1、课题来源与背景

    2010年后，我国大气污染形势愈加严峻，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众身体健康，影响社会和谐稳定。随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染防治压力继续加大。大气环境保护已经事关人民群众根本利益，事关经济持续健康发展，事关全面建成小康社会，事关实现中华民族伟大复兴中国梦。为切实改善空气质量，2013年9月10日，国务院发布了《大气污染防治行动计划》。

    2014年6月27日，国家能源局印发《关于下达2014年煤电机组环保改造示范项目的通知》，明确2014年煤电机组环保改造示范项目名单。2014年5月5日，陕西省发展和改革委员会、陕西省环保厅发布《关于关中火电机组实施烟气超低排放技术改造的通知》，要求陕西省关中地区为重点控制区域，为促进火电污染物减排，省政府明确要求对关中火电机组实施超低排放，省发改委、省环保厅负责推进超低排放改造试点工作，待技术方案成熟后稳步推广，逐步提高全省火电排放限值标准。

    2013年西安热工研究院有限公司以自主拥有的低氮燃烧、脱硝、烟气降温、除尘、脱硫、湿式除尘除雾、管式烟气换热器、风机等环保节能技术为核心，研发全煤种烟气污染物一体化协同控制与脱除超低排放技术，实现颗粒物、细颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的超低排放，追赶燃气机组的环保水平。为积极响应国家及陕西省政府污染污治理要求，将研发的本项技术进行工程示范，承担的华能黄台电厂9号350MW机组项目列为2014年国家煤电机组环保改造示范项目，华能铜川照金电厂2×600MW机组项目列为陕西省、华能集团示范项目。华能黄台电厂9号350MW机组项目于2014年9月投运，华能铜川电厂2号600MW机组项目2014年11月投入运行。颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放分别达到每立方米3毫克、10毫克、35毫克的水平，汞排放降低37%，排放指标世界领先。

    2、技术原理及性能指标

    理论和实践证明，单一工艺难以完成燃煤电厂各污染物的超高效率脱除，但每种工艺对烟气污染物具有协同控制与脱除作用，因此在燃煤电厂三大污染物超低排放的要求下，烟气污染物一体化协同控制与脱除成为实现超低排放的关键技术途径。全煤种烟气污染物一体化协同控制与脱除超低排放技术以 "协同控制与脱除"为基本原理，以自主低氮燃烧、脱硝、烟气降温、除尘、脱硫、湿式除尘除雾、管式烟气换热器、风机等环保节能技术为核心，通过深度研发、系统集成，以一体化优化设计、一体化实施为模式，进行工程示范，实现颗粒物、细颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的超低排放，追赶燃气机组的环保水平，创新我国燃煤电厂的环保岛工程建造模式，彻底解决燃煤电厂三大污染物对环境的严重污染。

    本技术可以稳定实现全煤种烟气污染物排放SO2小于35mg/m3；NOx小于50mg/m3；烟尘小于5mg/m3，该指标已经处于国际领先地位。

    3、技术的创造性及先进性

    针对火电厂烟气主要污染物难以达到超低排放要求的难题，提出并实现了覆盖我国火电厂所有动力煤种烟气污染物一体化协同控制与脱除超低排放集成技术方案，主要创新点如下：（1）实现了多污染物的协同控制与脱除。（2）能有效控制各类燃料燃烧生成的氮氧化物。（3）实现了喷氨量与烟气中的NOx精确控制。（4）研发了高效脱硫技术。（5）获得了烟气温降时的SO3脱除规律。（6）实现了细颗粒物及雾滴的脱除。（7）提出了风机与烟风系统的优化技术。研究成果成功实施了示范及推广应用，结果表明：烟气污染物均稳定实现了超低排放。且顺利通过了电机工程学会的鉴定，与会专家一致认为技术处于国际领先水平。

    4、技术的成熟度，适用范围和安全性

    该技术成功进行了国家及省部级工程示范，且在20余台燃煤机组上进行了成功应用，结果表明各电厂烟气污染物稳定实现了超低排放，是一项成熟、安全、可靠的技术，能广泛适用于煤燃烧产生的烟气污染物的治理。

    5、应用情况及存在的问题

    本技术先后在华能黄台电厂、华能铜川电厂、华能秦岭电厂、华能淮阴电厂、华能沁北电厂等20余台机组的应用。其中，华能黄台电厂超低排放改造项目为国家13个示范工程之一，华能铜川电厂超低排放改造项目为陕西省示范工程，顺利通过了国家、当地环保验收，污染物排放指标优良，技术成熟。取得了良好的经济及社会效益。

    十三五期间，我国燃煤机超低排放改造工程正在大规模进行，燃煤机组改造市场容量非常大。除此之外，适用于冶金、建材、供热锅炉、工业炉窑等行业污染物治理，具有良好的市场推广前景。

    应加快市场推广工作。