大氣污染防治行動2013.8.5

1、第一節(jié) 大氣污染防治目前國務院已責成環(huán)保部牽頭，就全國大氣污染防治、全國水污染防治和全國農村環(huán)境保護三項內容，擬定有關行動計劃。周部長認為，全世界有三種不同的環(huán)境治理導向：一是以污染因素控制為導向，就是現在對氨氮等四項主要污染物的控制;二是以環(huán)境質量控制為導向;三是以環(huán)境風險防范為導向?！拔覀儸F在還處在以控制污染因素為導向的階段。PM2.5的控制就說明，我國已經開始進入以環(huán)境質量控制為導向的新階段?！敝苌t表示，本屆政府在環(huán)境保護方面要做好三件事：第一，以PM2.5為主的大氣污染防治治理;第二，以清潔水為重點的水的污染防治治理;第三，以農村環(huán)保和土壤污染為主的專項行動。首先是控制產能過剩，兩高

2、一資，特別是鋼鐵、水泥、平板玻璃、氧化鋁等高排放行業(yè)?！爸醒霙Q心很大。”周生賢表示。第二是實行能源結構調整;第三是在控煤的同時增加其他清潔能源，如風能、水能等?！爸袊斍碍h(huán)境問題特點是煤煙型，任何環(huán)境問題都與燒煤有關系。所以限煤增氣多用電，將減少污染。”周生賢說。第四是在提高機動車排放標準同時，提高機動車油品質量。初步考慮，機動車排放標準將從國四全面提高到國五，油品質量標準將從國三普遍提高到國四。第五，則是實行多種污染物協(xié)同控制。一、我國大氣污染現狀 當前我國大氣環(huán)境形勢十分嚴峻,在傳統(tǒng)煤煙型污染尚未得到控制的情況下,以臭氧、細顆粒物(PM2.5)和酸雨為特征的區(qū)域性復合型大氣污染日益突出,區(qū)

3、域內空氣重污染現象大范圍同時出現的頻次日益增多,嚴重制約社會經濟的可持續(xù)發(fā)展,威脅到人民的身體健康。“十一五”期間通過實施減排措施，大幅度推進治污工程建設,全國主要污染物化學需氧量和二氧化硫排放基本得到控制，環(huán)境惡化趨勢得到一定程度緩解，但總體環(huán)境形勢依然嚴峻。以化學需氧量為代表的水體有機污染尚未解決，部分水域富營養(yǎng)化問題突出；酸雨污染未得到有效緩解，二氧化硫、氮氧化物等轉化形成的細顆粒物污染加重，光化學煙霧頻繁發(fā)生，許多城市和區(qū)域呈現復合型大氣污染的嚴峻態(tài)勢。 據政府部門預測,十二五期間是我國全面建設小康社會的關鍵時期,工業(yè)化、城鎮(zhèn)化將繼續(xù)推進,到2015年GDP將增長37.52,煤炭消費量

4、將增長30%以上,汽車保有量將是10年的2倍。按目前污染控制力度,將新增二氧化硫、氮氧化物、工業(yè)煙粉塵、揮發(fā)性有機物的排放量分別達759萬噸、400萬噸、103萬噸,占2010年排放量的40、22、23。一方面,隨著除塵、脫硫事業(yè)的不斷深入,脫硝事業(yè)的逐漸發(fā)展,減排空間日益縮減;同時,對細顆粒物貢獻較大的揮發(fā)性有機物的控制仍處于起步階段,現有污染控制力度難以滿足人民群眾對改善環(huán)境空氣質量的迫切需求。因此,我國大氣污染防治面臨著嚴峻的挑戰(zhàn),改善嚴重的大氣污染現狀是系統(tǒng)性工程。而今年1-3月,我國中東部大部分地區(qū)被霧霾籠罩,部分地區(qū)出現連續(xù)40天的霧霾天氣,霧霾天氣其實為嚴重大氣污染現狀的主要表征

5、。2013年以來，我國大部分城市遭遇嚴重霧霾天氣，相關大氣治理政策頻出。在1月召開的全國環(huán)保工作會議上，環(huán)保部明確了主要污染物減排、加強PM2.5監(jiān)測及污染防治、深化重點流域綜合防治、加大農村環(huán)境保護力度等重點工作。今年“兩會”期間，針對霧霾問題，環(huán)保部強調將推動PM2.5納入污染物減排統(tǒng)計、實施城市空氣質量達標管理、在重點區(qū)域實施大氣污染物特別排放限值等。國家嚴格控制大氣污染物新增量，以倒逼產業(yè)結構升級和企業(yè)技術進步，這也是大氣領域第一次限制污染物排放總量。二、大氣污染防治行動計劃隨著霧霾天氣越發(fā)嚴重，將環(huán)境治理考核指標與政績考核掛鉤已刻不容緩。受霧霾天氣影響，大氣污染防治的行動計劃有望最先

6、出臺，隨著政策進一步清晰，市場焦點將轉移至水污染和全國農村環(huán)保領域。行動計劃將全國分為重點區(qū)域和非重點區(qū)域，并對京津冀、長三角、珠三角等不同地區(qū)設定了不同PM2.5控制目標，其中京津冀地區(qū)目標最嚴，因為該區(qū)域大氣污染最嚴重?！杯h(huán)境規(guī)劃院副院長兼總工程師王金南對本報記者表示。公開資料顯示，不少城市已經提前披露了新的PM2.5控制目標，比如上海初定2017年的年均濃度比2012年下降20。由環(huán)保部牽頭的全國大氣污染防治行動計劃近期有望提交國務院常務會議審議。重新制定的行動計劃的要點是：1. 治污范圍由重點區(qū)域擴大至全國，覆蓋面更廣；2. 將大氣污染防治目標納入政府約束性考核指標；3. 明確提出大氣

