大型循环流化床排放特性及超低排放技术Final.ppt

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大型流化床锅炉污染物排放的特性及超低排放技术成员：

郝翰污染物排放特性刘勇超低排放技术李伟负责制作PPT目录目录大型循环流化床污染物排放的特性硫氧化物（SO2）氮氧化物（NOx，N2O）颗粒物（PM）大型循环流化床超低排放技术超低排放技术路线脱硫技术、脱硝技术、除尘技术循环流化床锅炉是从鼓泡床沸腾炉发展而来的一种新型燃煤锅炉技术。

它的工作原理是将煤破碎成O-10mm的颗粒后送入炉膛，由于炉膛内存有大量高温床料（炉渣或石英砂），煤粒一进入炉内就很快着火燃烧，由炉膛下部送入的一次风，使燃料在床料中呈“流态化”燃烧。

这样就能将高温床料与新加入的煤、空气充分的混合，提高煤了的燃烧效率，在炉膛出口或过热器后部安装气固分离器（一般均采用旋风分离器），将分离下来的固体颗粒通过返料装置再次送入炉膛燃烧，从而形成了一个床料的循环。

循环流化床锅炉简介钙硫比增大，SO2气体与石灰石接触反应面积增加，SO2的排放浓度下降。

1、Ca/SSO2排放的动态变化特性2、床温床温升高，煤的热解/氧化反应加快，燃烧越完全，生成SO2量越大。

u增加过量空气系数也就增加了床内燃烧所需的氧量，有利于煤的充分燃烧和硫的析出，生成的SO2量增加。

u过量空气系数较小的情况下，可能造成局部性缺氧，燃烧处于还原气氛的可能性更大，造成SO2形成的延缓，使H2S生成量增加，但最终要被氧化成SO23、氧量SO2排放的动态变化特性4、其他因素SO2排放的动态变化特性uSO2析出沿床层高度的变化随床高的增加，SO2、H2S析出浓度值降低。

原因是由于床层内燃烧份额分布不均，底部份额大。

燃烧床内处于流化燃烧状态进行，炉膛上部燃烧所需要的SO2处于不足的状况，造成SO2、H2S浓度沿床高的增加降低。

u煤种不同对SO2析出的影响煤中硫析出过程伴随煤热解、挥发分燃烧、焦炭燃烧,经历复杂的分解/氧化反应。

燃烧温度、烟气中氧浓度、硫含量、硫的赋存形态及煤中碱性氧化物对煤燃烧硫析出过程影响较大。

除以上因素外SO2排放还与以下因素相关：

钙硫比增加会使SO2浓度降低，减少NOx向N2O的转化，导致N2O的减少和NOx的增加。

1、Ca/SNOX排放的动态变化特性2、床温随着运行床温的提高，热力NOx略有升高。

床温的升高使N2O的分解反应大大加快，N2O浓度迅速减小。

u过量空气系数增加，焦炭氮析出过程提前，从而使瞬时生成的NOx浓度增大。

u氧量的增大，使CO浓度减少，因而NOx通过CO的还原反应减弱;u氧量的增加使得炉膛上部焦炭粒子浓度减少而使NOx的分解反应有所降低。

3、氧量NOX排放的动态变化特性u随着锅炉负荷的增加，锅炉的床层温度逐渐增大，煤中的挥发分氮析出的比例逐渐增大，进而挥发分氮氧化形成的NOx就逐渐增加。

u锅炉负荷的增加，炉膛内的氧浓度逐渐增大，燃烧区域的富氧气氛逐渐加强，煤中的氮更容易被大量地氧化成燃料型NOx4、锅炉负荷NOX排放的动态变化特性u由于煤的粒度越细，局部富氧状态下，挥发析出阶段形成较多的以CO气体为主的还原气氛减少了氮中间产物向NOx的转化，NO被还原成N2。

u煤的粒度小使得反应比表面积相对增大，焦碳对NO的还原能力增强。

u煤样颗粒较小时着火提前，相应的使已经生成的NOx被分解还原的时间获得延长，因此达到较低的NOx的排放浓度。

5、煤的粒径NOX排放的动态变化特性6、其他因素SO2排放的动态变化特性uNO析出沿床层高度的变化随着床层增高，一方面流化床迅速处于强烈的流化燃烧状态，需要大量氧气。

