煙氣脫硫脫硝除塵資料

會(huì)計(jì)學(xué)1煙氣脫硫脫硝除塵資料一、燃煤產(chǎn)生的污染燃煤產(chǎn)生的煙氣污染物：SO2、NOx、CO2、Hg等燃煤煙氣中SO2的量：

以燃燒10000噸煤為例計(jì)算，產(chǎn)生的SO2：

10000噸*1%（煤含硫量）*2（SO2是S重量的2倍）*80%（煤中S轉(zhuǎn)化為SO2的百分率）=160噸

以上是煤燃燒生成煙氣中的SO2，現(xiàn)在對(duì)煙氣脫硫，以脫硫90%計(jì)算，則最后排放SO2：

160噸*10%=16噸第1頁/共30頁煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011最新《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

史上最嚴(yán)厲的排放標(biāo)準(zhǔn):2012年1月1日之前的鍋爐，在2014年7月1日起

SO2200mg/m3（2012年1月1日鍋爐：100mg/m3）

NO2100mg/m3（比美國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)低35mg/m3，甚至只有歐洲現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的一半）煙塵30mg/m3排放總量控制————產(chǎn)生史上最嚴(yán)厲標(biāo)準(zhǔn)第2頁/共30頁中國燃煤SO2污染現(xiàn)狀

SO2控制區(qū)控酸雨制區(qū)“兩控區(qū)”兩控區(qū)之外總計(jì)農(nóng)作物12.27167.70179.9737.70217.67森林0.00775.80775.800.00775.80人體健康65.0256.18121.2050.67171.87合計(jì)77.29999.681076.988.371165.3中國SO2污染經(jīng)濟(jì)損失(2005)

（單位：109元人民幣）中國的大氣污染屬典型的煤煙型污染，以粉塵和酸雨危害最大，酸雨問題實(shí)質(zhì)就是SO2污染問題。第3頁/共30頁二、煙氣脫硫技術(shù)概況

煤炭洗選：使用前脫硫。目前僅能除去煤炭中的部分無機(jī)硫，對(duì)于煤炭中的有機(jī)硫尚無經(jīng)濟(jì)可行的去除技術(shù)。

循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)--潔凈煤燃燒技術(shù)：燃燒過程中脫硫。具有可燃用劣質(zhì)煤、調(diào)峰能力強(qiáng)、可摻燒石灰石脫硫、控制爐溫減少氮氧化物排放等特點(diǎn)。

煙氣脫硫(FGD)：燃燒后脫硫。在鍋爐尾部電除塵后至煙囪之間的煙道處加裝脫硫設(shè)備,目前95％以上的燃煤鍋爐采用此方式實(shí)施脫硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技術(shù)手段。

目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的方法是煙氣脫硫??！第4頁/共30頁煙氣脫硫方法1．按有無液相介入分類在電力界尤其是脫硫界以有無液相介入來進(jìn)行分類。濕法半干法干法海水法電子束法按有無液相介入分類第5頁/共30頁

濕法：進(jìn)入濕吸收劑；排出濕物質(zhì)

濕法是利用堿性溶液為脫硫劑，應(yīng)用吸收原理在氣、液、固三相中進(jìn)行脫硫的方法，脫硫產(chǎn)物和殘液混合在一起，為稀糊狀的流體。濕法脫硫的操作溫度在44－55oC。第6頁/共30頁

半干法：進(jìn)入濕吸收劑；排出干物質(zhì)

半方法是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產(chǎn)物為干粉狀。半方法的操作溫度控制在60－80oC。第7頁/共30頁

干法：進(jìn)入干吸收劑；排出干物質(zhì)。

干法是指無液相介入完全在干燥狀態(tài)下進(jìn)行脫硫的方法。如向爐內(nèi)噴干燥的生石灰或石灰石粉末，即脫硫產(chǎn)物為粉狀。

干法的操作溫度在800－1300oC。第8頁/共30頁

海水法：采用海水對(duì)煙氣脫硫的方法

此方法受地域條件限制。且有氯化物嚴(yán)重腐蝕設(shè)備的問題。脫硫殘液PH很低，必須配置參數(shù)合理的水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)，才能達(dá)到環(huán)保要求的排放條件。第9頁/共30頁電子束法：是一種利用高能物理原理，采用電子束輻照煙氣，或以脈沖產(chǎn)生電暈對(duì)煙氣實(shí)施脫硫的方法。