7、治污總投入金額超過萬億；4. 重點區(qū)域治污標準提高。環(huán)境保護部部長周生賢日前在“生態(tài)文明貴陽國際論壇2013年年會”上透露，由環(huán)保部牽頭制定的大氣污染防治行動計劃，將于7月底8月初全文公布。行動計劃一共分十條，包括35塊，主要有五個方面內容。其中，對于控制鋼鐵、水泥等行業(yè)的產能過剩，此次中央決心很大。大氣污染防治必須采取區(qū)域聯(lián)防聯(lián)治,京津冀及山西、山東、內蒙的部分省市是區(qū)域聯(lián)防重點。周部長認為：進行產業(yè)結構優(yōu)化升級是治理PM2.5污染的治本之策。未來將加快淘汰落后產能，提前一年完成鋼鐵、水泥、電解鋁、平板玻璃等21 個重點行業(yè)“十二五”淘汰任務。周生賢指出，國家應加快推進能源結構調整。以煤為主

8、的能源結構是造成大氣污染的主要原因，“中國如果多燒一億噸煤，什么事都完不成”。因此，要強化能源消費總量控制，推進煤炭高效清潔利用，提高原煤入洗率，推廣使用潔凈煤，并增加天然氣、煤制甲烷、煤層氣供應，發(fā)展核電、水電、風能和生物質能，提高清潔能源比重。根據行動計劃在機動車治污方面，我國準備將汽車排放從國四標準全面提高到國五標準，汽油標準從國三標準普遍提高到國四標準?！盀榱藢崿F行動計劃確定的目標，整個計劃總體投資的需求將近1.7萬億左右，其中包括國家、企業(yè)和社會多方面的投入?！蓖踅鹉蠈Ρ緢蠓治?，雖然淘汰產能會對經濟起到負面影響，但總體來說其將產生正面的效應，預計將拉動GDP增長2.5萬億。國務院近日

9、召開常務會議確定部署大氣污染防治十條措施，著重強調突出重點、分類指導、多管齊下、科學施策，把調整優(yōu)化結構、強化創(chuàng)新驅動和保護生態(tài)環(huán)境結合起來，用硬措施完成硬任務，確保防治工作早見成效，促進改善民生，培育新的經濟增長點。確定的防治工作十條措施包括：1. 減少污染物排放，全面整治燃煤小鍋爐，加快重點行業(yè)脫硫脫硝除塵改造，整治城市揚塵，提升燃油品質，限期淘汰黃標車；2. 嚴控高耗能、高污染行業(yè)新增產能，提前一年完成鋼鐵、水泥、電解鋁、平板玻璃等重點行業(yè)“十二五”落后產能淘汰任務；3. 大力推行清潔生產，重點行業(yè)主要大氣污染物排放強度到2017年底下降30%以上；4. 加快調整能源結構，加大天然氣、煤

10、制甲烷等清潔能源供應；5. 強化節(jié)能環(huán)保指標約束，對未通過能評、環(huán)評的項目，不得批準開工建設，不得提供土地、貸款、供電供水支持；6. 推行激勵與約束并舉的節(jié)能減排新機制，加大排污費征收力度及對大氣污染防治的信貸支持，加強國際合作，大力培育環(huán)保、新能源產業(yè)；7. 用法律、標準“倒逼”產業(yè)轉型升級，制定、修訂重點行業(yè)排放標準，建議修訂大氣污染防治法等法律，強制公開重污染行業(yè)企業(yè)環(huán)境信息，公布重點城市空氣質量排名，加大違法行為處罰力度；8. 建立環(huán)渤海包括京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機制，加強人口密集地區(qū)和重點大城市PM2.5治理，構建對各?。▍^(qū)、市）的大氣環(huán)境整治目標責任考核體系；9. 將

11、重污染天氣納入地方政府突發(fā)事件應急管理，根據污染等級及時采取重污染企業(yè)限產限排、機動車限行等措施；10. 樹立全社會“同呼吸、共奮斗”的行為準則，地方政府對當地空氣質量負總責，落實企業(yè)治污主體責任，國務院有關部門協(xié)調聯(lián)動，倡導節(jié)約、綠色消費方式和生活習慣，動員全民參與環(huán)境保護和監(jiān)督。三、大氣污染防治技術 （一）除塵設備火電廠除塵主要采用靜電除塵器、袋式除塵器和電袋組合除塵器。表 火電廠除塵技術除塵器類型實用性應用袋式除塵器適用于燃用一切燃料的火電廠在澳大利亞得到普遍應用，在美國、日本和歐洲也得到較多地應用。在國內已有在大型火電廠成功運行的先例，技術成熟，在國內300MW以下運行經驗豐富。靜電除

12、塵濕法脫硫適用于易于電除塵器收集的飛灰，且灰份不宜太高。技術成熟，得到廣泛應用。靜電除塵袋式除塵適用于燃用一切燃料的火電廠。主要適用于老廠改造， 在電除塵器后增加一級袋式除，稱為“緊湊型”（Compact）結構在美國一些電廠中得到應用。1. 靜電除塵器 近年來，我國新建燃煤火電廠煙氣除塵絕大部分采用了靜電除塵器，我國生產的靜電除塵器技術水平已接近國際先進水平，能滿足各種容量火電機組的需要。電除塵器最大的優(yōu)點是設備阻力低，處理煙氣量大，去除率高，運行費用低，維護工作量少，使用溫度范圍廣。但是，鍋爐工況和負荷變化影響其除塵效率，燃煤煤質（粉塵比電阻變化）影響其除塵效率，例如，在燃用硫含量低，煤灰比

