燃煤电厂污染物治理技术应用现状及发展趋势展望.pdf

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燃煤电厂污染物治理技术应用现状及燃煤电厂污染物治理技术应用现状及发展趋势展望发展趋势展望清洁高效燃煤发电与污染控制国家重点实验室清洁高效燃煤发电与污染控制国家重点实验室二二一七年八月一七年八月全国电力行业最早专业从事电力环境保护研究与开发的环境保护研究院国电集团技术研发中心、技术服务中心、技术监督中心、技术信息中心和技术培训中心电力工程调试单位能力资格等级、特种设备检验检测机构核准、CMA计量认证、工程咨询甲级、环境影响评价甲级、国电科学技术研究院简介核准、CMA计量认证、工程咨询甲级、环境影响评价甲级、环境工程设计甲级以及环保工程总承包、安全评价咨询.清洁高效燃煤发电与污染控制国家重点实验室清洁高效燃煤发电与污染控制国家重点实验室国家能源火电节能减排与污染物控制技术研发中心国家能源火电节能减排与污染物控制技术研发中心国家环境保护大气物理模拟与污染物控制重点实验室国家环境保护大气物理模拟与污染物控制重点实验室室室南京浦口南京仙林国电科学技术研究院简介北京未来城六大电力分院六大电力分院报告提纲报告提纲环保形势环保形势1控制策略控制策略2现行技术现行技术3趋势展望趋势展望4一一、环保形势环保形势大气污染物排放要求大气污染物排放要求20122012年年，火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准（20112011）烟尘浓度20mg/m3SO2浓度50mg/m3NOx浓度100mg/m3单击此处添加文字阐述，添加简短问题说明文字，具体说明文字在此处添加此处20132013年年，关于执行大气污染物特别排放限值的公告关于执行大气污染物特别排放限值的公告三区十群19个省（区、市）47个地级市20142014年年99月月，煤电节能减排升级与改造行动计划煤电节能减排升级与改造行动计划超低排放烟尘浓度10mg/m3SO2浓度35mg/m3NOx浓度50mg/m3一一、环保形势环保形势2015年12月国务院常务会议2020年前对燃十二届全国人十二届全国人大三次会议大三次会议2015年3月SO2、NOx分别减少3%，大气污染防治行动计划，超低排放改造环境保护部环境保护部2015年7月关于编制“十三五”燃煤电厂超低排放改造方案的通知，提前至2017年2015年12月，国务院常务会议：

2020年前对燃煤电厂全面实施超低排放和节能改造。

发改委发改委、环保环保部部、能源局能源局2015年12月关于实行燃煤电厂超低排放电价支持政策有关问题的通知，每千瓦1分/0.5分环保部环保部、发改发改委委、能源局能源局2015年12月全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案扩围提速一一、环保形势环保形势40万吨万吨200万吨万吨180万吨万吨19801980年峰值年峰值399399万吨万吨下降下降89.97%89.97%20062006年峰值年峰值13501350万吨万吨下降下降76.3%76.3%20112011年峰值年峰值10031003万吨万吨下降下降68.1%68.1%20152015年底年底电力大气污染物排放状况电力大气污染物排放状况（中电联）烟尘排放量烟尘排放量SOSO22排放量排放量NOxNOx排放量排放量40万吨万吨排放绩效排放绩效0.09g/kWh0.09g/kWh，19801980年下降年下降99.45%99.45%排放绩效排放绩效0.47g/k0.47g/kWhWh，较较20062006年下降年下降8585.19%.19%排放绩效排放绩效00.43.43g/kg/kWhWh，较较20112011年下降年下降8282.05%.05%一一、环保形势环保形势超低排放机组占比超低排放机组占比华能集团：

