燃煤煙氣污染物控制新技術(shù)(PPT-51)

燃煤煙氣污染物控制新技術(shù)

與“煙氣治理島”

福建龍凈環(huán)保股份有限公司二0一二年五月介紹內(nèi)容燃煤發(fā)電大氣污染物治理的緊迫要求第一部分龍凈環(huán)保應(yīng)對排放新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)創(chuàng)新第二部分先進(jìn)的“煙氣治理島”系統(tǒng)技術(shù)第三部分燃煤發(fā)電大氣污染物治理的緊迫要求第一部分我國燃煤鍋爐產(chǎn)生了大量污染物煤是由很多個不同結(jié)構(gòu)的碳、氫、氧、氮、硫的有機(jī)聚合物粒子和礦物雜質(zhì)、水分等混合而結(jié)合成整體的混合物燃煤鍋爐產(chǎn)生了大量污染物空氣煤粉CO2、NOX、SO2、飛灰、汞等重金屬燃煤發(fā)電大氣污染物治理形勢嚴(yán)峻按照目前的排放控制水平，我國燃煤電廠排放的塵、硫、氮、汞等污染物將繼續(xù)保持較高速增長，大氣污染治理形勢十分嚴(yán)峻。污染物年度NOxSO2煙塵汞2010865859254257201511169932813592020123410162994312010-2020年主要污染物排放量預(yù)測單位：萬噸新的“火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”出臺2012年開始執(zhí)行更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)燃料和熱能轉(zhuǎn)化設(shè)類型污染物項(xiàng)目現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)限值（GB13223-2003）將要執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)限值燃煤鍋爐煙塵5030（更嚴(yán)格地區(qū)：20）二氧化硫400100氮氧化物（以NO2）450～1100100汞及其化合物/0.03單位：mg/m3燃煤鍋爐污染物排放是否能滿足新的標(biāo)準(zhǔn)？面對更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有燃煤煙氣污染控制技術(shù)該如何應(yīng)對挑戰(zhàn)？在煙氣除塵、脫硫基礎(chǔ)上，將新增煙氣脫硝和汞控制。在多污染物一體化、協(xié)同脫除技術(shù)方面我們準(zhǔn)備好了沒有？污染物控制種類增加，電廠治污成本提高。不論是新建或改造項(xiàng)目，治污系統(tǒng)的科學(xué)性、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性將成為關(guān)鍵問題。多污染物治理面臨一系列的挑戰(zhàn)龍凈環(huán)保應(yīng)對排放新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)創(chuàng)新第二部分國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心博士后科研工作站福建省工業(yè)煙塵控制工程研究中心國際科技合作基地龍凈創(chuàng)新平臺福建省環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)基地應(yīng)對挑戰(zhàn)：龍凈環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新平臺建設(shè)新型多功能除塵試驗(yàn)臺，是龍凈自行研制的國內(nèi)首創(chuàng)、國際一流的除塵熱態(tài)試驗(yàn)臺，該試驗(yàn)裝置在系統(tǒng)集成、精確給料、自動計(jì)重、溫度濕度恒定控制和粉塵捕集過程視頻攝像等方面國內(nèi)領(lǐng)先。實(shí)驗(yàn)研究是技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)多組份污染物協(xié)同脫除實(shí)驗(yàn)臺由煙氣系統(tǒng)、循環(huán)灰系統(tǒng)、吸收劑制備系統(tǒng)、高壓水系統(tǒng)、儀表和控制系統(tǒng)組成。主要用于二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、汞等多組份污染物治理技術(shù)的研究，整個實(shí)驗(yàn)裝置功能完善，整體裝備達(dá)到國際一流水平。實(shí)驗(yàn)研究是技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)具有國際一流水平的大型氣流分布物模試驗(yàn)臺，設(shè)計(jì)風(fēng)壓19374Pa，設(shè)計(jì)風(fēng)量53813m3/h，風(fēng)機(jī)配套電機(jī)額定功率450KW，達(dá)到全球同行業(yè)最大能力。可用于電、布袋及電袋除塵器、脫硝、脫硫等工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的氣流物模試驗(yàn)。特大型氣流物模實(shí)驗(yàn)臺英國進(jìn)口的激光粒度分析儀日本進(jìn)口的紫外可見分光光度計(jì)德國進(jìn)口的煙氣分析儀日本進(jìn)口的原子吸收分光光度計(jì)新引進(jìn)的一批重要實(shí)驗(yàn)儀器1/12/202314電流密度試驗(yàn)臺比電阻測試臺電子織物強(qiáng)力儀自動煙塵測試儀BEH高效節(jié)能型電除塵器氣流常規(guī)大電場機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電場龍凈環(huán)保已經(jīng)掌握的一批先進(jìn)的污染物控制技術(shù)多項(xiàng)新技術(shù)的黃金組合：1、應(yīng)用新型雙區(qū)技術(shù)2、應(yīng)用高頻電源3、開發(fā)節(jié)能型電暈線4、應(yīng)用功率控制振打技術(shù)5、應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)。高效率、低能耗、低投資的新型電除塵設(shè)備。機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電除塵技術(shù)特點(diǎn)