13、電阻高的準格爾煤時，靜電除塵器的除塵效率很難進一步提高。一般情況下，靜電除塵器設備維護只能在停運下進行。2. 袋式除塵器 布袋除塵器是一種高效、穩(wěn)定的干式除塵器，在發(fā)電鍋爐和工業(yè)鍋爐廣泛地應用。由于袋式除塵器不受煙塵比電阻的影響，而且去除細顆粒物的能力優(yōu)于電除塵器，是一種高效除塵設備。 發(fā)電鍋爐采用布袋式除塵器最積極的國家是澳大利亞。因為該國的發(fā)電廠普遍使用的是低硫煤，含硫量多在0.40.5之間，煤灰中SiO2和A12O3含量在85左右、Na2O含量在0.4左右。電除塵器對這種特性的煤灰比較難以收集。當排放標準提高后，原有的電除塵器不能滿足要求，所以在1972年有電廠開始改用布袋式除塵器并取得

14、了成功后，其他發(fā)電廠也紛紛改用布袋式除塵器。布袋除塵器優(yōu)點有：（1）排出顆粒物濃度低，一般低于50mg/m3，甚至可以達到10mg/m3。（2）顆粒物排放濃度不受比電阻濃度和粒度等性質影響。鍋爐負荷變化、煙氣量的波動對布袋除塵器出口濃度影響小。（3）布袋除塵器一般采用分室結構，從而使除塵器可以輪換檢修，而不影響鍋爐的運行，設備可用率高。（4）布袋除塵器對微細顆粒物的捕集效率更高，與靜電除塵器相比，可以更有效地去除飛灰中的重金屬離子。（5）布袋除塵器結構和維護簡單。（6）布袋除塵器的關鍵部件濾料材質和壽命已有了突破，使用壽命一般可保證2年以上，最高甚至6年以上。（7）布袋除塵器和某些煙氣脫硫工藝

15、相結合，可提高脫硫裝置的脫硫效率。布袋除塵器的缺點有：（1）由于鍋爐的類型、燃燒方式、燃燒煤種以及燃煤粒度等各不相同，產生的煙氣性質也各不相同，顆粒物的濃度、粒度、煙氣成分（氧含量、SOx、NOx、水分等）、露點等各不相同，對布袋除塵器的操作和維護提出了較高的要求。（2）鍋爐運行負荷穩(wěn)定與否，將直接影響布袋式除塵器濾料的壽命。尤其是在點火、啟動和停爐的情況下，煙氣中的油類雜質較多的時候。（3）濾料的使用壽命是該設備成功與否的關鍵。其濾料使用壽命達到2年以上，布袋除塵器在經濟上才具有合理性。（4）布袋除塵器壓力損失較大，若清灰系統(tǒng)失靈，將導致系統(tǒng)阻力急劇升高，甚至影響鍋爐運行。濾袋是布袋除塵器最

16、關鍵的設備之一，直接影響除塵效率。濾袋壽命的長短，對除塵器運行性能的評定起著關鍵的作用，一般與濾袋材質、制作質量、過濾煙氣溫度、流穿濾袋速度等有關。此外，與清灰的壓力、時間、頻率也有關。近幾年來，國內許多科研單位進行了大量的研究，并且在布袋除塵器技術研究、設計、制造和應用方面已有相當的基礎，己能生產制造用于電站鍋爐煙氣的布袋除塵器。但還需要進一步加強適用于電站鍋爐煙氣除塵的濾料的研究和生產。3. 電袋復合除塵器 電袋復合式除塵器綜合了電除塵器和袋式除塵器的優(yōu)點，其工作原理為：前級電場預收煙氣中70%80%以上的顆粒物量；后級袋式除塵裝置攔截收集煙氣中剩余顆粒物。其中，前級電場的預除塵作用和荷電

17、作用為提高電袋復合除塵器的性能起到了重要作用。目前開發(fā)出的新型高效除塵器主要有“預荷電+布袋”形式、“靜電-布袋”并列式和“靜電布袋”串聯(lián)式。電袋復合除塵器優(yōu)點有：電袋復合除塵器前級電除塵和后級袋式除塵共用同一殼體，適合現有電廠的改造；電袋復合除塵器除塵效率高效、穩(wěn)定，煙塵排放濃度可達到50mg/m3，甚至更低；技術適應性強，電袋復合除塵器的除塵效率不受高比電阻細微顆粒物、煤種和煙灰特性影響；濾袋使用壽命高，清灰周期長，能耗小，一次投資和運行費用低于單獨采用袋式除塵器的費用。表111 常見除塵設施一覽表處理設施作 用用 途重力沉降室含塵氣進入沉降室流速降低，顆粒物在重力作用下沉降除塵效率較低，

18、常用于一級除塵慣性除塵器利用粉塵的慣性力大于其體的慣性力，將其分離除塵效率較低，常用于一級除塵旋風除塵器利用旋轉的含塵氣流產生的慣性力將顆粒物分離除塵效率可達80左右，一般作預除塵袋式除塵器含塵氣流穿過許多濾袋時粉塵被濾出，排除除塵效率較高，可達99以上靜電除塵器利用靜電力從廢氣中分離塵顆粒除塵效率較高，可達99濕式除塵利用洗滌液與含塵氣體充分接觸，將塵粒洗滌、凈化除塵效率較高，可達95以上表12 各類除塵器的除塵效率表類型除塵方式平均除塵率（）類型除塵方式平均除塵率（）重力除塵器干式沉降室63.4(50)(4050)組合旋風除塵器陶瓷多管旋風71.3(9599)濕式沉降室(80)(6080)

19、金屬多管旋風83.3慣性除塵器立帽式48.5(4050)濕式除塵器濕法噴淋、沖擊、降塵76.1普通旋風除塵器XDF旋風75.1(8098)管式水膜75.6XCX旋風88.5(90)麻石水膜88.4(90)異型旋風除塵器XLP型（CLP）旁室式旋風除塵器83.3其他旋風水膜83.3擴散式旋風除塵器85.8SW型鋼管水膜93.0SG型錐式旋風89.5濕式文丘里水膜兩級除塵96.8XZY型消煙旋風80靜電除塵器管式靜電85.1雙旋風除塵器XSW（原DG）臥式雙級旋風80.6(8487.5)板式靜電89.7CR型雙級渦旋除塵器(8590)百葉窗加電除塵95.2XPX型下排煙式旋風93(92)電除塵97

