揭開超低排放系統“面紗” 推廣煤電清潔排放

　　伴隨著“能源**”的提出及深化，電力行業內有一個名詞異常火熱，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電機組的主要污染物排放指標達到天然氣燃氣輪機發電機組的標準。

　　7月21日，中國環境監測總站在杭州發布權威消息。經檢測，浙能嘉興電廠7號、8號機組在不同工況時，煙囪總排口煙塵、二氧化硫、氮氧化物三項主要煙氣污染物的排放數據分別為不超過3.08毫克/立方米、15.1毫克/立方米、23.67毫克/立方米，優于天然氣燃氣輪機組排放標準。

　　什么是超低排放系統？

　　超低排放系統的核心，是利用多種污染物高效協同脫除技術，打破了燃煤機組單獨使用脫硫、脫硝、除塵裝置的傳統煙氣處理格局，實現SCR反應器、低低溫除塵設備、脫硫吸收塔及濕式靜電除塵等環保裝置通過功能優化和系統優化有機整合。

　　在提高各項技術自身的污染物脫除效率的同時，更使該系統技術的污染物脫除效率提升至一個新高度，同時可順利實現多種主要污染物一體化協同脫除的目標，使電廠排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物、汞和三氧化硫達到清潔排放的要求。

　　浙江天地環保工程有限公司（簡稱天地環保）作為浙能集團環保產業的主力軍，專業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*先進的減排技術，在日趨成熟的脫硫、脫硝、除塵等單項技術的基礎上，與浙江大學合作開創了多種污染物高效協同脫除技術，制定了切實可行的工程實施方案，并在百萬千瓦燃煤機組上實現了工程應用。

　　針對二氧化硫，主要是對FGD脫硫系統進行改進，采用增加均流提效板、提高液氣比、脫硫增效環和脫硫添加劑等方式，實現脫硫提效。

　　針對氮氧化物，通過實施鍋爐低氮燃燒改造、SCR脫硝系統增設新型催化劑等技術措施實現脫硝提效。

　　針對煙塵、三氧化硫和汞，采用SCR脫硝系統、低低溫除塵、FGD脫硫系統、濕式電除塵等協同脫除實現高效脫除和超低排放。

　　鍋爐排出的煙氣經過SCR高效脫硝后，經過空預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，然后進入改造后的低低溫靜電除塵器，經過除塵后通過引風機、增壓風機后進入吸收塔進行濕法高效脫硫，吸收塔出口的煙氣進入新增的濕式靜電除塵器作進一步除塵，再進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。

　　超低排放系統效果怎樣？

　　5月30日13時45分，浙江省能源集團有限公司對外宣布國內首套煙氣超低排放裝置在浙能嘉興電廠已建成的8號機組改造成功投入運行。這一消息不脛而走，迅速在行業內激起了千層浪。

　　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——乍浦鎮。快到浙能嘉興電廠時，在車上遠遠望去，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？浙江浙能嘉興發電有限公司總經理倪震接受了記者的采訪。首先，他詳細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同脫除集成技術，使燃煤機組的大氣主要污染物排放標準達到天然氣機組的排放標準，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號機組超低排放系統投產并滿負荷運行后，西安熱工院、浙能技術研究院等單位進行了煙氣抽樣測試，**得到機組滿負荷時煙囪總排口主要煙氣污染物的排放數據：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。

　　單從這組數據來看，似乎嘉興電廠8號機組超低排放系統已經達到了天然氣燃氣輪機組的大氣污染物排放標準。

　　為此，記者進一步向專業人士求證。

　　“我們選用了世界上*先進的在線監測表計，8號機用的是德國SICK公司的表計，還有德國杜拉克的表計。”浙江天地環保工程有限公司副總經理教授級**工程師胡達清對記者說，此次煙塵2.12毫克/立方米數據的由來，是浙能技術研究院按照中國環境監測總站的測試規范，經過人工抽取煙氣中國環境監測總站、浙江省環保監測中心、南京環科院等專家分析測得。與在線監測的表計測得的數值范圍：2.07~3.1毫克/立方米（平均值2.5毫克/立方米）非常接近，證明了其測試結果相對比較準確。

　　“我認為，*終還要看結果。之前，國內還沒有一臺真正以燃氣機組排放標準改造好的機組。因為這不是一般的節能改造，而是對整個設備投入改造，現在判斷可否實現，還不好說。”此前，國家能源局浙江監管辦稽查處副處長應華泉曾對記者說。

　　還有一位不愿透露姓名的業內人士告訴記者，嚴格意義上來講，“燃煤電廠可以達到燃氣機組的排放標準”反映的是污染物的排放水平，并不代表燃燒排放產物是一樣的。舉個簡單的例子，就拿燃料來講，燃煤機組用的燃料是煤炭，其產熱的成分是碳，其燃燒后排放的大量二氧化碳是不可忽視的。但是燃氣機組的燃料主要是甲烷，很大一部分熱量是氫和氧反應產生的，他們的排放物也有區別。

　　誰創造了超低排放系統？

　　6月13日，記者來到設在浙江大學能源工程學系的能源清潔利用國家重點實驗室，采訪了浙江大學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域的專家，詳細地向記者介紹了“超低排放系統”的來龍去脈。

