超低排放課件

燃煤電廠煙氣超低排放應用研究SichuanUniversity,Collegeof

ArchitectureandEnvironment目錄背景現(xiàn)狀積極意義問題建議技術路線背景現(xiàn)狀2012年以來，中國東部地區(qū)連續(xù)出現(xiàn)嚴重的灰霾天氣?；痣娦袠I(yè)產生的一次與二次PM2.5是重要的工業(yè)排放源，控制燃煤電廠排放的大氣污染物成為治理灰霾天氣的首要舉措。中國是世界第一煤炭消費國，2012年我國火電行業(yè)排放二氧化硫883萬噸、氮氧化物948萬噸、煙塵151萬噸，分別占全國總排放量的41.7％、40.6％、12.2％。國務院“節(jié)能減排十二五規(guī)劃”指出，要推進電力行業(yè)脫硫脫硝及大氣中細顆粒污染物（PM2.5）治理，加大工業(yè)煙粉塵污染防治力度，對火電、鋼鐵、水泥等高排放行業(yè)以及燃煤工業(yè)鍋爐實施高效除塵改造；大力推行清潔生產，到2017年底重點行業(yè)主要大氣污染物排放濃度下降30％以上。進入2014年7月，被稱為“史上最嚴”的中國火電大氣污染排放新標準開始執(zhí)行——《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223—2011）各國污染物排放限值美國NOX：117mg/m3SO2：160mg/m3PM：22.5mg/m3背景現(xiàn)狀日本NOX：200mg/m3SO2：200mg/m3PM：50~100mg/m3歐盟NOX：200mg/m3SO2：200mg/m3PM：30mg/m3污染物項目舊標準GB13223—2003新標準GB13223—2011燃煤鍋爐特別排放限值天然氣燃氣輪機組排放限值氮氧化物650mg/m3100mg/m3100mg/m350mg/m3二氧化硫400mg/m3200mg/m3（現(xiàn)有）100mg/m3（新建）50mg/m335mg/m3煙塵50mg/m330mg/m320mg/m35mg/m3超低排放有助于切實改善環(huán)境質量。我國環(huán)境問題的根源是排放量過大，二氧化硫、氮氧化物和煙粉塵，這三項常規(guī)指標排放量中，燃煤電廠排放占全國排放總量的1/3。有效降低燃煤電廠的排放水平，可以顯著減少這3項主要污染物的排放量，對改善環(huán)境質量具有積極作用。。實施超低排放的意義積極意義超低排放有助于推動技術進步。工業(yè)企業(yè)是大氣和水污染物排放的主要源頭。超低排放低于標準限值，追求超低排放可以刺激企業(yè)加大在脫硫、脫硝和優(yōu)化燃燒等新技術上的研發(fā)，倒逼企業(yè)引入新技術和環(huán)保產業(yè)設備，以更先進的技術和設備實現(xiàn)污染物排放量的降低，不斷提升自身治理水平。有助于解決我國面臨的資源瓶頸問題。許多城市將治理大氣污染的出路瞄準“煤改氣”，但是往往受制于氣源不足的問題。2013年中國天然氣的產量達到1210億立方米，消費量卻達到1692億立方米。超低排放為燃煤企業(yè)的生存發(fā)展提供了一種新思路，也有助于緩解我國燃氣供應壓力。積極意義國家發(fā)改委、國家能源局、環(huán)保部等部門2014年9月12日聯(lián)合印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）》意旨在全國范圍內推廣超低排放技術東部地區(qū)新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組的排放限值中部地區(qū)新建機組原則上接近或達到燃氣輪機組排放限值鼓勵西部地區(qū)新建機組接近或達到燃氣輪機組排放限值山西、浙江等地分別出臺扶持政策，通過電價補貼、改造獎勵等舉措，進一步推動超低排放。在政策利好的情況下，一股超低排放的建設或改造風，迅速從廣東、江蘇、山東、山西、陜西和四川等地席卷全國，“星星之火”漸成“燎原”之勢。技術路線超低排放控制技術1、煙塵控制技術目標限值：5mg/m3電除塵器配高頻電源＋濕式電除塵器（或）低低溫電除塵器控制技術1322、SO2控制技術目標限值：35mg/m3選擇低硫優(yōu)質煤+高效濕法脫硫技術3、NOX控制技術目標限值：50mg/m3爐內低氮燃燒技術+SCR煙氣脫硝技術技術路線WESP與DESP差別——清灰方式DESP——機械振打、聲波清灰等WESP——采用沖刷液沖洗電極，在極板上形成連續(xù)的液膜，使粉塵隨著沖刷液