1、陰陽極分小區(qū)布置、復(fù)式組合。

根據(jù)實(shí)際需要，可沿電場長度方向設(shè)置2～3組荷電與收塵小區(qū)并呈復(fù)式交錯布置。

2、高壓供電雙區(qū)分開、復(fù)式供電，收塵區(qū)80KV供電.

機(jī)電多復(fù)式雙區(qū)電場極配形式布置示意圖陰極輔助收塵電極陽極收塵極陰極放電極荷電區(qū)1收塵區(qū)1荷電區(qū)2收塵區(qū)2新型雙區(qū)電除塵器濕式電除塵器濕式電除塵器基本結(jié)構(gòu)濕式電除塵器結(jié)構(gòu)與常規(guī)電除塵器結(jié)構(gòu)基本類似，所不同的是濕式電除塵器取消了傳統(tǒng)的振打清灰方式，而用一套噴淋系統(tǒng)取代振打系統(tǒng)用以清灰，以此達(dá)到更高的收塵效率、脫除SO3、PM2.5等污染物的目的。在濕法脫硫后增加WESP或在WFGD設(shè)備基礎(chǔ)上組合WESP，可以實(shí)現(xiàn)濕法脫硫、高效除塵一體化，就可以實(shí)現(xiàn)超低排放（10mg/m3以下）、大幅減少PM2.5排放、SO3酸霧排放和汞、砷、硒等重金屬的排放，減輕因微粒排放和酸霧對人體造成的危害，提高大氣能見度，可以滿足將來高標(biāo)準(zhǔn)排放要求。濕式電除塵器與脫硫設(shè)備的組合應(yīng)用龍凈濕式電除塵器研究應(yīng)用情況自主設(shè)計(jì)制造了國內(nèi)首臺的濕式電除塵器實(shí)驗(yàn)臺，并開展了水膜形成實(shí)驗(yàn)等研究。

通過濕式電除塵器實(shí)驗(yàn)臺可以進(jìn)行各種噴嘴比較、噴嘴布置、極板上中下各處水膜分布均勻性等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的研究。濕式電除塵實(shí)驗(yàn)臺202023/1/122011年9月取得福建上杭瑞翔紙業(yè)20t/h循環(huán)流化床鍋爐濕式電除塵器項(xiàng)目。2011年12月首臺濕式電除塵器作用中試產(chǎn)品安裝于上杭瑞翔紙業(yè)20t/h循環(huán)流化床鍋爐麻石除塵脫硫設(shè)備后作為終端處理。目前，龍凈已經(jīng)確定濕式電除塵器項(xiàng)目為公司“十二五”重點(diǎn)項(xiàng)目，大型火電機(jī)組濕式電除塵器示范工程項(xiàng)目已經(jīng)啟動。濕式電除塵器中試21LSC余熱利用節(jié)能高效除塵器：降煤耗，提高除塵效率LSC煙氣余熱利用節(jié)能裝置換熱器透視圖汽機(jī)低加前級冷凝水與熱煙氣熱交換，減小低加系統(tǒng)的抽汽量。煙氣溫度由120℃～160℃下降到85℃～110℃左右。高技術(shù)綠色電源節(jié)能高效新產(chǎn)品：高頻電源1、高頻電源為電除塵新一代綠色電源，效率與功率因數(shù)均大于0.9，運(yùn)行節(jié)能20%。2、工作在電除塵第一電場，可以提高電壓15%,電流提高一倍。3、工作在間歇脈沖供電方式，可以提高對高比電阻的除塵效率。高頻電源FE型電袋復(fù)合除塵器把靜電除塵、過濾除塵、粉塵凝聚幾種機(jī)理結(jié)合，形成一種新的除塵機(jī)理。低排放、低阻力、低能耗、高可靠、少維護(hù)。13項(xiàng)專利技術(shù)，國家重點(diǎn)新

