他介紹，這一產(chǎn)品是多項新技術的組合，采用了新型雙區(qū)技術、高頻電源、節(jié)能型電暈線、機電一體化技術等，是高效率、低能耗、低投資的新型電除塵設備。

目前，燃煤電廠除塵方式主要有電除塵、袋式除塵和電袋除塵。王圣告訴記者，電廠除塵方式的選擇取決于煤質(zhì)、灰分和排放要求，也取決于后續(xù)的脫硫方式，實際就是對濕法脫硫洗滌除塵效果的確認。“現(xiàn)在一直認可的是濕法脫硫除塵效率為50％，隨著新標準對二氧化硫排放濃度要求的進一步嚴格，濕法脫硫的脫硫效率也要進一步提高，這樣濕法脫硫?qū)m的洗滌效果會更好。日本認可的濕法脫硫除塵效率為80~90％，我個人建議國內(nèi)可以提高到60~70％。”

在龍凈公司實驗大廳，與會多位電力企業(yè)負責人都對濕式電除塵器感興趣。濕式電除塵器主要用在濕法脫硫后面，可以有效去除三氧化硫酸霧、汞、細顆粒物等，采用一個電場就能達到98％的除塵效果。2011年12月，國內(nèi)首臺燃煤鍋爐濕式電除塵器被安裝在福建上杭瑞翔紙業(yè)的20t/h循環(huán)流化床鍋爐上，對尾氣進行終端處理，只用一個電場，就能達到98％的除塵效率。

采訪中，一位電力企業(yè)負責人告訴記者，他之所以對這項技術感興趣，是因為這一設備可以加在濕法脫硫之后，電廠之前的除塵設備也不會浪費。

“濕式電除塵器技術主要掌握在歐美日等國家企業(yè)手中，龍凈目前已經(jīng)實現(xiàn)了技術國產(chǎn)化，做成了中試樣機。濕式電除塵器推廣中最大的擔心是投資、運行、運行費用和腐蝕問題。中試結(jié)果表明，煙塵濃度降低到10mg/Nm3以內(nèi)，成本是可以接受的。”郭俊透露，日本三菱公司對百萬機組四電場電除塵的后面加濕式電除塵器的報價是8000萬元，龍凈將技術完全國產(chǎn)化后，報價可以降低2000萬元左右。

此外，華能等國內(nèi)多家電力企業(yè)也都到日本等地對濕式電除塵器進行調(diào)研，認為這是未來在重點區(qū)域具有很大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。

在30mg/Nm3的標準限值確定之后，電袋復合除塵技術備受關注。郭俊認為，這是一項理論研究落后于工程應用的技術。電袋除塵實際上是荷電粉塵的過濾，是把靜電除塵、過濾除塵、粉塵荷電、粉塵凝聚等幾種機理結(jié)合，形成一種新的除塵機理。

為提高除塵效果，包括龍凈環(huán)保在內(nèi)的國內(nèi)環(huán)保企業(yè)不斷加大技術研發(fā)力度，掌握了多種核心專利。高頻電源、旋轉(zhuǎn)電極、煙氣調(diào)質(zhì)等技術的采用，可有效提高電除塵的除塵效率，其應用前景也被業(yè)內(nèi)專家看好。

據(jù)郭俊介紹，他和同事曾到國外企業(yè)參觀，希望能夠引進高頻電源技術，但被對方拒絕了�；貒�，龍凈環(huán)保聯(lián)合國內(nèi)專家用4年時間開發(fā)出了自己的高頻電源。

“目前，龍凈高頻電源技術已達到國際先進水平。高頻電源工作在電除塵第一電場，可以提高電壓15％并將電流提高一倍，還能有效提高對高比電阻煙塵的除塵效率，在運行中平均節(jié)能20％。”郭俊說，在龍凈的產(chǎn)品推出之后，國內(nèi)高頻電源價格大幅下降，性價比大大提高。

脫硫脫硝工藝如何選擇？

低氮燃燒技術是基礎，燃煤硫分控制是關鍵

記者在與參會電力企業(yè)代表的交流中了解到，一些沒有脫硝設施的電廠正在著手機組改造，基本都選擇了SCR工藝。與會專家提醒，火電廠氮氧化物控制應該以低氮燃燒技術為基礎。