20、XS型雙旋風除塵器(9094)二級電除塵99.5組合旋風除塵器XLG（CLG）多管旋風79.9布袋除塵器玻璃纖維布袋99XZZD450旋風90.3復式布袋除塵99.5XZZD550、75093.6復式電袋除塵99.98XWD臥式多管旋風94.1(95)表13 燃煤電廠主要除塵技術分析技術名稱適用范圍除塵效率運行成本說明電除塵（一般三、四或五電場）環(huán)境非敏感地區(qū)；煤種比電阻適中的新建或改造機組三、四、五電場電除塵器的除塵效率分別為：98、99.5、99.6以上，粉塵初始濃度在30g/m3以下，排放濃度可達50mg/m3左右，有時可達20mg/m3以下電除塵器的一次投資為50-100 元/kW；治

21、理成本為30-80 元/t塵。除塵器電耗占火電廠發(fā)電量的0.1%0.4。三電廠設備電耗31kw/10萬m3h煙氣、四電廠設備電耗41kw/10萬m3h煙氣、五電廠設備電耗51kw/10萬m3h煙氣電除塵器效率很高，特別是對細顆粒物去除效率高；運行溫度一般小于200；運行成本低；可在任何正壓力條件下運行；不適用于比電阻過高和過低的粉塵袋式除塵環(huán)境敏感地區(qū)或排放標準要求嚴格地區(qū)的新建機組或改造機組；特殊煤種、循環(huán)流化床鍋爐、干法脫硫后的煙氣除塵；大氣環(huán)境非敏感地區(qū)的新建機組或改造機組可根據煤種及經濟條件選擇采用粉塵初始濃度在30g/m3以下，排放濃度可達14-17mg/m3一次投資在100 元/k

22、W 左右；袋式除塵器運行費用包括運行時因能量消耗和濾料更換及維修費用等，一般為300 元/t塵運行溫度一般小于200；過濾速度通常在0.01 到0.04m/s之間，因應用、過濾器類型和織物而異； 濾袋壽命隨著煤的硫含量升高和過濾速度的升高而下降；單個濾袋在平均年過濾率達到所安裝的濾袋的約1%時出現故障電袋復合式除塵環(huán)境敏感地區(qū)的新建或改造機組；大氣環(huán)境非敏感地區(qū)的新建或改造機組可根據煤種及經濟條件選擇采用。除塵效率大多可保持在99.9以上，粉塵初始濃度在30g/m3以下，排放濃度可達10-12mg/m3初期投資介于電除塵和帶式除塵之間，運行費用為200元左右/t塵運行溫度一般小于200；運行成

23、本較袋式除塵器低；可在任何正壓力條件下進行（二）氮氧化物減排技術表 14 火電廠脫硝技術脫硝技術類型實用性高效低氮燃燒器SCR排放限值為200mg/m3和100mg/m3時高效低氮燃燒器SNCR低氮燃燒技術排放限值為400mg/m3和300mg/m3時（1）低氮燃燒技術低氮燃燒技術主要分為低氮燃燒器和分級燃燒技術。（現在的低氮燃燒技術包括：低過?？諝馊紵夹g；空氣分級燃燒技術；燃料分級燃燒技術；煙氣再循環(huán)技術。），低氮燃燒技術的減排效率可以達到2060。低氮燃燒技術大致經歷了如下三個發(fā)展階段：（1）第一代以低過剩空氣系數、降低空氣預熱溫度、燃燒器退出運行和濃淡燃燒器燃燒、爐膛內煙氣再循環(huán)等技術

24、為代表；（2）第二代以低氮燃燒器（LNB，其功能是將空氣分級）、燃燒器處煙氣再循環(huán)、上部燃盡風等技術為代表；（3）第三代以低氮燃燒器（LNB，其功能是同時兼顧空氣分級和燃料分級）、爐膛內再燃燒/爐膛內還原等技術為代表。第一代技術的特點是不要求燃燒系統(tǒng)做大的改動，其方法最簡單易行，當然效果也較小。第二代技術的特點是降低燃燒器一次風區(qū)域內的氧濃度，從而相應的降低峰值溫度。第三代技術的特點是還原已經在燃燒器區(qū)域或爐膛內生成的氮氧化物。低氮燃燒技術的減排效率可以達到2050。（2）選擇性催化還原法（SCR）煙氣脫硝技術選擇性催化劑還原煙氣脫硝技術（SCR）是采用垂直的催化劑反應塔與無水氨，從燃煤燃燒裝

25、置及燃煤電廠的煙氣中除去氮氧化物（NOx）。具體為采用氨（NH3）作為反應劑，與鍋爐排出的煙氣混合后通過催化劑層，在催化劑層，在催化劑的作用下將NOx還原分解成無害的氮氣（N2）和水（H2O）。該工藝脫硝率可達90%以上，NH3逃逸低于5ppm,設備使用效率高，基本上無二次污染，近年來， SCR煙氣脫硝技術發(fā)展很快,在歐洲和日本得到廣泛的應用，是目前世界上先進的電站煙氣脫硝技術，在全球煙氣脫硝領域市場占有率高達98%。氨催化還原煙氣脫硝技術是目前應用最多的技術。SCR煙氣脫硝技術的運行成本主要受催化劑壽命的影響，選擇性非催化還原技術是用NH3、尿素等還原劑噴入爐內與NOX進行選擇性反應，不用催

