锅炉大气污染物排放标准（征求意见稿）编制说明

(2)静电除尘器

静电除尘器在国内的应用较早，20 世纪70 年代就已经应用于火力发电厂，如吉林热电厂、保定发电厂。经过多年的开发应用，静电除尘器技术成熟,除尘效率较高，已被广泛应用于电力、冶金、化工、建材等行业。

静电除尘器是利用高压电场使颗粒荷电，在库仑力作用下使颗粒与气流分离沉降的装置。静电除尘器几乎可以捕集一切细微粉尘及雾状液滴，其捕集粒径范围在0.01～100 μm,粉尘粒径>0.2μm 时，除尘效率可高达99 %以上;静电除尘器阻力很小，本体阻力100～200Pa;可处理高温、高压的含尘气流。

但设备占地面积大，需要高压直流电源系统，一次性投资费用高，运行维护费用多，且没有脱硫功能。锅炉工况和负荷的变化等能影响其净化效率，导致排放浓度不稳定;对煤种变化较敏感，除尘效率受飞灰电阻影响大(最适宜比电阻为104～5×1010Ω•cm 的粉尘粒子);制造、安装及运行管理水平要求高;在维修时一般需要设备停止运行。

(3)电袋复合除尘

电除尘器和袋式除尘器是工业粉尘治理的两种主要传统设备。电除尘器具有处理烟气量大、运行阻力低等优点，但其除尘效率容易受到烟气粉尘特性的影响而发生波动;袋式除尘器排放浓度低，不受粉尘特性影响，但存在系统阻力大、能耗高、运行维护工作量大等缺点。电袋复合式除尘器有机结合了静电除尘和过滤除尘两种原理，首先应用静电除尘原理使粉尘预荷电并收集下大部分粉尘，荷电粉尘改变了粉尘的过滤特性;然后应用过滤除尘原理，在保持前级电场收尘性能的前提下，利用前级电场的荷电，减少滤袋尘负荷，提高滤袋过滤风速，降低滤袋阻力，延长滤袋寿命，实现稳定的低浓度排放。

表21 污染治理技术与效率

注：来自第一次污染源普查系数手册

8.2 二氧化硫控制技术

我国工业锅炉脱硫值得关注的几个问题：一是技术种类繁多，鱼龙混杂;二是技术不配套，监控不到位;三是运行可靠性较弱，利用率低;四是落后于火电脱硫进度，尚处于起步阶段。

8.2.1 燃烧前脱硫

原煤在投入使用前，用物理、物理化学、化学及微生物等方法，将煤中的硫份脱除掉。

洗煤又称选煤，是通过物理或物理化学方法将煤中的含硫矿物和矸石等杂质去除，来提高煤的质量。是燃前除去煤中矿物质，降低硫含量的主要手段。煤炭经洗选后，可使原煤中的含硫量降低40%～90%，含灰分降低50%～80%。

8.2.2 燃烧中脱硫

(1)固硫型煤

固硫型煤是向煤粉中加入粘结剂和固硫剂，加压制成具有一定形状的块状燃料，脱硫率可达40%～60%，减少烟尘排放量60%，节约煤炭15%～27%，一般6t/h 以下锅炉推荐使用。

(2)炉内喷钙脱硫工艺

典型的炉内喷钙脱硫是循环流化床锅炉该，脱硫效率一般能达到50%～70%，但为了越来越高的环保要求还需要在尾端上处理设施;另外脱硫剂量控制不好会影响锅炉运行效率及稳定性;该工艺在其他炉型上应用较少。

8.2.3 烟气脱硫技术

湿法脱硫工艺运用比较广泛的有石灰石-石膏法、氧化镁法、氨法、钠碱法、双碱法等，湿法脱硫装置占地面积大、投资和运行成本高，对烟囱有一定的腐蚀作用，脱硫副产品需要处理。