電子束法使用的脫硫劑為合成氨，目前僅限于噸位不大的燃煤鍋爐煙氣脫硫。第10頁/共30頁

2．按脫硫劑分類

目前開發(fā)的多種煙氣脫硫技術(shù)，盡管設(shè)備構(gòu)造和工藝流程各不相同，但基本原理都是以堿性物質(zhì)作SO2的吸收劑。以石灰石、生石灰為基礎(chǔ)的鈣法以氧化鎂為基礎(chǔ)的鎂法以合成氨為基礎(chǔ)的氨法以有機(jī)堿為基礎(chǔ)的堿法以亞硫酸鈉、氫氧化鈉為基礎(chǔ)的鈉法按脫硫劑分類第11頁/共30頁3、常用的脫硫技術(shù)

近年來，世界各發(fā)達(dá)國家在煙氣脫硫(FGD)方面均取得了很大的進(jìn)展，美國、德國、日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國家計(jì)劃在2000年前完成200－－610MW的FGD處理容量。

目前國際上已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的燃煤電廠煙氣脫硫技術(shù)主要有：(1)濕法脫硫技術(shù)，占85%左右，其中石灰石-石膏法約占36.7%，其它濕法脫硫技術(shù)約占48.3%；(2)噴霧干燥脫硫技術(shù)，約占8.4%；(3)吸收劑再生脫硫法，約占3.4%；(4)爐內(nèi)噴射吸收劑/增溫活化脫硫法，約占1.9%；(5)海水脫硫技術(shù)；(6)電子束脫硫技術(shù)；(7)脈沖等離子體脫硫技術(shù)；(8)煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)等。

以濕法脫硫?yàn)橹鞯膰矣校喝毡?約占98%)、美國(約占92%)和德國(約占90%)等。第12頁/共30頁石灰石／石膏濕法脫硫工藝流程及設(shè)備工藝流程:

石灰石經(jīng)過破碎、研磨、制成漿液后輸送到吸收塔。吸收塔內(nèi)漿液經(jīng)循環(huán)泵送到噴淋裝置噴淋。煙氣從煙道引出后經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)增壓，進(jìn)入GGH煙氣加熱器冷卻后進(jìn)入吸收塔。煙氣在吸收塔中與噴淋的石灰石漿液接觸，除掉煙氣中的SO2，潔凈煙氣從吸收塔排出后經(jīng)GGH煙氣加熱器加熱后排入煙道。吸收塔內(nèi)吸收SO2后生成的亞硫酸鈣，經(jīng)氧化處理生成硫酸鈣，從吸收塔內(nèi)排出的硫酸鈣經(jīng)旋流分離（濃縮）、真空脫水后回收利用。第13頁/共30頁水的離解：SO2的吸收：CaCO3的溶解：

