濕式靜電技術(shù)簡(jiǎn)介201300601

柔性電極煙氣深度凈化技術(shù)

——匯報(bào)材料國電科學(xué)技術(shù)研究院南京國電山大能源環(huán)境有限公司目錄新標(biāo)準(zhǔn)及煙塵控制策略分析1除塵技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2工程實(shí)施情況342一、新標(biāo)準(zhǔn)及煙塵控制策略分析

2000：5.9億噸2005：11.66億噸2010：18億噸(煤電6.55億千瓦)2015：25億噸(煤電9.33億千瓦25.6)2020：30億噸(煤電11.6億千瓦31.9)中國電煤消耗趨勢(shì)2020年能源消費(fèi)總量50億噸標(biāo)煤，發(fā)電裝機(jī)18.85億千瓦，煤電11.6億千瓦煤炭消費(fèi)預(yù)測(cè)2020年50億噸2010年世界煤炭消費(fèi)量排行單位：百萬油當(dāng)量排名國家200520062007200820092010比2009年增長占世界比重萬平方公里消費(fèi)量1中國1218.71343.91438.41479.31556.81713.510.1%48.2%1.792美國574.2565.7573.3564.1496.2524.65.7%14.8%0.563印度184.4195.4210.3230.4250.6277.610.8%7.8%0.844日本121.3119.1125.3128.7108.8123.713.7%3.5%3.275俄羅斯94.296.793.5100.491.993.82.1%2.6%0.056南非82.984.085.184.787.788.71.1%2.5%0.737德國82.183.585.780.171.776.56.7%2.2%2.148韓國54.854.859.766.168.676.010.8%2.1%7.689波蘭55.758.057.956.051.954.03.9%1.5%1.6710澳大利亞53.655.654.251.851.743.4-16.1%1.2%0.06合計(jì)4526.94662.74790.44849.64844.95081.84.9%86.4%2010年世界煤炭消費(fèi)量排行單位：百萬油當(dāng)量中國發(fā)達(dá)地區(qū)2010年煤炭消費(fèi)情況省份耗原煤(百萬噸)百萬油當(dāng)量國土面積(萬km2)萬平方公里百萬油當(dāng)量江蘇231121.510.2611.84浙江139.573.3810.187.21上海58.7630.910.63448.75廣東159.8484.0817.964.68北京26.3513.861.688.25山東373.28196.315.712.51河南260.5137.0216.78.20河北274.65144.4718.77.73天津48.0725.281.1322.38煤燃燒是主要污染源中國部分省市PM2.5年均濃度時(shí)間走勢(shì)圖（2001-2010）PM2.5排放問題已引發(fā)高度關(guān)注北京南京杭州我國部分城市PM2.5來源我國PM2.5污染嚴(yán)重Reference:A.VanDonkelaar,etal..EnvironHealthPerspectives.

June2010;

118(6):847–855.東亞地區(qū)PM2.5濃度（輪廓表示人口密度）PM2.5濃度每增加103μg/m3時(shí)，居民全部死因的超額死亡風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加2.29%，滯后時(shí)間在1-2天。心腦血管疾病增加的超額死亡風(fēng)險(xiǎn)更高，為3.08%。Weihuang,etal..AmericanJournal

ofEpidemiology.June2012,175(12)

.WHO年均標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)區(qū)域占全國面積不足6%，2007年卻消耗了全國40%的煤炭、生產(chǎn)了50%以上的鋼鐵、擁有30%的汽車保有量三區(qū)域每km2煤耗量是全國平均水平的50多倍、產(chǎn)鋼量是10倍。如此世界上罕見的煤炭高度集中消耗區(qū)域，造成了大量污染源集中排放，并通過大氣轉(zhuǎn)化和在城市間輸送而形成了典型的大氣復(fù)合型污染，呈現(xiàn)了PM2.5細(xì)顆粒濃度平均為美國的4倍、臭氧超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重、酸沉降居高不下和陰霾天數(shù)年均100天以上。京津冀、長三角、珠三角現(xiàn)狀環(huán)保政策相繼推出2011年9月，火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13223-2011)發(fā)布。2011年11月，環(huán)境空氣PM10和PM2.5的測(cè)定重量法（HJ618-2011）開始實(shí)施。2011年12月，國務(wù)院以國發(fā)[2011]42號(hào)印發(fā)《國家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》。平均時(shí)間一級(jí)二級(jí)年平均153524小時(shí)平均3575單位：μg/m32012年3月，環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3095-2012）發(fā)布，首次增加PM2.5監(jiān)測(cè)指標(biāo)。當(dāng)前排放現(xiàn)狀調(diào)查課題組前期調(diào)研26臺(tái)火電機(jī)組容量組成26臺(tái)火電機(jī)組粉塵排放數(shù)據(jù)《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011），將顆粒物的排放標(biāo)準(zhǔn)由50mg/Nm3提高到30mg/Nm3