“對于氮氧化物執(zhí)行100mg/Nm3的排放限值，從當前控制技術來看是沒有難度的，關鍵在低氮燃燒階段要控制初始產(chǎn)生濃度。所以，對于很多燃煤電廠而言，要實現(xiàn)達標排放，除了要建設SCR之外，低氮燃燒改造也是最重要的環(huán)節(jié)之一。”王圣說。

據(jù)他介紹，浙江北侖電廠600MW機組的低氮燃燒改造取得了巨大成功，可以將氮氧化物濃度從650mg/Nm3以上降至300mg/Nm3甚至更低。

對于不同的機組，該如何選擇脫硝工藝？王圣給出了自己的建議:2003年12月31日以前通過環(huán)評的電廠(即2005年及以前投運的電廠)，氮氧化物排放濃度較高的，應首先進行低氮燃燒技術改造，改造后根據(jù)排放濃度情況，選擇SNCR或SNCR＋SCR，有場地條件的電廠改造也可選擇SCR；2004年1月1日以后通過環(huán)評的電廠，由于預留了煙氣脫除氮氧化物裝置空間，因此可直接加裝SCR。

由于低溫燃燒的特性，循環(huán)流化床鍋爐可有效控制氮氧化物的生成。迄今為止，國內(nèi)尚無大型循環(huán)流化床機組脫硝的運行實例。新標準實施后，不少業(yè)內(nèi)人士認為這項技術被“打死”了。根據(jù)國外相關資料，循環(huán)流化床鍋爐采用SNCR的脫硝效率可以達到50％~70％。為此，環(huán)境保護部環(huán)境工程評估中心專家莫華建議，在循環(huán)流化床鍋爐氮氧化物濃度大于100mg/Nm3時，可考慮采用SNCR脫硝等方式，以滿足新標準要求，但需做好相關設計。郭俊表示，在循環(huán)流化床鍋爐后面加一套循環(huán)流化床干法脫硫除塵一體化設備也是一種很好的選擇，飛灰中的氧化鈣可以再利用。目前，已有一些電廠進行這樣的嘗試。

截至2010年底，全國投運的燃煤脫硫機組共2158臺，總裝機容量5.78億千瓦，遠超過“十一五”規(guī)劃的目標3.55億千瓦，煙氣脫硫機組裝機容量占全部火電機組的比重由2005年的12％提高到82.6％。

新標準實施后，燃煤鍋爐二氧化硫排放濃度從400~1200mg/Nm3調(diào)整為100~200mg/Nm3，重點地區(qū)要執(zhí)行50mg/Nm3的特別排放限值。目前，為滿足新標準要求，很多電廠的脫硫設施都面臨改造問題，甚至部分地區(qū)電廠的脫硫效率要達到97％。

莫華說:“燃煤硫分控制是關鍵，煤的來源要保證，配煤設施要配套，脫硫設施的設計水平要提高。”據(jù)她介紹，從目前所獲取的資料來看，石灰石—石膏法、海水脫硫法、氨法脫硫等工藝通過優(yōu)化設計可滿足新標準排放要求，有機胺法脫硫技術也在開展。“如果這種工藝示范成功，將為西南地區(qū)高硫煤脫硫開辟一條新路。”

協(xié)同處置取代各自為戰(zhàn)

多污染物協(xié)同治理，煙氣治理島提供污染治理新模式

在傳統(tǒng)污染物控制模式中，主要對各種污染物設計各自的控制設備，各自為戰(zhàn)。郭俊認為，這種模式忽略了兩個基本事實:一方面，煙氣中單一污染物治理可能對其他設備運行帶來負面影響。他提醒說，SCR脫硝工程國內(nèi)剛剛開始大規(guī)模建設，運營中的很多問題還沒有暴露，脫硝催化劑可能對濕法脫硫、電除塵、布袋除塵等產(chǎn)生影響。比如，采用SCR脫硝后，脫硝催化劑可能會對煙氣中的二氧化硫進行催化產(chǎn)生三氧化硫，而現(xiàn)有脫硫設備無法高效脫除三氧化硫。如果排放到空氣中，三氧化硫是PM2.5的重要前體物之一。同時，這對布袋等也有腐蝕作用。