26、化劑，但必須在高溫區(qū)將還原劑噴入爐膛溫度為8501100的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOX進行SNCR反應生成N2，該方法是以爐膛為反應器。3層催化劑SCR反應器的脫硝效率可達90%。但是，SCR技術改造的投資成本高，占地面積大，另外還存在廢舊催化劑的處理等問題，小、舊鍋爐采用此技術的經濟效益較低.（3）選擇性非催化還原法（SNCR）煙氣脫硝技術選擇性非催化還原法（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）工藝，是一種不用催化劑，還原NOx的方法。把含有NHx基的還原劑（如氨氣、氨水或者尿素等）噴入爐膛溫度為8001100的區(qū)域，該

27、還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產物，隨后NH3與煙氣中的NOx進行SNCR反應而生成N2。選擇性非催化還原法（SNCR）一般采用爐內噴氨、尿素或氫氨酸作為還原劑還原NOx。還原劑只和煙氣中的NOx反應，一般不與氧反應，該技術不采用催化劑，所以這種方法被稱為選擇性非催化還原法（SNCR）。由于該工藝不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為8501100的區(qū)域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應生成N2和水。該技術以爐膛為反應器。一種不需要催化劑的選擇性還原過程或許更加誘人，這就是選擇性非催化還原技術。該技術是用NH3、尿素等還原劑噴入爐內與NOX進行選擇性反應，不用催

28、化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為8501100的區(qū)域，該還原劑（尿素）迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOX進行SNCR反應生成N2，該方法是以爐膛為反應器。（4）SNCR+SCR混合法煙氣脫硝技術SNCRSCR混合法脫硝技術是在SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術的同時，利用SNCR逃逸氨和后段的SCR催化劑進行催化反應，其反應原理與SNCR和SCR法相同。SNCRSCR混合法工藝具有兩個反應區(qū)，通過布置在鍋爐爐墻上的噴射系統(tǒng)，首先將還原劑噴人第一個反應區(qū)鍋爐爐膛，在高溫下尿素溶液與煙氣中no 發(fā)生非催化還原反應，實現初步脫氮；并且在鍋爐高溫下產生的逃逸氨與鍋爐煙氣混合，進入

29、第二個反應區(qū)scr反應器，在催化劑的作用下，氨氣和nox進行化學還原反應，生成無害的氮氣和水。 目前國內大型電廠一般采用SCR；水泥廠、小型鍋爐一般采用SNCR+低氮燃燒。SCR脫硝效果小，投資成本高，SNCR投資低，但是效果差。根據工程應用情況來看，SNCR的適應性相對較差，且其脫硝率較SCR的最高可達90%以上有不小差距，因此在國家污染物排放法規(guī)越來越嚴的情況下（14年要求全部電廠排放濃度低于100mg/m3），SCR已成為絕大多數的選擇。還原劑無論采用尿素、液氨或氨水的哪一種，最終都是生成氨氣（氨水是直接噴入），只是存儲、輸送系統(tǒng)不同，且三者運輸、投資、運行成本和安全要求差異較大，綜合來

30、說液氨最經濟劃算，尿素最安全。表15脫硝方法原理 反應條件脫硝效率運行成本選擇性催化還原法（SCR脫硝技術）SCR系統(tǒng)NOX脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOX反應。有一小部分氨不反應而是作為氨逃逸離開了反應器。一般來說，對于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會增加，為了維持需要的NOX脫除率，就必須增加反應器中NH3/NOX摩爾比。當溫度低于 800時，反應速度很慢，此時需要添加催化劑。 SCR可分為高溫工藝、中溫工藝和低溫工藝，高溫工藝的適宜溫度范圍為345590；中溫工藝的適宜溫度范圍為260380；低溫工藝的適宜溫度范圍為8

31、0300。5060加低氮可達8090每度電脫硝運行費用為0.015元計非選擇性還原催化法煙氣脫硝技術（SNCR脫硝技術）是在無催化劑參與條件下，以含氨基的還原劑將煙氣中的NO還原為N2和H2O。在不添加催化劑的條件下，較理想的還原反應為 800900， 一般為25%50%。加低氮可達5060SNCR技術脫硝成本低SNCR+SCR組合脫硝技術脫硝綜合改造技術是通過燃燒改造使氮氧化物的排放由600800mg/m3降至350400mg/m3，再利用SNCR技術使其降至200mg/m3，最后采用SCR的簡化模式使NOX排放濃度降到100mg/m3以下加低氮可達85注：NH3 的反應最佳溫度區(qū)為 850

32、1100。當溫度過高，氨分解使 NOx 還原率降低；溫度過低，氨逃逸增加，也會降低NOx 還原率。SCR反應器在鍋爐煙道中一般有三種不同的安裝位置，即熱段/高灰布置、熱段/低灰和冷段布置。（1）熱段/高灰布置：反應器布置在空氣預熱器前溫度為350左右（300400的范圍內）的位置。（2）熱段/低灰布置：反應器布置在靜電除塵器和空氣預熱器之間，采用這一方案的最大問題是，靜電除塵器無法在300400的溫度下正常運行，因此很少采用。（3）冷段布置：反應器布置在煙氣脫硫裝置（FGD）之后，這樣催化劑將完全工作在無塵、無SO2的“干凈”煙氣中，由于不存在飛灰對反應器的堵塞及腐蝕問題，也不存在催化劑的污染

33、和中毒問題，因此可以采用高活性的催化劑，減少了反應器的體積并使反應器布置緊湊。當催化劑在“干凈”煙氣中工作時，其工作壽命可達35年（在“不干凈”的煙氣中的工作壽命為23年）。這一布置方式的主要問題是，當將反應器布置在濕式FGD脫硫裝置后，其排煙溫度僅為5060，因此，為使煙氣在進入催化劑反應器之前達到所需要的反應溫度，需要在煙道內加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器，或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣，從而增加了能源消耗和運行費用。對于一般燃油或燃煤鍋爐，其SCR反應器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間，因為此區(qū)間的煙氣溫度剛好適合SCR脫硝還原反應，氨被噴射于省煤器與SCR反應器間煙道內的適當位置，使