產(chǎn)品、福建省優(yōu)秀新產(chǎn)品一等獎。龍凈環(huán)保：電袋復(fù)合除塵器

國家標(biāo)準(zhǔn)制訂單位。電袋復(fù)合除塵器截止2011年底，龍凈國內(nèi)火電機(jī)組配套電袋除塵器300MW等級97臺、600MW等級31臺、1000MW等級2臺，市場占有率超過60%。世界最大的河南新密電廠2×1000MW機(jī)組電袋除塵器已經(jīng)投運(yùn)。世界首臺成功投運(yùn)的華電新鄉(xiāng)寶山電廠66萬KW機(jī)組電袋除塵器龍凈通過全球獨(dú)家轉(zhuǎn)讓美國能源與環(huán)境研究中心（EERC）嵌入式電袋（AHPC）專利技術(shù)，已成為全球唯一一家同時(shí)掌握常規(guī)復(fù)合電袋和美國嵌入式電袋兩種技術(shù)的廠家。EERC嵌入式電袋（AHPC）技術(shù)對0.01-50μm粒徑范圍內(nèi)的顆粒物具有高達(dá)99.999%的捕集效率。龍凈環(huán)?？疾烀绹鳨ERC美國EERC在龍凈培訓(xùn)嵌入式電袋復(fù)合除塵技術(shù)原理濾袋嵌入到兩收塵孔板之間，在孔板外圍放置放電電極構(gòu)成的外電除塵區(qū)和內(nèi)袋除塵區(qū)的除塵過程。嵌入式電袋復(fù)合除塵技術(shù)2.5MW試驗(yàn)原理圖272023/1/12龍凈開發(fā)的新一代的電袋復(fù)合除塵器技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：1、增加凝并電場加強(qiáng)對細(xì)粉塵的凝并2、強(qiáng)化荷電電場對粉塵的荷電效果3、應(yīng)用美國EERC嵌入式電袋結(jié)構(gòu)強(qiáng)化荷電粉塵捕集4、研究對細(xì)粉塵過濾效果更好的特殊濾料通過以上技術(shù)組合的多重作用大大加強(qiáng)對PM2.5微細(xì)粉塵的控制，達(dá)到極低濃度的排放效果濕法脫硫（WetFGD）技術(shù)典型工程：1.華能福州電廠一、二期燃煤機(jī)組煙氣脫硫改造工程項(xiàng)目2.江蘇利港電廠四期2×600MW機(jī)組煙氣脫硫工程3.江蘇利港電力有限公司一期2×350MW機(jī)組濕法煙氣脫硫改造工程4.華電望亭發(fā)電廠改建工程2×660MW超超臨界機(jī)組濕法煙氣脫硫工程5.華潤徐州彭城發(fā)電廠三期2×1000MW超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組濕法煙氣脫硫工程工藝示意圖濕法脫硫大型機(jī)組煙氣循環(huán)流化床干法脫硫裝置在世界上率先突破660MW機(jī)組干法脫硫技術(shù)應(yīng)用，并在鋼鐵燒結(jié)機(jī)、工業(yè)窯爐等領(lǐng)域取得應(yīng)用突破，應(yīng)用業(yè)績在國內(nèi)乃至國際上位居首位。工藝簡單可靠。占地小干的脫硫產(chǎn)物（灰渣）脫硫效率最高可達(dá)99%完全脫出SO3無需煙氣再熱適用范圍廣對鍋爐負(fù)荷沒有要求干法脫硫國家863計(jì)劃項(xiàng)目：干法脫硫在電力行業(yè)大型化應(yīng)用榆社電廠300MW干法脫硫項(xiàng)目世界首臺邯峰電廠660MW干法脫硫項(xiàng)目世界首臺煙氣脫硝技術(shù)福州可門電廠、石獅鴻山電廠、廣東珠江電廠、陜西有色榆林鋁煤合金項(xiàng)目、大唐清苑熱電廠15臺燃煤電站SCR煙氣脫硝EPC總包合同，配套總裝機(jī)容量5850MW。煙氣脫硝FR低壓回轉(zhuǎn)脈沖袋式除塵器引進(jìn)消化吸收創(chuàng)新德國環(huán)保熱力公司（原魯奇公司）全套技術(shù)采用低壓回旋臂反吹風(fēng)脈沖清灰技術(shù)適用于大型電站鍋爐及鋼鐵冶金、建材、糧食、化工等行業(yè)的除塵除塵效率達(dá)99.99%以上。噴吹壓力低、能量消耗低、占地面積小。布袋除塵器電除塵煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)