根据《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ462-2009)，适用于采用石灰法、钠钙双碱法、氧化镁法、石灰石法工艺，配用在蒸发量≥20t/h(14MW)的燃煤工业锅炉或蒸发量<400t/h 的燃煤热电锅炉以及相当烟气量炉窑的新建、改建和扩建湿法烟气脱硫工程，脱硫装置的设计脱硫效率不宜小于90%。对于65t/h 以下工业锅炉脱硫装置在满足排放标准和总量控制要求的前提下，设计脱硫效率可适当降低，但不宜小于80%。《环境保护产品技术要求 湿式烟气脱硫除尘装置》(HJ/T 288-2006)和《环境保护产品技术要求 花岗岩石类湿式烟气脱硫除尘装置》(HJ/T 319-2006)规定各类湿式脱硫除尘装置通过添加碱性物质脱硫的装置脱硫效率>80%，除尘效率≥95%。

(1)氨法：氨法脱硫是采用氨做吸收剂去除二氧化硫，该方法脱硫效率高、无废渣排放、低液气比、低能耗，适合于高硫煤。但是工艺复杂、技术难度大，氨的运输和储存比较困难，氨的散逸问题较难解决。

(2)石灰石-石膏法：脱硫效率高，技术成熟，运行可靠性好，另外石灰石储量丰富，价格便宜，比较容易获得，目前电厂采用的比较多。但系统占地面积较大，一次性建设投资大，该工艺要求控制PH=5.5 左右，对自控系统要求严格;副产物石膏堆存严重，再利用是难点;为了保持循环浆液中[Cl]的含量不超标，要外排并处理一定量的废水和补充一定量的新水。

(3)双碱法：双碱法脱硫工艺特点是可溶性的碱在塔内与二氧化硫反应生成可溶性的盐，在塔外添加钙基脱硫剂进行再生，并经过絮凝、沉淀、除渣等操作后将清液返回吸收塔重新吸收二氧化硫，脱硫渣或抛弃或重新浆化经氧化成二水石膏。双碱法具有塔内钠碱清液吸收，脱硫效率高，塔外再生不易结垢、可靠性高、低液气比等优点。脱硫过程中主要消耗氢氧化钙，需少量补充在脱硫过程中损耗掉的钠盐。系统比较复杂，占地面积较大，脱硫渣沉淀难度大，副产物石膏销路问题必须解决，还有一定的废水排放。

(4)氧化镁法：是用氧化镁熟化后生成的乳液作为吸收剂吸收二氧化硫。相对于钙基脱硫，MgO 活性比CaO 强，在CaO 颗粒外表同SO2 反应生成CaSO4 是一层硬包膜，而MgO同SO2 反应生成MgSO4 很快溶入水中，又有新的MgO 颗粒可同SO2 反应。因此氧化镁具有脱硫效率高，脱除等量的SO2 消耗的MgO 仅为GaCO3 的40%，低液气比、低能耗、运行稳定可靠等优点。氧化镁法运行稳定可靠是由于MgSO4 的溶解度大，脱硫塔内的循环吸收液为溶液水循环，不结垢，不产生沉渣，吸收塔内不设搅拌装置，因此系统的运行可靠性提高，装置的运转率高，脱硫效果好。该工艺比较适合中小型锅炉脱硫，但对于镁资源缺乏的地区不适宜应用。

表22 工业锅炉适宜的脱硫技术比较

8.3 脱硫除尘一体化技术

烟气脱硫除尘一体化技术一般是在各类除尘设备的基础上，采用碱性浆液为吸收剂，应用水膜除尘、文丘里除尘、旋风除尘的机理和旋流塔、筛板塔、鼓泡塔、喷雾塔吸收等机理相结合同时除尘脱硫。已形成冲激旋风除尘脱硫技术、麻石水膜除尘脱硫技术、脉冲供电除尘脱硫技术、多管喷雾除尘脱硫技术、喷射鼓泡除尘脱硫技术、旋流板脱硫除尘一体化等在同一设备内进行除尘脱硫的烟气脱硫技术，上述这些简易脱硫方法的共同特点是设备少、流程短、操作简便、维护方便、投资少、运行费用低，一般除尘效率70%～90%，脱硫效率60%～85%。

8.4 氮氧化物控制技术发展

(1)低氮燃烧技术

燃烧过程中生成的氮氧化物中一氧化氮占95%以上，可在大气中氧化生成二氧化氮，二氧化氮比较稳定。燃烧过程中生成的氮氧化物由三部分构成：燃料型、热力型和快速型。一般而言，燃煤锅炉生成的氮氧化物以燃料型为主，燃油燃烧生成的燃料型氮氧化物占氮氧化物总量的50%以上，而在氮含量较低的硫分燃料燃烧过程中，以热力型为主。影响热力型氮氧化物生成的主要因素包括炉膛温度、氧气浓度和停留时间;燃料型氮氧化物的生成量主要取决于空气-燃料混合比，空气燃料混合比愈大，即过量空气系数愈大，则氮氧化物的生成量也愈多。