34、其與煙氣充分混合后在反應器內與氮氧化物反應，SCR系統(tǒng)商業(yè)運行業(yè)績的脫硝效率約為70%90%。序號技術脫硝率序號技術性能1低氮燃燒技術LNB2050%6熱解法 ULTRA8090%尿素SCR技術2燃燼風 OFA3060%7SCR 系統(tǒng)設計最佳SCR性能3高能量反應劑技術 HERT 3065%8GSG嚴格滿足SCR煙氣流要求4SNCR2050%9節(jié)能法 TIFI提高鍋爐及汽輪機的性能和效率5SNCR/SCR 混合法5090%10煙氣調質系統(tǒng)（三）脫硫設備表16 火電廠脫硫技術排放限值脫硫技術類型限值為100mg/m3時低硫煤(硫分1)，并安裝脫硫效率超過95%的煙氣脫硫裝置，或改用IGCC等其他

35、發(fā)電工藝限值為200mg/m3時應采用低硫煤(硫分1.5)，并安裝脫硫效率超過95%的煙氣脫硫裝置目前我國火電行業(yè)主要應用的脫硫技術有爐內脫硫的噴脫硫劑法、流化床法和爐后脫硫的石灰石石膏法、氨法和海水法。另外，干法技術有噴脫硫劑法和流化床法等；半干法技術主要指旋轉噴霧干燥法；再生法有堿式硫酸鋁法、活性炭法等。SO2/NOX聯(lián)合脫除技術有吸附法、電子束法、等離子體法等。2011年在全國已投運的煙氣脫硫機組中，石灰石-石膏濕法仍是主要脫硫方法，占92。其余脫硫方法中，海水法占3，煙氣循環(huán)流化床法占2%，氨法占2，其他占1。一般石灰石石膏法每度電脫硫運行費用為0.015元。其中脫硫設備運行電費一般每

36、度電為0.01元，其他費用0.005元?；痣姛煔饷摿蚬に嚲C合比較情況見表2-64所示。表17 火電煙氣脫硫工藝綜合比較表工藝名稱石灰石-石膏法簡易濕法氨法脫硫旋轉噴霧干燥法爐內噴鈣，煙氣增濕法海水吸收法循環(huán)流化床法電子束輻照法工藝流程 主流程簡單，制漿部分復雜 較簡單 脫硫部分簡單，制肥部分復雜 制漿部分復雜 較簡單 簡單 簡單 較簡單 鈣硫比 1.05 1.1 -1.5 22.5 -1.2 -脫硫率 9065 9560 755070 90 65808085 脫硝率 7-30-80耗電站發(fā)電容量比例 1.52 1 11.5 1 0.5 11.5 0.5 22.5 占地面積km2300MW機組3

37、523.5 35 23.5 1.52 35 12 67 煙氣再熱 需 需 需 不需 不需 需 不需 需 脫硫成本（元/）11.40.81350.91.20.8111.11.41.6注：本文參照黃偉等.火電廠煙氣脫硫工藝技術經濟分析與選擇. 中國科協(xié) 2004 年學術年會電力分會場暨中國電機工程學會 2004 年學術年會論文集。大部分脫硫煙道都配備有旁路擋板（正常情況下處于關閉狀態(tài)）。在緊急情況下或啟動時，旁路擋板打開，以使煙道氣繞過二氧化硫脫除裝置，直接排入煙囪。脫硫設施的主要缺陷有堵灰、積灰、壓差大、密封片不嚴。存在的主要問題有：凈化煙氣攜帶漿液導致沉積結垢引起堵塞；煙塵引起GGH(煙氣換熱

38、器)堵塞；設計不合理引起GGH堵塞；當吸收塔內pH值較高，煙氣中CaCO3含量較多會導致石膏結晶于換熱器內部，引起堵塞；吸收塔液位過高，漿液倒流，造成GGH堵塞；運行時GGH不吹掃，容易產生自然結垢；除霧器堵塞；吸收塔漿液鈣含量高，導致GGH堵塞。影晌濕式石灰石-石膏法脫硫效率的因素：（1）石灰石品質對脫硫效率的影響。石灰石礦中CaCO3的含量從5090分布不均。送入同量的石灰石漿液，純度低的石灰石漿液難以維持吸收塔罐中的pH值，使脫硫效率降低。（2）鈣硫比對脫硫效率的影響。要達到較高的脫硫效果，Ca/S摩爾比必須大于l，當Ca/S=1.021.05時，脫硫效率最高，當鈣硫比大于1.05以后，

39、脫硫率開始趨于穩(wěn)定。表1-8 各種條件下去除1kg SO2需消耗石灰石量對照表（kg石灰石/kg SO2）Ca/S純度60純度70純度80純度85純度901.012.6262.2511.9701.8541.7511.032.6782.2952.0091.8901.7851.052.7302.3402.0481.9271.8201.072.7822.3852.0871.9641.8551.102.8602.4512.1452.0191.907我國目前采用的煙氣脫硫技術，主要是濕式石灰石-石膏法工藝和設備。這一技術雖然對減輕煙氣中的SO2污染起到了重要作用，但同時又產生了硫化石膏副產品。其中濕式石

40、灰石-石膏法設備每處理1t SO2就會產生脫硫石膏2.7t。石灰石-石膏法脫硫效率控制因素1. pH值：漿液pH值升高，一方面由于液相傳質系數增大，S02的吸收速率增大：另一方面，由于在pH值較高(大于6.2)的情況下脫硫產物主要是CaS031/2H20，其溶解度很低，極易達到過飽和而結晶在塔壁和部件表面上，形成很厚的垢層，造成系統(tǒng)嚴重結垢。當pH低于6時，S02的吸收速率下降幅度減緩；當pH值降到4以下時，漿液幾乎不再吸收S02。漿液的低pH值有利于石灰石的溶解和CaS031/2H20的氧化，而高pH值則有利于S02的吸收，二者互相對立。一般情況下，控制吸收塔漿液的pH值在5.45.5之間，