高粉塵比電阻顯著影響電除塵器效率，煙氣調(diào)質(zhì)是克服高比電阻的有效方法。燃煤鍋爐電除塵器應(yīng)用最廣的是三氧化硫調(diào)質(zhì)煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)。SO3煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)工程圖片

SO3煙氣調(diào)質(zhì)系統(tǒng)工藝流程圖

煙氣調(diào)質(zhì)先進(jìn)的“煙氣治理島”系統(tǒng)技術(shù)第三部分“煙氣治理島”提出的必要性從整個電廠的角度來考慮燃煤煙氣所帶來的運(yùn)行和環(huán)境問題；不是新的概念，但是卻非常復(fù)雜；提出集成控制的主要驅(qū)動力：解決煙氣治理所帶來的機(jī)組運(yùn)行問題；解決治理設(shè)備相互負(fù)面影響問題；系統(tǒng)優(yōu)化降低投資；有可能提高運(yùn)行和環(huán)境效益；滿足現(xiàn)有的環(huán)境法規(guī)的要求；滿足今后更加嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)的要求。傳統(tǒng)的煙氣污染物治理模式傳統(tǒng)的控制技術(shù)模式是針對各種污染物設(shè)計(jì)各自的控制技術(shù)，各自為戰(zhàn)。脫硫裝置除塵裝置脫硝裝置除汞裝置鍋爐煤粉傳統(tǒng)的煙氣污染物控制模式孤立模式孤立模式忽略了兩個基本事實(shí)：煙氣中單一污染物治理可能對其他設(shè)備運(yùn)行帶來負(fù)面影響單一的污染物控制技術(shù)，除了能夠有效脫除主要的對象污染物之外，還可能具備能夠?qū)γ摮渌愋偷奈廴疚镒龀鲐暙I(xiàn)的潛力，即各種控制技術(shù)之間存在協(xié)同能力孤立模式當(dāng)中各項(xiàng)控制技術(shù)，從設(shè)計(jì)、現(xiàn)場安裝到運(yùn)行難以比較好的配合，使得整個末端污染物控制系統(tǒng)龐大復(fù)雜，無法做到最優(yōu)化孤立模式已經(jīng)不適合時(shí)代的要求，需要提出更好的方案！電廠運(yùn)行問題空預(yù)器沾污腐蝕傳熱受限風(fēng)機(jī)、煙道和煙囪腐蝕風(fēng)機(jī)電耗增加電廠APC的問題SCR失效SO2/SO3堵塞ESP粉塵比電阻腐蝕布袋布袋堵塞布袋損壞煙氣脫硫氯離子對材料腐蝕石膏沖洗水過量煙氣治理可能帶來的問題主要污染物治理設(shè)備的相互作用與影響

今后我國燃煤電廠煙氣污染物治理，重點(diǎn)將增加SCR煙氣脫硝技術(shù)和汞協(xié)同治理技術(shù)。在這樣一個硫、氮、塵、汞必須協(xié)同治理的基本現(xiàn)實(shí)面前，幾種主要污染物治理設(shè)備運(yùn)行的相互作用和影響應(yīng)該引起我們的高度重視：1）SCR煙氣脫硝對電除塵器的影響2）SCR煙氣脫硝對FGD脫硫系統(tǒng)下游設(shè)備的影響3）除塵器性能對濕法FGD設(shè)備及其副產(chǎn)物的影響4）SCR脫硝裝置對汞排放的影響5）除塵裝置汞脫除的機(jī)理和作用6）濕法脫硫裝置汞脫除的作用7）循環(huán)流化床干法脫硫?qū)拿摮饔?）濕式電除塵器對多污染物治理的特殊作用龍凈環(huán)保煙氣治理島總框架以單項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，挖掘協(xié)同潛力，追求系統(tǒng)設(shè)計(jì)石灰石膏濕法脫硫電袋復(fù)合除塵器電除塵器煙氣調(diào)質(zhì)濃相正壓氣力輸送系統(tǒng)脫硝裝置干式排渣系統(tǒng)循環(huán)流化床干法脫硫布袋除塵器除塵電控物料輸送系統(tǒng)脫硫脫硝系統(tǒng)除塵系統(tǒng)煙氣治理島管式皮帶輸送系統(tǒng)在總結(jié)多年的煙氣污染物控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，深入研究各污染物相互影響機(jī)理和多種污染物控制技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)項(xiàng)目的特定條件，提出綜合多種污染控制的協(xié)同治理方案。鍋爐煤粉協(xié)同模式“煙氣治理島”協(xié)同治理模式從爐膛出口到煙囪進(jìn)口之間為整體“煙氣治理島”的協(xié)同治理模式循環(huán)流化床干法煙氣脫硫脫硝脫汞除塵一體化工藝裝備