自然通风锅炉燃烧温度低于1500 摄氏度，热力型氮氧化物产生很少;层燃炉通过改炉拱和合理配风可以实现低氮燃烧;煤粉炉、燃油燃气锅炉具有成熟的低氮燃烧器;循环流化床锅炉本身就有低氮燃烧的优势。燃烧中氮氧化物控制技术主要有烟气再循环、两级燃烧、与低NOx 燃烧器组合等方式，一般可使NOx 减少30-40%。

表23 主要低氮燃烧技术比较

(2)低氮燃烧+尾端治理

我国多家机构正在研发适合中小型锅炉的低氮燃烧技术或脱硫、除尘、脱销一体化治理技术，部分技术已经取得显著成效，因此，在执行特别排放限值的地区，鼓励优先采用新型的低氮燃烧技术、脱硫除尘一体化控制技术，如果仍不能达标，采用尾端治理技术，氮氧化物的排放能达到200mg/m3。适用于工业锅炉的尾端治理技术为SNCR，SNCR 技术不需要催化剂，投资成本较低。

该技术在锅炉炉膛适当位置喷入含氮的还原剂，将烟气中的NOx 还原为N2 和水。但对温度和流动的要求较为苛刻，工业锅炉的炉膛温度恰好处于SNCR 技术的反应窗口内，但NH3泄露(10-20ppm)问题需要重视。

SNCR 技术不需要催化剂，脱硝反应的窗口温度在800-1100℃，由于炉内的温度分布受负荷、煤种等多种因素影响，窗口温度随着负荷和煤种变动，因此喷氨位置也要随窗口温度分布变化而变化，增加了操作的技术难度。

表24 美国燃煤工业锅炉SNCR 技术的应用

目前，锅炉NOx 的控制存在一些困难，燃煤工业锅炉运行负荷变化较大，炉内工况较为复杂，是氮氧化物治理技术的公关难点。此外，大多数燃煤工业锅炉都没有预留改造空间，场地较为紧张。减排NOx 的成本过高，有关专家称，现行的脱硫成本在800 元/吨左右，而脱硝需要近2000 元/吨。

总体来讲，我国对氮氧化物的控制尚处于起步阶段，现在的氮氧化物控制技术基本都是针对电站锅炉的，而火电厂的烟气脱硝技术不能直接应用于工业锅炉/炉窑 。

9 实施本标准的环境效益和经济效益分析

9.1 环境效益分析

(1)重点控制区减排效益分析

根据中华人民共和国环境保护部公告(2013 年第14 号)纳入《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中的重点控制区，共涉及京津冀、长三角、珠三角等“三区十群”19 个省市(区、市)47 个地级以上城市，燃煤锅炉新建项目执行大气污染物特别排放限值，现有燃煤锅炉项目执行烟尘特别排放限值。

根据《重点区域大气污染防治“十二五”规划》“城市建成区、工业园区禁止新建20蒸吨/小时以下的燃煤、重油、渣油锅炉及直接燃用生物质锅炉，其他地区禁止新建10 蒸吨/小时以下的燃煤、重油、渣油锅炉及直接燃用生物质锅炉。”“重点控制区和大气环境质量超标的城市，新建项目实行区域内现役源2 倍削减量替代”。

重点控制区也是我国经济总量增长最快的地区，能源增量需求最大的地区，到2015 年，现有锅炉中10 吨以下(含10t)被集中供热替代，或改燃柴油、燃气，保留的现有工业锅炉总台数为6822 台，总容量为18.9 万蒸吨，耗煤量为0.66 亿吨。到2020 年现有工业锅炉中20t 以下(含20t)都将被集中供热替代，保留的现有工业锅炉总台数为3606 台，总容量为15.4 万蒸吨，耗煤量为0.54 亿吨。重点控制区工业锅炉现有锅炉烟尘执行特别排放限值，新建锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物执行特别排放限值，则污染物排放情况如下。

表25 重点控制区主要污染物减排情况