而随着燃烧的进行使炉膛上部处于空气不足状态，NO生成量减少；另一方面流化床内含有大量的NH3、CO、H2，使己生成的NO与碳、NH3等发生还原反应，在悬浮段空间有细碳（C）粒存在，能使NO明显下降。

u挥发分含量对NO析出的影响挥发分高的煤比挥发分低的在燃烧中释放的NO浓度高。

在含氮量以及其他条件相同的情况下,煤中挥发分含量高,挥发分中HCN和NH3等热解产物增加热解产物进一步氧化成NO,使NO释放量大。

除以上因素外氮氧化物排放还与以下因素相关：

颗粒物排放的动态变化特性Ca/S煤种锅炉负荷由于石灰石中CaO具有较大的表面积。

在燃烧过程中，易挥发物质的蒸气扩散到CaO表面被CaO吸附或发生化学反应。

另外，大量的PM2.5颗粒在布朗扩散和范德华力的作用下与CaO接触、粘连、碰撞、凝并，附着和沉积到CaO的内表面和外表面上，使得小颗粒物的量减少，粒度增大，易除尘。

随着煤中灰分含量的减少，排尘浓度均逐渐下降，可见灰分含量的大小是决定颗粒物生成多少的主要因素，故减少颗粒物生成的主要办法之一是限制入炉煤的灰分含量。

随着锅炉负荷的增加，燃煤量增加，烟气量相应必然增大，排尘浓度也就增加。

超低排放的概念通过多污染物高效协同控制技术，使燃煤机组的大气主要污染物排放标准达到天然气燃气机组的排放标准。

即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于5、35、50毫克/立方米。

流化床超低排放技术污染物在电厂的流动过程该路线中脱硝采用SCR脱硝以及低氮燃烧技术，脱硫采用湿法脱硫技术，颗粒物去除采用湿式静电除尘技术，同时进行了高频电源改造。

（国电泰州发电有限公司）典型超低排放路线1流化床超低排放技术该路线中脱硝采用SCR脱硝以及低氮燃烧技术，脱硫采用湿法脱硫技术，颗粒物去除采用低低温电除尘器以及湿式静电除尘技术。

（神华舟山电厂4号350MW燃煤机组）典型超低排放路线2流化床超低排放技术该路线中脱硝采用SCR脱硝以及低氮燃烧技术，脱硫采用湿法脱硫技术，颗粒物去除采用低低温电除尘器以及湿式静电除尘技术，同时在湿电除尘器后加装管式GGH，可有效解决“白烟”和烟囱腐蚀的问题。

（浙江嘉兴电厂8号1000MW机组）典型超低排放路线3流化床超低排放技术该路线中脱硝采用低氮燃烧技术以及SNCR脱硝技术，脱硫采用半干法脱硫技术，颗粒物去除采用湿式静电除尘技术,属于节水型技术路线，尤其是适用于热电锅炉的改造。

（嵊州新中港热电）典型超低排放路线4流化床超低排放技术超低排放技术石灰石-石膏法脱硫超低排放技术单塔双循环技术双塔双循环技术托盘技术一塔双区技术旋汇藕合脱硫除尘一体化技术海水脱硫超低排放技术脱硝超低排放技术脱硫超低排放技术低氮燃烧器改造SNCR-SCR联合脱硝技术催化剂改进技术流场优化技术吹灰改进技术全负荷脱硝改进技术烟尘超低排放技术低低温电除尘湿法电除尘技术电袋复合除尘技术新型电源技术烟气调质技术单塔双循环技术单塔双循环技术与常规石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺技术相比较，除吸收塔系统有明显区别外，其他系统配置基本相同。