。

當(dāng)前排放形式非常嚴(yán)峻；前期調(diào)研機(jī)組排放在50~70mg/Nm3的僅為4臺(tái)，達(dá)標(biāo)率較低；新的控制技術(shù)研發(fā)與推廣應(yīng)用形式迫切。完全涵蓋GB13223-2003標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍與《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13271-2001相銜接適用于使用：

（1）各種容量的煤粉發(fā)電鍋爐（2）單臺(tái)出力65t/h以上的循環(huán)流化床等燃煤發(fā)電鍋爐（3）單臺(tái)出力65t/h以上的燃油及燃?xì)獍l(fā)電鍋爐（4）各種容量的燃?xì)廨啓C(jī)組（5）單臺(tái)出力65t/h以上采用甘蔗渣、鋸末、樹皮等生物質(zhì)燃料，以及以油頁巖、石油焦為燃料的發(fā)電鍋爐（6）煤氣化整體聯(lián)合循環(huán)（IntegratedGasificationCombinedCycle，簡(jiǎn)寫“IGCC”）發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)組GB13223-2011適用范圍不適用于：（1）各種容量的層燃爐、拋煤機(jī)爐發(fā)電鍋爐

執(zhí)行《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13271-2001

（2）內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組（3）各種容量的以生活垃圾、危險(xiǎn)廢物為燃料的發(fā)電廠

執(zhí)行《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18485-2001和《危險(xiǎn)廢物焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》GB18484-2001。適用范圍新標(biāo)準(zhǔn)控制的大氣污染物除GB13223-2003中的3種污染物外，還新設(shè)置了汞及其化合物：

（1）NOx，（2）SO2

，（3）煙塵，（4）汞及其化合物?？刂浦笜?biāo)共有5項(xiàng)，分別為：

（1）NOx濃度，（2）SO2濃度，（3）煙塵濃度，

（4）汞及其化合物濃度，（5）煙氣黑度。取消了全廠二氧化硫最高允許排放速率的規(guī)定。污染物項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的選擇

新標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分現(xiàn)有和新建火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組，分別規(guī)定排放控制要求。時(shí)間段劃分比較GB13223-1996第Ⅰ時(shí)段第Ⅱ時(shí)段第Ⅲ時(shí)段1992.8.1前

建成的機(jī)組1992.8.1—1996.12.31

建成的機(jī)組1997.1.1起

建成的機(jī)組GB13223-2003第1時(shí)段第2時(shí)段第3時(shí)段2012年1月1日1996.12.31日前

建成的機(jī)組1997.1.1—2003.12.31建成的機(jī)組2004.1.1起

建成的機(jī)組新標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有機(jī)組新建

機(jī)組時(shí)間段的銜接NOX污染物項(xiàng)目適用條件限值煙塵全部30二氧化硫新建鍋爐100

200(1)現(xiàn)有鍋爐200

400(1)氮氧化物

（以NO2計(jì)）全部100

200(2)汞及其化合物全部0.03燃煤發(fā)電鍋爐大氣污染物排放限值位于廣西壯族自治區(qū)、重慶市、四川省和貴州省的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值。利用W型火焰爐膛的火力發(fā)電鍋爐，現(xiàn)有循環(huán)流化床火力發(fā)電鍋爐，以及2003年12月31日前建成投產(chǎn)或通過建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書審批的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值。燃煤電廠大氣污染物特別排放限值污染物項(xiàng)目適用條件限值煙塵全部20二氧化硫全部50氮氧化物（以NO2計(jì)）全部100汞及其化合物全部0.03除汞外標(biāo)準(zhǔn)值與北京市現(xiàn)有燃煤鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)相同（單位：mg/m3）新、老標(biāo)準(zhǔn)燃煤鍋爐執(zhí)行的排放限值比較

