现状分析：燃煤烟气污染物治理技术

目前治理燃煤烟气的技术路线主要是锅炉烟气末尾被动治理，在锅炉末端配置高温脱硝装置（SNCR和SCR）、除尘器（电气和滤袋式）、脱硫装置（干法、湿法或半干法）等一连串配套系统，包括超低排放、低低温、节水与烟气消白系统。可谓是技术流派多多，利弊也不少，值得归类总结。

1）燃煤二氧化硫控制水平

目前，燃煤锅炉烟气中二氧化硫控制技术主要可分为两大类：燃烧过程调整脱硫和燃烧后烟气脱硫。对于煤粉炉而言，燃烧过程脱硫技术主要是直接喷钙脱硫技术，该技术是将钙脱硫剂直接从炉膛的适当位置喷入，从而达到脱硫的目的。炉内喷钙脱硫技术一般能达到50%左右的脱硫效果，具有投资少、占地少、运行费用低、无废水等优点，对燃用中低硫煤的中小型锅炉尤其适用。燃烧后烟气脱硫技术又分为干法、半干法和湿法脱硫［6］。干法脱硫无废水和废酸的排出、投资省、占地少，适用于老电厂烟气脱硫系统的改造。半干法一般可达50%以上的脱硫效率，添加适当的添加剂可实现80%的脱硫效率。湿法脱硫是目前最主要的燃烧后烟气脱硫技术，也是世界上最主流的脱硫技术，目前主要有石灰石/石灰洗涤法、双碱法、韦尔曼-洛德法、氧化镁法以及氨法等［7］。烟气石灰石-石膏湿法脱硫技术脱硫效率可高达95%以上，同时副产品石膏也可回收利用，因而得到了大规模的推广应用，但同时也具有设备投资大、所需场地面积大等方面的缺点。

2）燃煤NOx控制水平

NOx控制技术可分为两大类：燃烧过程调整NOx排放控制和燃烧后烟气脱硝。燃烧过程调整NOx排放控制技术主要是通过调整燃烧器一、二次风的混合以有效抑制NOx的生成，主要有低NOx燃烧器技术、烟气再循环技术以及偏心燃烧技术等。其中，低NOx燃烧器技术由于设备造价低、易于实现、NOx脱除效果好和几乎没有运行费用等优点，目前已经成为锅炉的标配。燃烧后烟气脱硝技术主要是对主燃区域生成的NOx，通过使用还原剂将其还原为氮气（N2），主要有SNCR和SCR。SNCR技术是在炉内燃烧区后部的一定温度区域内喷入氨气（NH3）、尿素或者氰尿酸等还原剂将NOx还原为N2及H2O。该技术投资成本较低，但脱硝效率中等，只能达50%～70%的NOx脱除效率，随着锅炉炉型的增大脱硝效率逐步下降。SCR技术的脱硝原理与SNCR基本相似，不同的是SCR采用氧化钒（V2O5）等催化剂催化NH3等还原剂将NOx还原为N2和H2O，该技术脱硝效率高，可达到80%以上甚至90%的脱硝效率，但其系统复杂、占地面积大、改造工程复杂、投资与运行成本较高，由于需要定期更换催化剂，而其中含有一定量的重金属（铅、铬、铍、铂、砷和汞），且催化剂的活性组分V2O5和氧化钨（WO3）也为有毒金属氧化物，其中V2O5为剧毒物质，如不妥善处理和加强环境管理，则废弃的脱硝催化剂具有一定的环境污染风险［8］。

3）燃煤烟气汞控制水平

煤中汞的控制方式主要分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞、燃烧后尾部烟气脱汞。燃烧前脱汞、洗煤和煤的热处理是减少汞排放简单而有效的方法。在洗煤过程中，平均51%的汞可以脱除［9］。(www.xing528.com)

国内外对于燃烧中脱汞的研究较少，目前主要是通过改进燃烧方式，在降低NOx排放的同时，抑制一部分汞的排放。由于汞具有高挥发性，在煤热处理的过程中，汞会受热挥发出来。对热处理脱汞技术研究表明［10］，在400℃下可以达到最高80%的脱汞率。然而，在400℃条件下也发生了煤的热分解，导致挥发性物质的减少，煤的发热量也有很大的降低。热处理脱汞技术还处于实验室阶段，有待进一步研究。

燃烧后脱汞是燃煤烟气汞污染控制主要实现方式，研究者提出了各种各样的控制方法。相比较而言，研究较多的燃烧后脱汞技术有活性炭法和利用现有脱硫、脱硝设备及其改进设备进行脱汞。

活性炭对Hg0和Hg2+具有较好的吸附脱除作用，尤其是对Hg0的脱除率更是高达99%。通过对活性炭进行载氯（碘）或其他改性方法，可以在一定程度上提高吸附性能。

此外，同样为活性炭法的Toxecon脱汞技术只是将喷活性炭的位置布置在除尘装置后，再安装布袋除尘器，以除去活性炭并保证飞灰质量不受影响［11］。但是，活性炭法也存在很多问题，如容量低、混合性差、热力学稳定性低、耗量大，与飞灰混在一起不能再生等，使得采用活性炭吸附脱汞法成本过高，一般燃煤电厂难以承受。

SCR不但是一种可以有效控制NOx排放的方法，而且对脱除氧化汞也是十分有效的。目前在我国燃煤电厂中，基本上都装有湿法脱硫装置，利用湿法脱硫装置可以将烟气中80%～95%的氧化态汞除去，但对于不溶于水的气态汞捕捉效果不显著。而利用除尘装置也可以除去大部分颗粒态汞。综上所述，如何实现汞的氧化是对其高效脱除的先决条件，氧化后再结合现有脱硫设备及其改进设备进行脱汞是一条行之有效的汞排放控制途径。

目前燃煤电厂还没有一项成熟、可应用的脱汞技术，除汞技术在燃煤电厂中的应用还存在很多问题，尤其是吸附剂在吸附过程中的机理性问题还远未搞清楚，其他大部分脱汞技术还都处于实验室研究阶段。