双回路石灰石-石膏湿法脱硫的工艺原理：

上循环回路的循环浆液固体中过量的CaCO3，维持较高的pH值。

下循环回路冷却烟气，吸收部分SO2充分溶解上回路溢流浆液中带入的CaCO3，维持低pH值。

通过协调运行，维持上下循环回路不同的pH值，强制氧化亚硫酸钙获得高纯度石膏产品。

该技术实际上是相当于烟气通过了两次SO2脱除过程，经过了两级浆液循环，两级循环分别设有独立的循环浆池，喷淋层，根据不同的功能，每级循环具有不同的运行参数。

两级工艺延长了石灰石的停留时间，特别是在一级循环中pH值很低，实现了颗粒的快速溶解，可以实现使用品质较差的石灰石并且可以较大幅度地提高石灰石颗粒度，降低磨制系统电耗。

SO2超低排放技术SO2超低排放技术双塔双循环技术双塔双循环技术采用了两塔串联工艺，原有烟气系统、吸收塔系统、石膏一级脱水系统、氧化空气系统等采用单元制配置，原有吸收塔保留不动，新增一座吸收塔，亦采用逆流喷淋空塔设计方案，增设循环泵和喷淋层，并预留有1层喷淋层的安装位置;新增一套强制氧化空气系统，石膏脱水-石灰石粉储存制浆系统等系统相应进行升级改造，双塔双循环技术可以较大提高SO2脱除能力，但对两个吸收塔控制要求较高，适用于场地充裕，含硫量增加幅度中的中、高硫煤增容改造项目。

SO2超低排放技术低氮燃烧器改造常规低氮燃烧器约75%的NOx是在燃尽风区域产生的，低氮燃烧器是通过改造燃烧器，调整二次风和燃尽风的配比，增加燃尽风的比例，大幅度减少燃尽风区域产生的NOx，从而有效降低NOx排放。

NOx超低排放技术SNCR-SCR联合脱硝技术SNCR-SCR联合脱硝技术并非是SNCR和SCR工艺的简单组合，他是结合了SCR技术高效和SNCR技术投资省的特点而发展起来的一种新型工艺。

SNCR-SCR联合脱硝技术具有两个反应区，通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统，首先将还原剂喷入第一个反应区炉膛，在高温下，还原剂与烟气中NOx发生非催化还原反应，实现初步脱氮。

然后，未反应完的还原剂进入混合工艺的第二个反应区SCR反应器，进一步脱氮。

混合SNCR-SCR工艺最主要的改进就是省去了SCR设置在烟道里的复杂AIG（氨喷射）系统，并减少了催化剂的用量。

NOx超低排放技术湿法电除尘技术u放电极在高湿环境中使得电场中存在大量带电雾滴，大大增加亚微米粒子碰撞带电的机率，大幅度提高亚微米粒子向集电极的趋近速度，可以在较高的烟气流速下，捕获更多的微粒。

u湿式电除尘器是利用在收尘极表面形成的连续不断的水膜将粉尘冲洗去除，不受粉尘比电阻影响，无反电晕及二次扬尘问题PM超低排放技术低低温电除尘u低低温静电除尘技术是一种高效节能降耗的除尘提效技术，主要通过烟气余热回收系统，降低电除尘器入口烟气温度，使进入电除尘器的运行温度由通常的低温状态（130170）下降到低低温状态（90100），从而降低烟气量，相应增大比收尘面积，可有效提高除尘效率同时实现烟气余热利用。

实践证明该技术除尘效率可达99.8%以上，出口颗粒物排放浓度30mg/m3。

此外，烟气中的SO3与水蒸气结合，生成硫酸雾被飞灰颗粒吸附，接着被电除尘器捕捉，被飞灰吸附的SO3起到调节颗粒物比电阻的作用。

PM超低排放技术谢谢观看！