另一方面，單一的污染物控制技術，除了能夠有效脫除主要對象污染物之外，還可能具備對脫除其他類型污染物做出貢獻的潛力，即各種控制技術之間具有協(xié)同能力。

為此，在總結(jié)多年的煙氣污染物控制技術、深入研究各污染物相互影響機理和多種污染物控制技術協(xié)同效應的基礎上，龍凈可制定綜合多種污染物控制的協(xié)同治理方案，提出了“煙氣治理島”的協(xié)同治理模式。這一模式由除塵、脫硫、脫硝、物料輸送等體系構(gòu)成。

郭俊表示，根據(jù)不同的條件，燃煤電廠多污染物協(xié)同治理可能會有不同的技術工藝路線和方案。比如，在我國東部地區(qū)的新建電廠，主要應以SCR煙氣脫硝、電除塵或電袋除塵、濕法脫硫裝置為主要設備，同時靈活選擇除塵或脫硫協(xié)同脫汞方案；在西部缺水且燃煤含硫低于1％的區(qū)域，可選擇應用以循環(huán)流化床干法除塵脫硫脫汞一體化為核心的多污染物治理工藝技術路線，結(jié)合鍋爐低氮燃燒以及SNCR或SCR煙氣脫硝技術，實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、多污染物綜合治理的目標。

他們建議，在已經(jīng)建設濕法脫硫、高效除塵器的電廠，應具體項目具體分析，在增加SCR煙氣脫硝、除塵器改造、脫硫系統(tǒng)增容、協(xié)同脫汞等技術方面統(tǒng)籌考慮，因地制宜、因煤制宜，選擇一個最適合特定項目的多污染物協(xié)同治理工藝技術方案。

在我國東部發(fā)達地區(qū)和重點地區(qū)，在排放要求很高的情況下(比如要控制SO3、PM2.5)，可以考慮采用更先進的技術方案，如采用濕法脫硫與濕式電除塵器一體化方案等。

電廠設計建設要注重前瞻性

排放標準提高后，整改所需的投資遠高于一開始就留下設計余地

1987年，郭俊去美國學習電除塵技術。他發(fā)現(xiàn)，美國電廠的電除塵器有的是5電場設計，但只安裝了4個電場的極板。郭俊當時很奇怪，對方告訴他，環(huán)境標準是不斷變化提高的，這個電場是留給未來的。“這是一個值得我們深思的問題，我國現(xiàn)在也很少有這種備用增容凈化能力的設計。而排放標準提高后，整改所需的投資遠高于一開始就留下設計余地。”

在此次研討會上，莫華等專家一直提醒，在火電廠建設中要注意前瞻性。莫華說，新標準對重點地區(qū)有特別排放限值的規(guī)定，雖然目前重點地區(qū)尚無明確界定，但評估中遇到位于京津冀、長三角、珠三角等環(huán)境敏感地區(qū)的項目已經(jīng)將特別排放限值要求做為設計依據(jù)，投資相應增加。

《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223－2011)中要求，“重點地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐及燃氣輪機組執(zhí)行表2規(guī)定的大氣污染物特別排放限值”，而“執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的具體地域范圍、實施時間，由國務院環(huán)境保護行政主管部門規(guī)定。”

到底哪些地區(qū)是重點地區(qū)？這是很多電力企業(yè)負責人關心的問題。王圣說:“由于目前國務院環(huán)境保護行政主管部門尚沒有正式文件明確重點地區(qū)的范圍，所以當前對重點地區(qū)尚不明確。”

據(jù)他透露，目前業(yè)內(nèi)有兩種理解或操作:一方面，在《國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境保護部等部門關于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導意見的通知》中，明確了開展大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作的重點區(qū)域是京津冀、長三角和珠三角地區(qū)。

“但這是2010年5月11日發(fā)布的，在火電新標準發(fā)布之前一年多。所以，這個概念不是火電標準中‘重點地區(qū)’的解釋。另一方面，在環(huán)境影響評價和評估的實際操作過程中，更多的時候已經(jīng)把京津冀、長三角和珠三角地區(qū)的項目按照標準中特別排放限值執(zhí)行。”王圣解釋說。