污染物項(xiàng)目老標(biāo)準(zhǔn)新標(biāo)準(zhǔn)適用條件限值適用條件限值煙塵第2時(shí)段和第3時(shí)段鍋爐50

100①

200②全部30SO2第2時(shí)段和第3時(shí)段鍋爐400

800②

1200①新建鍋爐100

200③現(xiàn)有鍋爐200

400③NOx

（以NO2計(jì)）Vdaf＜10%1100全部100

200④10%≤Vdaf≤20%650Vdaf＞20%450汞及其化合物－全部0.03注：①GB13223—2003實(shí)施前，環(huán)境影響報(bào)告書已批復(fù)的脫硫機(jī)組，以及位于西部非兩控區(qū)的燃用特低硫煤（入爐燃煤收到基硫分小于0.5%）的坑口電廠鍋爐執(zhí)行該限值；②以煤矸石等為主要燃料的資源綜合利用火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值；③位于廣西壯族自治區(qū)、重慶市、四川省和貴州省的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值；④采用“W”型火焰爐膛的火力發(fā)電鍋爐、現(xiàn)有循環(huán)流化床火力發(fā)電鍋爐，以及2003年12月31日前建成投產(chǎn)或通過建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書審批的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值。新老標(biāo)準(zhǔn)比較取消全廠二氧化硫排放速率設(shè)立特別排放限值增設(shè)燃?xì)忮仩t排放濃度限值基準(zhǔn)氧含量排放濃度折算方法環(huán)保部門對(duì)評(píng)價(jià)范圍內(nèi)的環(huán)保目標(biāo)需進(jìn)行監(jiān)測(cè)超細(xì)顆粒物效率較低振打清灰導(dǎo)致二次攜帶反電暈跳躍現(xiàn)象靜電除塵器運(yùn)行現(xiàn)狀問題現(xiàn)狀癥結(jié)1：超細(xì)顆粒物荷電特性癥結(jié)2：荷電顆粒電荷釋放癥結(jié)3：荷電顆粒清灰除塵技術(shù)現(xiàn)狀

存在的問題與發(fā)展趨勢(shì)燃煤排放的PM2.5細(xì)顆粒物不同的污染物處理工藝帶來二次污染情況一次源二次源二次源基于濕法煙氣脫硫技術(shù)的濕式靜電聯(lián)合脫除技術(shù)燃煤電廠排放的可吸入顆粒物分為：可過濾顆粒（一次PM）；機(jī)械性顆粒；顆粒較大，1-2.5μm；可凝結(jié)顆粒（二次PM）；氣體、蒸汽狀態(tài)；在環(huán)境中生成二次PM可過濾顆粒與可凝結(jié)顆粒的比例約為1:3可吸入顆粒物控制策略分析二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀陽極板的研究現(xiàn)狀陽極板結(jié)構(gòu)形式陽極板材料類型先進(jìn)除塵技術(shù)旋刷除塵，防止反電暈，尤其解決高比電阻粉塵的收集，減少二次揚(yáng)塵適應(yīng)于各種煤種靜電凝聚使濾袋表面粉層利于清灰，降低壓差高頻電源二次電壓紋波小、輸出效率達(dá)0.95、安裝簡(jiǎn)便等