在有氧氣存在時(shí)，HSO3－的氧化：

CaSO3和CaSO4的結(jié)晶：基本原理第14頁/共30頁濕法石灰石(石灰)/石膏法煙氣脫硫技術(shù)系統(tǒng)圖

第15頁/共30頁三、煙氣脫硝技術(shù)概況煙氣脫硝方法

煙氣脫硝，是指把已生成的NOX還原為N2，從而脫除煙氣中的NOX，按治理工藝可分為濕法脫硝和干法脫硝。主要包括：酸吸收法、堿吸收法、選擇性催化還原法、非選擇性催化還原法、吸附法、離子體活化法等。國內(nèi)外一些科研人員還開發(fā)了用微生物來處理NOX廢氣的方法。由于從燃燒系統(tǒng)排放的煙氣中的NOx，90%以上是NO,而NO難溶于水,因此對(duì)NOx的濕法處理不能用簡(jiǎn)單的洗滌法。煙氣脫硝的原理是用氧化劑將NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或堿性溶液吸收,從而實(shí)現(xiàn)脫硝。O3氧化吸收法用O3將NO氧化成NO2,然后用水吸收。該法的生成物HNO3液體需經(jīng)濃縮處理,而且O3需要高電壓制取,初投資及運(yùn)行費(fèi)用高。ClO2氧化還原法ClO2將NO氧化成NO2,然后用Na2SO3水溶液將NO2還原成N2。該法可以和采用NaOH作為脫硫劑的濕法脫硫技術(shù)結(jié)合使用,脫硫的反應(yīng)產(chǎn)物Na2SO3又可作為NO2的還原劑。ClO2法的脫硝率可達(dá)95,且可同時(shí)脫硫,但ClO2和NaOH的價(jià)格較高,運(yùn)行成本增加。第16頁/共30頁SCR脫硝技術(shù)1.煙氣脫硝技術(shù)SCR

SCR(選擇性催化還原)脫硝技術(shù)是在催化劑的作用下，還原劑(液氨、氨水或尿素)與煙氣中的NOx反應(yīng)生成無害的氮和水，從而脫除煙氣中的NOx。選擇性是指氨有選擇地將NOx進(jìn)行還原的反應(yīng)。一般通過使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?上述反應(yīng)可以在200℃～450℃的溫度范圍內(nèi)有效進(jìn)行,在NH3/NO=1的情況下,可以達(dá)到80～90%的脫硝效率。煙氣中的NOx濃度通常是低的,但是煙氣的體積相對(duì)很大,因此用在SCR裝置的催化劑一定是高性能。因此用在這種條件下的催化劑一定滿足燃煤鍋爐高可靠性運(yùn)行的要求。第17頁/共30頁SCR(選擇性催化還原)脫硝技術(shù)反應(yīng)原理圖第18頁/共30頁SCR煙氣脫硝系統(tǒng)典型工藝流程簡(jiǎn)圖工藝簡(jiǎn)圖第19頁/共30頁SCR系統(tǒng)一般組成SCR系統(tǒng)一般由氨的儲(chǔ)存系統(tǒng)、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、省煤器旁路、SCR旁路、檢測(cè)控制系統(tǒng)等組成。液氨從液氨槽車由卸料壓縮機(jī)送人液氨儲(chǔ)槽,再經(jīng)過蒸發(fā)槽蒸發(fā)為氨氣后通過氨緩沖槽和輸送管道進(jìn)人鍋爐區(qū),通過與空氣均勻混合后由分布導(dǎo)閥進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)部反應(yīng),SCR反應(yīng)器設(shè)置于空氣預(yù)熱器前,氨氣在SCR反應(yīng)器的上方,通過一種特殊的噴霧裝置和煙氣均勻分布混合,混合后煙氣通過反應(yīng)器內(nèi)催化劑層進(jìn)行還原反應(yīng)。SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)主要有反應(yīng)器入口NOx濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)器內(nèi)空間速度或還原劑的停留時(shí)間、NH3/NOx摩爾比、NH3的逃逸量、SCR系統(tǒng)的脫硝效率等。第20頁/共30頁SCR系統(tǒng)簡(jiǎn)述氨儲(chǔ)存、混合系統(tǒng)每個(gè)SCR反應(yīng)器的氨儲(chǔ)存系統(tǒng)由一個(gè)氨儲(chǔ)存罐,一個(gè)氨氣/空氣混合器,兩臺(tái)用于氨稀釋的空氣壓縮機(jī)(一臺(tái)備用)和閥門,氨蒸發(fā)器等組成。氨儲(chǔ)存罐可以容納15天使用的無水氨,可充至85%的儲(chǔ)罐體積,裝有液面儀和溫度顯示儀。液氨汽化采用電加熱的方式,同時(shí)保證氨氣/空氣混合器內(nèi)的壓力為350kPa。NH3和煙氣混合的均勻性和分散性是維持低NH3逃逸水平的關(guān)鍵。為了保證煙氣和氨氣在煙道分散好、混合均勻,可以通過下面方式保證混合:在反應(yīng)器前安裝靜態(tài)混合器;增加NH3噴入的能量;增加噴點(diǎn)的數(shù)量和區(qū)域;改進(jìn)噴射的分散性和方向;在NH3噴入后的煙道中設(shè)置導(dǎo)流板;同時(shí)還應(yīng)根據(jù)冷態(tài)流動(dòng)模型試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)學(xué)流動(dòng)模型計(jì)算結(jié)果對(duì)噴氨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。噴氨系統(tǒng)噴氨系統(tǒng)根據(jù)鍋爐負(fù)荷、反應(yīng)器入口NOx濃度、反應(yīng)器出口NOx濃度測(cè)量的反饋信號(hào),控制氨的噴入量。第21頁/共30頁反應(yīng)器系統(tǒng)SCR反應(yīng)器采用固定床形式,催化劑為模塊放置。反應(yīng)器內(nèi)的催化劑層數(shù)取決于所需的催化劑反應(yīng)表面積。典型的布置方式是布置二至三層催化劑層。在最上一層催化劑層的上面,是一層無催化劑的整流層,其作用是保證煙氣進(jìn)入催化劑層時(shí)分布均勻。通常,在第三層催化劑下面還有一層備用空間,以便在催化劑活性降低時(shí)加入第四層催化劑層。在反應(yīng)器催化劑層間設(shè)置吹灰裝置,定時(shí)吹灰,吹掃時(shí)間30～120分鐘,每周1～2次。如有必要,還應(yīng)進(jìn)行反應(yīng)器內(nèi)部的定期清理。反應(yīng)器下設(shè)有灰斗,與電廠排灰系統(tǒng)相連,定時(shí)排灰。省煤器和反應(yīng)器旁路系統(tǒng)