41、能使脫硫反應的Ca/S(物質的量)保持在設計值1.02左右，獲得較為理想的脫硫率，同時又使?jié){液中CaC03的含量低于1。2. 液氣比L/G：液氣比(LG)是指單位時間內吸收塔再循環(huán)漿液與吸收塔出口煙氣的體積比，液氣比一般控制在18L/m3左右。3. 吸收液過飽和度：石灰石漿液吸收S02后生成CaS03和CaS04。石膏結晶速度依賴于石膏的過飽和度。在循環(huán)操作中，當超過某一相對飽和度值后，石膏晶體就會在懸濁液內已經存在的石膏晶體上生長。當相對飽和度達到某一更高值時，就會形成晶核，同時石膏晶體會在其他物質表而上生長，導致吸收塔漿液池表而結垢。此外，晶體還會覆蓋那些還未及反應的石灰石顆粒表面，造成石

42、灰石利用率和脫硫效率下降。正常運行的脫硫系統(tǒng)過飽和度一般應控制在120130。向吸收液添加含有Mg2+、CaCl2?；蛞讯岬忍砑觿部山档虲aS03和CaS04的過飽和度。不僅可以防止結垢，而且可以提高石灰石的活性，從而提高脫硫效率。4. Ca/S: Ca/S=加入CaC03的摩爾數/吸收塔進口煙氣中S02的摩爾數。石灰石品質對脫硫效率的影響，石灰石礦中CaCO3的含量從5090分布不均。送入同量的石灰石漿液，純度低的石灰石漿液難以維持吸收塔罐中的PH值，使脫硫效率降低。吸收塔的漿液濃度一般在2030，Ca/S在1.02-1.05之間。目前我國90以上的脫硫設施為石灰石石膏法，石灰石石膏法

43、的脫硫量可依據石灰石消耗量判斷。以下我們對各種條件下（不同的石灰石純度、不同的Ca/S）去除1kg SO2需消耗石灰石量進行計算得出下表2-73所列數據，可供核查計算時方便查對。5. 吸收塔內煙氣流速：提高吸收塔內煙氣流速，一方面可以提高氣液兩相的湍動，降低煙氣與液滴間的膜厚度，提高傳質系數：另一方面，噴淋液滴的下降速度將相對降低，使單位體積內持液量增大，增大了傳質面積，增加了脫硫效率。但是，煙氣流速增大，則煙氣在吸收塔內的停留時間相對減小，脫硫效率會下降。煙氣流速的增加無疑將減小吸收塔的塔徑，減小吸收塔的體積，對降低造價有益。然而，煙氣流速的增加將對吸收塔內除霧器的性能提出更高要求，同時還會

44、使吸收塔內的壓力損失增大，能耗增加。目前，將吸收塔內煙氣流速控制在3.54.5m/s較合理。6. 吸收液停留時間：吸收液停留時間延長將有利于提高吸收液的利用率，但吸收液停留時間過長將會使沉淀槽容積增大，氧化空氣量和攪拌機的容量增大，導致土建和設備費用及能耗的增加。吸收液停留時間過長，由于循環(huán)泵和攪拌器的運行所造成的剪切力和石膏顆粒撞擊和摩擦，容易使石膏晶體破碎，不利于脫水處理。運行經驗表明，濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的吸收液停留時間以1224h為宜。7. 石灰石純度的影響：石灰石中的雜質對石灰石顆粒的消溶起阻礙作用，并且雜質含量越高，這種阻礙作用越強。石灰石漿液中Mg，Al等雜質對提高脫硫效率雖有有利的

45、一面，但更不利的是，當吸收塔pH值降至5.1時(運行控制要求在5.5左右)，煙氣中的F與A13+化合成F-A1復合體，形成包膜覆蓋在石灰石顆粒表面。Mg2+的存在對包膜的形成有很強的促進作用。這種包膜的包裹將引起石灰石的活性降低，也就降低了石灰石的利用率。另一方而，雜質MgC03、Fe203、A1203均為酸易溶物，它們進入吸收塔漿液體系后均能生成易溶的鎂、鐵、鋁鹽類。由于漿液的循環(huán)，這些鹽類將會逐步富集起來，漿液中大量增加非Ca2+離子，將弱化CaC03在溶液體系中的溶解和電離。所以，石灰石中這些雜質含量較高，會影響脫硫效果。此外，石灰石中的雜質Si02難以研磨，若含量高會導致研磨設各功率消

46、耗大、系統(tǒng)磨損嚴重。石灰石中的雜質含量高，必然導致脫硫副產品石膏品質的下降。因此，石灰石純度高，則其消溶性能好，漿液吸收S02等相關反應速率快，這對提高脫硫效率和石灰石的利用率是有利的。石灰石中碳酸鈣含量應該高于85%才合理。我國目前石灰石純度在90以上。8. 石灰石顆粒粒度：石灰石顆粒的粒度越小，質量比表面積就越大。由于石灰石的消溶反應是固一液兩相反應，其反應速率與石灰石顆粒比表面積成正相關，因此，較細的石灰石顆粒的消溶性能好，各種相關反應速率較高，脫硫效率及石灰石利用率較高，同時由于脫硫石膏中石灰石含量低，有利于提高石膏的品質。但石灰石的粒度愈小，破碎的能耗愈高。石灰石的顆粒度大小會影響其

47、溶解，進而影響脫硫率。一般要求石灰石顆粒應小于30m。或者石灰石粉細度為250352目。 （四）VOC廢氣處理技術揮發(fā)性有機化合物（VOC）廢氣處理的控制技術包括直燃焚化法、觸媒焚化法、活性碳吸附法、吸收法、冷凝法等?？偟膩碚f ,有機廢氣的處理方法主要有兩類:一類是回收法?；厥辗ㄊ峭ㄟ^物理方法 ,在一定溫度、壓力下 ,用選擇性吸附劑和選擇性滲透膜等方法來分離揮發(fā)性有機化合物(VOCs) ,主要包括活性碳吸附、變壓吸附、冷凝法和生物膜法等;另一類是消除法。消除法是通過化學或生物反應 ,用光、熱、催化劑和微生物等將有機物轉化為水和二氧化碳 ,主要包括熱氧化、催化燃燒、生物氧化、電暈法、等離子體分解