循環(huán)流化床干法脫硫系統(tǒng)能協(xié)同脫除煙氣中多組分污染物，HCl、HF、SO3可達(dá)到95%以上的脫除率，對Pb、Cd等重金屬具有99%以上脫除率，對Hg具有80%以上脫除率，采用干法脫硫系統(tǒng)配套布袋或電袋除塵器可以高效捕集煙氣中的PM2.5；

脫硝：利用強(qiáng)氧化性添加劑的催化氧化性能，使煙氣中NO轉(zhuǎn)化為NO2，在吸收塔內(nèi)添加吸收劑Ca(OH)2有效捕獲NO。燃煤電廠多污染物一體化治理技術(shù)舉例燃煤電廠多污染物協(xié)同治理主要技術(shù)工藝路線的探討

燃煤電廠多污染物協(xié)同治理根據(jù)不同的條件可能會有不同的技術(shù)工藝路線和方案。但根據(jù)我國燃煤電廠煙氣治理設(shè)備現(xiàn)狀，國際國內(nèi)煙氣治理新技術(shù)研究開發(fā)狀況，結(jié)合我國不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境條件，考慮我國燃煤鍋爐條件和煙塵成分等等因素，比較符合我國國情的燃煤電廠多污染物協(xié)同治理主要技術(shù)工藝路線和方案可能有以下幾種（但不限于這幾種）：1）在我國東部地區(qū)的新建電廠，主要應(yīng)以SCR煙氣脫硝、電除塵或電袋除塵、濕法脫硫裝置為主要設(shè)備，同時(shí)靈活選擇除塵或脫硫協(xié)同脫汞方案的多污染物協(xié)同治理工藝技術(shù)路線。2）在西部地區(qū)缺水且燃煤含硫低于1%的區(qū)域，可選擇應(yīng)用以循環(huán)流化床干法除塵脫硫脫汞一體化為核心的多污染物治理工藝技術(shù)路線，結(jié)合鍋爐低氮燃燒以及SNCR或SCR煙氣脫硝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、多污染物綜合治理的目標(biāo)。3）在已經(jīng)建設(shè)濕法脫硫、高效除塵器的電廠，應(yīng)該具體項(xiàng)目具體分析，在增加SCR煙氣脫硝、除塵器改造、脫硫系統(tǒng)增容（或增加一套干法，實(shí)現(xiàn)干、濕法脫硫級聯(lián)的靈活方式），協(xié)同脫汞等技術(shù)方面統(tǒng)籌考慮，因地制宜、因煤制宜，選擇一個最適合特定項(xiàng)目的多污染物協(xié)同治理工藝技術(shù)方案。4）在我國東部發(fā)達(dá)地區(qū)和重點(diǎn)地區(qū)，在排放要求很高的情況下（如：控制SO3、PM2.5），可以考慮采用更先進(jìn)的技術(shù)方案，比如采用濕法脫硫與濕式電除塵器一體化方案。燃煤電廠多污染物協(xié)同治理主要技術(shù)工藝路線的選擇滿足新排放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案的比較與選擇舉例傳統(tǒng)的改造思維：增容提效或更換設(shè)備新思維：應(yīng)用余熱利用、降溫提高除塵器效率新方案：增加濕式電除塵器，解決排放、PM2.5和SO3問題脫硫裝置除塵裝置脫硝裝置鍋爐煤粉循環(huán)流化床鍋爐SO2減排舉例：CFBB+LJD-FGD1、CFB鍋爐（爐內(nèi)脫硫）和LJD-FGD（煙氣脫硫）兩級脫硫，效果更佳；2、充分利用鍋爐飛灰的CaO作為脫硫劑，運(yùn)行成本低；3、利用CFB脫硫塔將CaO活化生成Ca(OH)2,可不設(shè)消化裝置，減少投資；4、脫硫副產(chǎn)物對環(huán)境無污染