在省煤器前和反應(yīng)器之間設(shè)置旁路,稱之為省煤器旁路。當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低,煙氣流量減少,進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣溫度低于要求值時(shí),旁路開通,向反應(yīng)器導(dǎo)入高溫?zé)煔?提高反應(yīng)器內(nèi)的溫度。此外,在反應(yīng)器入口和出口間裝有一個(gè)大的旁路,稱之為反應(yīng)器旁路。反應(yīng)器旁路的作用是:鍋爐負(fù)荷降低時(shí)使用。例如開機(jī)和停機(jī)時(shí)使用,低負(fù)荷時(shí)使用和季節(jié)性使用。以防止低溫造成催化劑中毒及催化劑污染。所有SCR系統(tǒng)旁路的插板門均要保證零泄露。第22頁/共30頁催化劑

催化劑是電廠SCR工藝的核心,它約占其投資的l/3。為了使電站安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,對(duì)SCR工藝使用的催化劑應(yīng)達(dá)到下列要求:———低溫度時(shí)在較寬溫度范圍具有較高的活性———高選擇性(SO2向SO3轉(zhuǎn)換率和其他方面作用低即副反應(yīng)少)———對(duì)二氧化硫(SO2)、鹵族酸(HCl,HF)和堿金屬(Na2O、K2O)和重金屬(如As)具有化學(xué)穩(wěn)定性———克服強(qiáng)烈溫度波動(dòng)的穩(wěn)定性———對(duì)于煙道壓力損失小———壽命長(zhǎng)、成本低理想的催化劑應(yīng)具有以下優(yōu)點(diǎn):1.高活性;2.抗中毒能力強(qiáng);3.好的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性;4.有合適的工作溫度區(qū)間。催化劑量是根據(jù)脫硝裝置的設(shè)計(jì)能力和操作要求來決定的,增加催化劑量可以提高脫硝性能。第23頁/共30頁SNCR脫硝技術(shù)2.煙氣脫硝技術(shù)SNCRSNCR（選擇性非催化還原法）脫硝技術(shù)是將NH3、尿素等還原劑噴入鍋爐爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，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850～1100℃的區(qū)域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和水，該技術(shù)以爐膛為反應(yīng)器。SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%～80%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。采用SNCR技術(shù)，目前的趨勢(shì)是用尿素代替氨作為還原劑。第24頁/共30頁SNCR脫硝技術(shù)技術(shù)原理

在850～1100℃范圍內(nèi)，NH3或尿素還