48、法、光分解法等。1. 冷凝法冷凝法是最簡單的回收技術。該法利用冷凝器，將廢氣冷凝到低于有機物的露點溫度，有機物冷凝變成液滴，從而將其回收。該方法通常被過程直接使用。冷凝法主要用于高沸點和高濃度的 vocs回收，主要適用于有機物濃度范圍為大于 5-10%(體積)的情況。該法一般與其它技術結合起來，作為前處理使用。2.活性碳吸附法活性碳多是粉末狀或顆粒狀 ,大部分情況下不能直接用于各種凈化設備中 ,必須使活性炭具有一定形狀和支撐強度 ,才能使用 ,活性炭經過特殊的工藝處理后 ,能產生豐富的微孔結構 ,這些人眼看不到的微孔能夠依靠分子力 ,吸附各種有害的氣體和液體分子 ,從而達到凈化的目的?；钚蕴课?/p>

49、附過程包括吸附凈化和熱脫再生。廣泛地應用于化工、噴漆、印刷、輕工等行業(yè)的有機廢氣治理 ,尤其是苯類、酮類的處理。此法工藝成熟 ,效果可靠 ,易于回收有機溶劑 ,因此被廣泛地應用于化工、噴漆、印刷、輕工等行業(yè)的有機廢氣治理 ,尤其是苯類、酮類的處理。在工業(yè)吸附過程中 ,活性炭是使用得最為廣泛的一種吸附劑。但它也存在不耐高溫、在濕潤的條件下不能保持很好的吸附能力、易燃的缺點。沸石作為一種很好的替代吸附劑 ,已被逐步開發(fā)應用。3. 催化燃燒法催化燃燒是一種處理有機氣體的有效方法 ,特別適于處理量大、氣體濃度較低時苯類、醛類、酮類、醇類等各類有機廢氣的處理。催化燃燒法的作用原理是:有機氣體中的碳氫化合

50、物在較低的溫度下(250300 ) ,通過催化劑的作用 ,被氧化分解成無害氣體并釋放熱量。4. 吸附濃縮 + 催化燃燒法通過分析并比較各種處理有機廢氣的技術與工藝 ,人們提出了結合的處理工藝技術 ,此工藝技術適用于大風量、低濃度的苯類、酮類、醛類、醇類等多種有機廢氣治理。采用活性炭纖維吸附濃縮、熱空氣脫附和催化燃燒三種組合工藝凈化有機廢氣。5. 變壓吸附分離與凈化的技術變壓吸附分離與凈化的技術( PSA) 是近幾十年來在工業(yè)上新崛起的氣體分離技術 ,具有能耗低、投資少、流程簡單、自動化程度高、產品純度高、無環(huán)境污染等優(yōu)點 ,是PSA 技術是利用氣體組分在固體吸附材料上吸附特性的差異 ,通過周期

51、性的壓力變化過程實現氣體的分離與凈化。PSA 技術是一種物理吸附法?？刹捎梅惺肿雍Y作為吸附劑6. 光催化降解技術納米 TiO2 光是一種光觸媒 ,光觸媒就是使用光的能量在某種媒介上使有害氣體發(fā)生分解反應。采用 TiO2 半導體納米材料及紫外光 ,其工作原理是通過光催化氧化反應凈化消除揮發(fā)性有機氣體。7. 膜分離技術有機氣體膜分離是一種高效的新型分離技術，其流程簡單、回收率高、能耗低、無二次污染，是一種非常有前途的技術。膜技術的優(yōu)勢是處理含有機物 0.5-10%的氣體，而石油化工的排放氣中. 很多均為這樣濃度的氣體。膜分離技術的基礎就是使用對有機物具有滲透選擇性的聚合物復合膜。該膜對有機蒸氣較

52、空氣更易于滲透 10-100倍。當廢氣與膜材料表面接觸時，有機物可以透過膜，從廢氣中分離出來。為保證過程的進行，在膜的進料側使用壓縮機或滲透側使用真空泵，使膜的兩側形成壓力差，達到膜滲透所需的推動力。8. 生物法凈化生物法凈化有機廢氣是在已成熟的采用微生物處理廢水的基礎上發(fā)展起來的。生物凈化實質上是一種氧化分解過程: 附著在多孔、潮濕介質上的活性微生物以廢氣中有機組分作為其生命活動的能源或養(yǎng)分 ,轉化為簡單的無機物 (CO2、H2O) 或細胞組成物質。與廢水生物處理過程的最大區(qū)別在于: 廢氣中的有機物質首先要經過由氣相到液相 (或固體表面液膜)的傳質過程 , 然后溶解于液相中的有機成分在濃度差的推動下 , 進一步擴散至介質周圍的生物膜 , 進而被其中的微生物捕捉吸收; 在此條件下 , 進入微生物體內的污染物在其自身的代謝過程中作為能源和營養(yǎng)物質被分解 , 產生的代謝物一部分溶入液相 , 一部分作為細胞物質或細胞代謝能源 , 還有一部分 (如 CO2)則析出到空氣中。廢氣中的有機物通過上述過程不斷減少, 從而被凈化。生物法處理廢氣是一項較新的大氣污染控制技術 ,現階段主要工藝包括: 生物過濾床、生物洗滌床以及生物滴濾床等。（五）惡臭廢氣處理技術（1）活性氧氧化法脫臭原理 ：在常溫常壓下高壓脈沖放電將空氣中氧分子電離成臭氧 (O，)、原子氧 (O)、羥基 自由基