重點行業(yè)排放限值將大幅收嚴

鋼鐵、水泥、工業(yè)鍋爐等排放標準正在修訂中

毋庸置疑，火電脫硫為“十一五”期間二氧化硫減排做出了巨大貢獻。2010年，全國二氧化硫排放總量為2185.1萬噸，在2005年底2549.4萬噸的基礎上下降了14.29％。

國電環(huán)境保護研究院環(huán)境科學研究所副所長王圣說:“從減排絕對量來看，電力行業(yè)‘十一五’期間二氧化硫減排424萬噸，比全國二氧化硫減排量364.3萬噸還多59.7萬噸，這說明其他行業(yè)二氧化硫排放量之和在‘十一五’期間不但沒有減少，反而增加了59.7萬噸。”

王圣提供的另一項數(shù)據(jù)顯示，我國主要耗煤行業(yè)煤炭消費量占總消費量的69.6％，遠低于德國、美國、日本和韓國的98.0％、98.2％、86.8％和99.5％。我國電力行業(yè)耗煤占48.4％，更遠低于德國的83.9％、美國的93.6％和韓國的61.7％。

王圣認為，這充分說明與主要耗煤國家相比，我國的煤炭消費行業(yè)過于分散。

“我國應加大發(fā)電用煤比例，增加燃煤發(fā)電量，其他行業(yè)應加大電力消費，減少煤炭燃燒，這既不會限制其他行業(yè)的發(fā)展，又有利于污染物集中控制，減少環(huán)境污染。為達到環(huán)境改善的目的，我國煤炭消費總量控制的突破口應該在非電力行業(yè)，實現(xiàn)合理的煤炭消費。”王圣建議。

新《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》的發(fā)布，在中國環(huán)境保護歷史上具有里程碑意義，標志著環(huán)境保護工作的重點開始從污染物排放總量控制管理階段向環(huán)境質(zhì)量管理階段、從控制局地污染向區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控、從控制一次污染物向控制二次污染物、從單獨控制個別污染物向多污染物協(xié)同控制轉(zhuǎn)變。

“在這個大背景下，火電廠可謂先行一步，未來我們還將對機動車、工業(yè)鍋爐、鋼鐵、水泥和石化等其他重點行業(yè)和重點領域的大氣污染物排放標準進行修訂，大幅收嚴排放限值。”

據(jù)環(huán)境保護部科技標準司副司長王開宇透露，目前，鋼鐵工業(yè)8個排放標準已提請環(huán)境保護部常務會審查，通過審查后即可發(fā)布；機動車國Ⅴ排放標準已完成報批稿；水泥排放標準按照部署將于今年出臺；工業(yè)鍋爐和石油煉制的排放標準也正在制修訂之中。

王開宇表示，新的火電標準提高了對污染物排放控制的要求，為此需要加大環(huán)保投入，由此導致企業(yè)生產(chǎn)成本增加、盈利空間縮小，甚至運營虧損，火電企業(yè)對此發(fā)出抱怨可以理解。

為鼓勵企業(yè)積極采取治理措施，環(huán)境保護部也積極配合國家發(fā)改委等有關部門，及時出臺有關政策。在“十一五”期間脫硫電價實施的基礎上，新增了脫硝電價的支持。

目前，已對北京等14個省(自治區(qū)、直轄市)安裝并運行脫硝裝置的燃煤發(fā)電企業(yè)開展脫硝電價試點，標準暫按每千瓦時0.8分錢執(zhí)行。同時，在去年11月底提高了燃煤電廠的上網(wǎng)電價。這兩項政策在很大程度上可以緩解電力行業(yè)存在的資金壓力，彌補污染治理設施的運行費用。

“對老機組改造，國家通過簽訂責任書等方式提出任務進度安排，通過財政、金融、稅收手段給予支持，如通過國有資本經(jīng)營預算、環(huán)保專項資金等渠道提供支持，加大各類金融機構(gòu)對治污減排項目的信貸支持力度，從各種途徑鼓勵企業(yè)實施技術改造、提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。最近，財政部與環(huán)境保護部設立環(huán)保基金，對水泥行業(yè)脫硝改造進行支持。”