“除了蓝天,什么也看不到,就像空气一样。”扬子石化热电专家朱忠益通过林格曼黑度检测仪(一种高倍望远镜)观察广州石化动力事业部CFB锅炉烟囱顶部的烟色后说。通过肉眼观察,几乎看不出烟囱有冒烟的迹象,但设备运行一刻也没有停止。
日前,中国环保产业协会在广州举办燃煤烟气低排放技术研讨会,来自国内燃煤电厂的百余位代表参观了广州石化动力事业部CFB锅炉的运行情况。
据介绍,广州石化动力事业部这两座CFB锅炉的主要燃料是炼油过程中产生的石油焦,其含硫量高达6.7%。广州市建环环境监测有限公司出具的监测报告显示,烟气出口氮氧化物、二氧化硫和粉尘浓度分别为28.5mg/m3、2.85mg/m3和4.62mg/m3,完全能够满足广州市“50355”的要求。
国家发改委、环境保护部和国家能源局联合发布《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》,提出了让燃煤机组达到燃气机组排放限值的要求。但是,很多地方仍不满足,提出了更为严格的要求。压力之下的燃煤电厂该何去何从?
不断加严的标准,停不了的改造
燃煤机组排放要求不断加严,企业改造面临资金、场地、技术选择等困难
所谓“50355”,源于广州市政府在今年2月通过的《广州市燃煤电厂“超洁净排放”改造工作方案》。这一方案提出燃煤电厂烟气排放中的氮氧化物浓度小于50mg/Nm3、二氧化硫浓度小于35 mg/Nm3、烟尘浓度小于5 mg/Nm3的升级改造目标,简称“50355”要求。
显然,这一要求严于《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》的“503510”,即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/Nm3、35mg/Nm3、50mg/Nm3。同时,这一行动计划还支持同步开展大气污染物联合协同脱除,减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。
在大气污染治理的压力下,广州的“50355”不是特例。比如,根据《山西省人民政府办公厅关于推进全省燃煤发电机组超低排放的实施意见》,到2020年,全省单机30万千瓦及以上常规燃煤、低热值煤发电机组大气主要污染物排放确保达到超低排放标准Ⅰ、Ⅱ。超低排放标准Ⅰ为常规燃煤发电机组达到天然气燃气轮机排放标准,即氮氧化物50mg/Nm3、二氧化硫35mg/Nm3、烟尘5mg/Nm3;超低排放标准Ⅱ为低热值煤发电机组基本达到天然气燃气轮机排放标准,即氮氧化物50mg/Nm3、二氧化硫35mg/Nm3、烟尘10mg/Nm3。
而山西晋煤集团更是在“50355”的基础上,对汞及化合物、三氧化硫提出了要求,其排放浓度分别不能超过3ug/Nm3和5mg/ Nm3。
不断加严的标准限值,让火电企业的环保改造一直没有停止。一位不愿透露姓名的火电企业环保负责人告诉记者:“刚刚完成‘十一五’脱硫的收尾工作,就又开始了新一轮的达标改造。我们电厂建设的时候,二氧化硫排放标准是400 mg/ Nm3,我们预留的空间可以满足200 mg/ Nm3的要求,但没想到,限值一下就加严到了100 mg/ Nm3以下。”
让火电企业苦恼的不仅是资金和技术选择,还有狭小的空间。“标准越来越严格,环保设施越来越多,电厂前面就是锅炉和汽轮机,后面的环保设施队伍却越来越长,不仅有脱硫、脱硝、除尘,要满足超低排放要求,还要增加新的设备。”这位负责人告诉记者。
以往脱硫留下多少隐患?
以往火电脱硫只关注二氧化硫脱除率,未考虑到三氧化硫排放后会直接生成气溶胶
我国燃煤电厂大规模脱硫改造始于“十一五”期间,大量工程迅速上马为削减二氧化硫排放、改善环境质量做出了重要贡献,但“萝卜快了不洗泥”,加之恶性竞争、工程质量参差不齐,留下了很多隐患。
2012年8月,国务院印发的《节能减排“十二五”规划》中提出,“十一五”时期,全国燃煤电厂投产运行脱硫机组容量达5.78亿千瓦,占全部火电机组容量的82.6%。同样是这份文件中,所罗列的节能减排重点工程之一,就是对已安装脱硫设施但不能稳定达标的4267万千瓦燃煤机组实施脱硫改造,这一数字占已投产运行脱硫机组容量的比例超过7%。
随着“503510”超净排放要求的推广,脱硫改造规模将更大。据了解,我国绝大部分电厂脱硫的设计指标为小于200mg/m3,若要满足50 mg/m3的排放要求,几乎所有湿法脱硫塔都要推倒重来,或者采用双塔结构,不仅工程量大,而且技术难度高。用福建龙净脱硫脱硝有限公司总经理张原的话说,现在,很多电厂的脱硫改造都是“螺丝壳里做道场”。
一直以来,我国的火电脱硫都是关注二氧化硫脱除率。但是,原国电南京环保所研究员马果骏提醒,三氧化硫的治理对于近地污染非常重要,因为三氧化硫排放到空气中后,能够更快地与正离子反应生成气溶胶,也就是PM2.5颗粒,可很多人还没有意识到这个问题。
我国90%以上的火电机组采用了湿法脱硫工艺,一个重要原因是,湿法脱硫不仅脱硫效率高,而且具有一定的除尘作用。但监测表明,湿法脱硫对二氧化硫的脱除率可以达到95%以上,对三氧化硫的脱除率仅20%左右。增加SCR脱硝设施后,脱硝催化剂的作用使得二氧化硫向三氧化硫的转化率进一步提高。