的流動而清除煙塵排放控制技術將水噴至極板上將煙塵沖刷到灰斗中隨水排出，可以避免已捕集煙塵的二次飛揚，不受高比電阻粉塵的影響，可達到很高的除塵效率達到很高的除塵效率，同時還可以消除“石膏雨”現(xiàn)象。從美國的資料以及日本電廠運行情況來看，濕式電除塵器可以長期高效穩(wěn)定地除去煙氣中PM2.5等細顆粒物，煙塵排放濃度控制在5mg/m3以下，酸霧去除率超過95%，對汞的控制效果也很明顯。技術路線二氧化硫排放控制技術傳統(tǒng)石灰石-石膏濕法脫硫工藝雙塔串聯(lián)工藝：指煙氣依次經(jīng)過兩級逆流噴淋塔，對前塔出口的凈煙氣再次進行噴淋脫硫，以達到出口SO2濃度達到標準的目的。占地面積大、系統(tǒng)阻力大、投資高單塔多層噴淋工藝：在普通的逆流噴淋塔的基礎上，通過增加噴淋層數(shù)的方式增加液氣比，以提高脫硫效率。一般噴淋層總數(shù)達到5～6層，甚至達到7層。相應的需要增大漿池容積，同時氧化風機所需的壓頭也相應提高。節(jié)約了占地面積，但脫硫劑利用率降低、亞硫酸鈣的氧化率不穩(wěn)定單塔雙循環(huán)石灰石-石膏濕法脫硫工藝經(jīng)歷了兩次SO2脫除+兩級漿液循環(huán)一級循環(huán)：在較低pH值條件下運行，保證吸收劑的完全溶解和石膏的充分氧化，為石膏脫水系統(tǒng)的運行提供了良好條件，能得到優(yōu)質的石膏副產物，并降低氧化風機電耗二級循環(huán)：保證SO2最終的脫除效率，而不用追求亞硫酸鈣的氧化和石灰石溶解的徹底性，同時也不用考慮石膏結晶大小問題2級循環(huán)分別設有獨立的循環(huán)漿池、噴淋層技術路線低氮燃燒器控制NOx生成SCR技術脫除煙氣中Nox低氮燃燒后NOx濃度250mg/m3+SCR脫硝效率85%

→NOx排放濃度37.5mg/m3燃用揮發(fā)份較高的煙煤時先進的低氮燃燒后NOx濃度200mg/m3以下+SCR脫硝

→NOx排放濃度30mg/m3以下目標限值：50mg/m3爐內低氮燃燒技術+SCR煙氣脫硝技術加大運行過程中的脫硝噴氨量，可將脫硝效率提高5～7個百分點。催化劑填充模式：2+1或3+1

通常燃煤發(fā)電機組脫硝設施設計催化劑填充層共三層，新建投運的機組實際填充兩層，一般在機組脫硝運行達到三年時增加對另一層的填充，再過三年更換最早填充的其中一層，依次每三年更換一層填充。在此條件下，脫硝效率不低于80%。實施三層均填充催化劑，并將更換周期調整為每年一層，三年全部更換一遍，可將脫硝效率提高5個百分點以上?？刂频趸铮喝加酶邠]發(fā)分煙煤，采用先進的低氮燃燒技術，NOx產生濃度控制在200mg/m3以下，選擇SCR脫硝技術，設計3+1層催化劑，確保3層運行氮氧化物排放控制技術技術路線超低排放路線的發(fā)展過程歐洲燃煤電廠超低排放路線熱煙氣通過SCR選擇性催化脫硝，干式電除塵器DESP除塵前利用空預器使煙氣溫度降到120~140℃。為提高脫硫效率和控制水霧排放，在濕式脫硫FGD塔前后加裝熱交換器GGH，使煙氣溫度降到70~90℃再進入脫硫塔，脫硫后的煙氣從60℃左右再加熱到70~90℃排放。20世紀90年代初日本電廠超低排放路線日本為控制煙塵排放不高于10mg/m3，在傳統(tǒng)工藝路線的基礎上，加裝了濕式電除塵WESP。WESP安裝在脫硫塔FGD后、煙氣加熱交換器GGH前。技術路線日本20世紀90年代末低低溫電除塵技術低低溫電除塵技術是通過低溫省煤器或熱回收裝置（GGH）降低電除塵器入口煙氣溫度至酸露點溫度以下，一般在90℃左右，使煙氣中的大部分SO3在低溫省煤器或GGH中冷凝形成硫酸霧，黏附在粉塵上并被堿性物質中和，大幅降低粉塵的比電阻，避免反電暈現(xiàn)象，從而提高除塵效率，同時去除大部分的SO3，當采用低溫省煤器時還可節(jié)省能耗。技術路線在電除塵器前布置低溫省煤器，具有節(jié)能的效果，是目前國內采用在電除塵器前布置GGH，將煙氣溫度降低，同時將煙氣中回收的熱量傳送至濕法脫硫系統(tǒng)后的再加熱器，提高煙囪煙氣溫度，該工藝路線在日本應用非常廣。問題建議針對超低排放的質疑無法可依，無強制力目前，我國推行的火電廠大氣污染物排放標準，沒有對企業(yè)做出超低排放的要求。

一些觀點認為可以通過修訂標準，嚴格標準的途徑迫使企業(yè)做到與燃氣一樣的排放標準——？我國目前的標準和特別排放標準均已經(jīng)達到國際水平，嚴于其他很多國家標準的修訂要根據(jù)社會發(fā)展的整體水平而定，要綜合考量經(jīng)濟的可行性和技術的可達性，能夠滿足環(huán)境質量的要求等幾項原則。而也就使得現(xiàn)階段超低排放沒有合適的法律依據(jù)。問題建議針對超低排放的質疑系統(tǒng)復雜，適應性差超低排放要求企業(yè)在脫硫、脫硝、除塵三方面增加更多的環(huán)保設備，處理系統(tǒng)更加復雜，系統(tǒng)阻