ESP存在問題與發(fā)展趨勢(shì)濕式除塵技術(shù)的發(fā)展?jié)袷届o電除塵技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：高效去除微細(xì)顆粒物、低壓損、避免二次攜帶等；目前是有效解決濕法脫硫煙氣細(xì)微顆粒物排放的技術(shù)手段。濕式靜電除塵存在問題：水膜噴霧布置方式，水量消耗大；材料表面張力導(dǎo)致水膜形成不均；易出現(xiàn)“干斑點(diǎn)”和“火花放電”；材料耐蝕要求高，設(shè)備投資大。濕式靜電除霧技術(shù)現(xiàn)狀分析：硫酸、鈦白粉除去SO3和冶金焦化行業(yè)回收焦煤等；已經(jīng)形成了有色冶金、化工制酸、焦化和其它煤氣凈化工藝中除霧器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)文件;無沖洗水，脫除酸霧和吸收液，液相處理；改性PP材料，導(dǎo)電玻璃鋼，以管式和蜂窩式為主；處理流速較低，一般在1m/s；處理氣量50000m3/h。(a1)(b1)(b2)(a2)(a)(b)課題研究與工程實(shí)施情況機(jī)理→小試→中試→100MW小型工業(yè)裝置100MW深度凈化裝置煙氣參數(shù)情況名稱SO2HClHF粉塵溫度漿液滴單位ppmppmppmmg/m3℃mg/m3進(jìn)口167.4511.3540.97297143\出口18.581.261.471.1244~4520課題研究與工程實(shí)施情況300MW柔性電極煙氣深度凈化裝置湖南某機(jī)組除塵改造原方案湖南某機(jī)組最終除塵改造方案300MW機(jī)組深度凈化裝置施工現(xiàn)場(chǎng)300MW機(jī)組深度凈化裝置調(diào)試圖片本設(shè)計(jì)將柔性電極煙氣深度凈化裝置作為一個(gè)獨(dú)立裝置布置于吸收塔出口豎直凈煙道處，與吸收塔相互獨(dú)立。

平面布置益電煙囪煙羽排放對(duì)比（左：2013年3月8日9:00；中：2013年3月8日14:00；右：2013年3月18日18:30）研究?jī)?nèi)容及進(jìn)展安全可靠性研究5.中試與工業(yè)化應(yīng)用研究

1要解決什么問題？2采用什么試驗(yàn)方法？3試驗(yàn)系統(tǒng)與結(jié)論4柔性電極材料運(yùn)行可靠性分析電極與放電極表面始末清潔狀態(tài)對(duì)比(a)試驗(yàn)前；(b)運(yùn)行7個(gè)月后；(c)運(yùn)行三個(gè)月后；（d）常見故障(a)(b)(c)(d)經(jīng)濟(jì)性分析項(xiàng)目投資（萬元）運(yùn)行費(fèi)用(萬元)維護(hù)費(fèi)用(萬元)安全可靠性設(shè)置GGH1000130150堵塞傳熱元件柔性電極20003010~20可靠性高項(xiàng)目柔性極板WESP剛性極板WESP一次性投資（萬元）24004200引風(fēng)機(jī)用電增加（萬元）5050自身運(yùn)行年用電成本（萬元）33150堿耗無180kg/h消耗品（NaOH）（萬元）無100年維護(hù)費(fèi)用（萬元）15100年運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)（萬元）98400不同技術(shù)方案對(duì)比序號(hào)

工程或費(fèi)用名稱

電袋復(fù)合（2電+3袋）

電改袋（4袋）移動(dòng)電極（3電+1移）

每增加1個(gè)普通電場(chǎng)尾部加裝柔性電極裝置1合計(jì)（工程靜態(tài)投資）（萬元）～2300～2650～2200～1300～2400項(xiàng)目電袋復(fù)合電改袋移動(dòng)電極增加1個(gè)普通電場(chǎng)尾部加裝柔性電極裝置阻力導(dǎo)致引風(fēng)機(jī)的功率消耗（kW）1410940290220200空壓機(jī)功率消耗（kW）18060000冷凍干燥機(jī)功率消耗（kW）208000電除塵器運(yùn)行功率變化（kW）-200-400+200+100+130功率消耗合計(jì)（kW）1410608490320330運(yùn)行電耗（萬元）3551531238183維護(hù)檢修（含濾袋、袋籠更換）年費(fèi)用（萬元）3003501001515年運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)（萬元）6555032239698項(xiàng)目柔性電極方案移動(dòng)電極方案電改袋方案除塵器出口煙塵濃度≤100～150mg/Nm3（滿足脫