　　“我國在煤炭的利用上，百分之四十多用在工業。工業上排放標準低，有的根本不脫硫不脫硝，采用直接向大氣排放，這是導致大氣污染天空灰霾的重要原因。”岑可法院士表示，其團隊從上世紀九十年代，就開始研究煤炭的清潔燃燒技術，如今嘉興電廠國內首套煙氣超低排放系統運行，能夠起到示范作用，對中國的環境治理和能源高效清潔利用產生深遠影響。

　　“煤炭集中使用有利于燃煤煙氣污染物的治理，中國電力行業耗煤量約占煤炭總消耗量的一半，但仍遠低于2010年美國的92%、德國的80%。”浙江大學能源工程系副主任高翔表示，中國多地實施煤改氣工程，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%。

　　高翔除了現任浙江大學能源工程學系系副主任，他還是國家環境保護燃煤大氣污染控制工程技術中心主任，“十二五”863計劃污染控制技術主題專家組成員。

　　國家環境保護燃煤大氣污染控制工程技術中心提供數據顯示，2013年天然氣表觀消費量1676億立方米 （同比增長13.9%），進口量530億立方米，對外依存度達到31.6%。預計到2015年國內天然氣需求量2300億立方米，到2020年將達4000億立方米。

　　“燒天然氣發電較燒煤發電成本將會翻倍。于是，前年年底集團開始提出燃煤機組燃氣化的設想。”浙江浙能嘉華發電有限公司總經理戚國水說。

　　“浙能嘉電三期7、8號兩臺機組超低排放改造工程總投入約3.95億元，經測算，每度電發電成本會在原先4毛多的基礎上提高1.5分到2分，與燃氣發電8毛多的高成本比較，其優勢就不用再多說了。”浙江天地環保工程有限公司總經理孟煒說。

　　“值得注意的是，《火電廠大氣污染物排放標準2011-07-29》中燃機的排放標準，基礎是在15%的含氧量情況下，但是火電機組，運行含氧量是6%。

　　如果燃機也折算到6%，那燃氣機組三項排放指標數值將遠遠高于煤電機組。”浙江省環保廳污染物排放總量控制處史一峰說，這樣折算的話，燃煤機組大大優于燃氣機組的排放。

　　國家能源局浙江監管辦公室行業監管處處長倪孟平對記者說：“燃煤電廠的清潔排放改造是一項有意義的工程，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工作重點。”

　　超低排放系統的未來怎樣？

　　燃煤煙氣中硫、硝、汞等污染物高效協同控制問題不僅是大氣污染控制領域重要的基礎研究，也是當前國際能源與環境領域中的研究熱點和難點問題之一。

　　“在面對節能減排壓力與霧霾威脅的背景下，超低排放技術的廣泛運用將進一步提高我國以煤炭為主的能源結構的清潔化水平，而且也為煤電的生存與發展提供了一種新思路。”孟煒告訴記者。

　　“做到‘兩個近零排放’，把煤集中起來使用在高效的發電廠。”岑可法院士向記者解釋了什么是兩個近零排放，即燃煤電廠用煤分級轉化回收天然氣或油等化工產品，半焦用于發電/制備活性半焦，煙氣污染物排放達到燃氣標準新方案。煤裂解及部分氣化所產生的潔凈燃氣，可以解決工業鍋爐/窯爐的大規模“煤改氣”氣源不足難題，實現能源清潔化，帶動其他行業污染物大幅度減排。目前，浙江大學牽頭組建了“煤炭分級轉化清潔發電協同**中心”，通過產學研用，正在浙江、山東、江蘇、廣東等省市推廣應用燃煤煙氣污染物超低排放技術，形成了很好的示范效應。

　　“也就是說，在能源結構短時間內難以改變和煤炭消費總量不變的情況下，可優先考慮將煤炭集中應用于污染物排放標準全世界*嚴格的電力行業，在清潔發電的同時采用天然氣 （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’，以優化能源消費結構，降低污染物排放，改善環境。”高翔對岑可法的“兩個近零排放”做了進一步解釋：“嘉興電廠只是我們做的后面這項工作。在技術路線選擇上，其實也是一件很困難的事情。”倪震告訴記者，既要保證排放標準，又要控制造價，還要考慮系統的集成性。

　　據高翔介紹，與達到火電廠排放標準的100萬千瓦燃煤電廠相比，達到天然氣燃氣輪機排放標準預計電廠將增加投資成本6%，增加運行成本4%。

　　“我們與EPA（美國環境保護署U.SEnvironmentalProtectionAgency）一直保持著相互學習交流，與我們不同的是，他們一有成果馬上就會得到政府關注，馬上進行工業示范。”岑可法說，“今年6月習**總書記在給兩院院士作的報告上強調‘****再**’，通過扎實的基礎研究，提出新的技術方法和技術路線，通過中間試驗對新技術的進行大膽嘗試，推動對國家有重大意義的項目快速發展及進行有效的工業化推廣。”“‘產、學、研、用’模式將是中國未來科技自主**，以及推動工業化利用，到達技術成果落地的一種有效的模式，正如浙江浙能集團與浙江大學合作的超低排放改造項目，我們呼吁國家要提高扶持力度。”岑可法說。