16554万千瓦国电集团：

14295.8万千瓦华电集团：

14281万千瓦大唐：

6454.5万千瓦，占比67.8%华能：

6921万千瓦，占比59%国电：

5221万千瓦，占比52.6%国投：

3557.8万千瓦，占比52.25%华电：

4532万千瓦，占比51%国华：

2719万千瓦，占比75%报告提纲报告提纲环保形势环保形势1控制策略控制策略2现行技术现行技术3趋势展望趋势展望4二二、控制策略控制策略研究开发新技术研究开发新技术，进一步提升常规污进一步提升常规污染物和新型污染物染物和新型污染物的控制能力污染物的控制能力污染物创新驱动研究开发清洁燃烧、高效治理、协同控制、深度净化创新提升单项控制创新提升单项控制技术的性能和各项技术的性能和各项控制技术间的协同控制技术间的协同作用作用构建绿色环保构建绿色环保的控制能力污染物的控制能力污染物深度净化技术深度净化技术单一技术升级向系统性转变反应的单一性向交叉性转变多项技术的集成创新，深度融合各项技术，稳定实现多污染物的超低排放污染物由污染物由单项控制单项控制向系统治向系统治理协同控理协同控制发展制发展污染物治污染物治理向深度理向深度净化超低净化超低排放发展排放发展作用作用,构建绿色环保构建绿色环保型新建机组型新建机组污染物控污染物控制由末端制由末端治理向全治理向全过程治理过程治理发展发展二二、控制策略控制策略锅炉岛锅炉岛烟气岛烟气岛构建烟气净化岛，实现协同控制系统化考虑、差异化设计和精细化管理研发推广烟气深度一除尘器除尘器脱硫装置脱硫装置脱硝装置脱硝装置体化综合治理、协同控制技术包括：

SO2、NOx、烟尘超低排放；重金属、气溶胶等报告提纲报告提纲环保形势环保形势1控制策略控制策略2现行技术现行技术3趋势展望趋势展望4三三、现行技术现行技术脱硝脱硝11、标准和技术发展标准和技术发展极值跨度35065030010050三三、现行技术现行技术脱硝脱硝截至2015年底技术占比控制技术分类三三、现行技术现行技术脱硝脱硝22、低氮燃烧技术低氮燃烧技术LNB低氮燃烧器SNCRCO/O2传感器燃烧传感器二次风主燃燃料空气燃料与空气控制再燃燃料二次风低氮燃烧技术及适用性三三、现行技术现行技术脱硝脱硝制约因素：

锅炉效率与控制NOx生成改造难度&投资情况适用煤种技术名称脱除率适用性低氮燃烧器20%50%适用烟煤、褐煤，所有容量机组低氮燃烧器空气分级40%60%所有燃料，所有容量机组燃料分级40%60%空气分级燃烧20%50%燃料分级燃烧（再燃）30%50%所有燃料，尤其适用于挥发分较低的煤种，大容量机组应用较少3.1SCRa）宽负荷脱硝技术提升脱硝装置入口烟温主要有省煤器分级改造、加热省煤器给水、省煤器烟气三三、现行技术现行技术脱硝脱硝33、烟气脱硝技术烟气脱硝技术热省煤器给水、省煤器烟气旁路、省煤器水旁路、省煤器分割烟道等方案。

分级省煤器分级省煤器烟气旁路烟气旁路提高给水温度提高给水温度减少省煤器受热面减少省煤器受热面可靠性改造前后不变新增烟气旁路和相应的烟气流量调节系统，运行环境较恶劣增加了抽气管道和阀门、系统复杂、需要对新增设备进行质量、可靠性评估需对锅炉受热面换热量进行校核，防止高负荷时对锅炉汽水系统的影响经济性对锅炉效率无影响负荷时排烟温度升高低负荷时排烟温度升高，汽机热耗下降低高负荷排烟温度升高适用范围新建新建、改造超临界机组或有其它热源可以利用的机组改造b）脱硝增效技术增加催化剂用量34层催化剂高效喷氨混合和流场优化技术三三、现行技术现行技术脱硝脱硝优化喷氨格栅或涡流混合器设计计算流体力学（CFD）模拟优化流场设计入口增设大颗粒拦截网以及锅炉热系统调节确保喷氨温度定期抽检催化剂活性c）脱硝催化剂催化剂改进技术催化剂再生催化剂全过程管理3.2SNCR/SCR与SCR脱硝技术相比，SNCR/SCR联合脱硝技术中的SCR反应器一般较小，催化剂层数较少，且一般不再喷氨，而是利用SNCR的逃逸氨进行脱硝。

适合受空间限制无法加装大量催化剂的现役中小型锅炉的改造。

受SNCR和SCR性能影响因素的联合作用影响。

三三、现行技术现行技术脱硝脱硝炉型入口浓度（mg/m3）脱硝效率（%）SCR催化剂层数出口浓度（mg/m3）煤粉炉（切向200802+1氮氧化物超低排放技术路线三三、现行技术现行技术脱硝脱硝44、脱硝超低技术选择脱硝超低技术选择煤粉炉（切向燃烧，墙式燃烧）200802+15020035080863+13505508691循环流化床锅炉6080SNCR（+SCR）煤粉炉（W型火焰燃烧）904+110010001200140016001800单位：

mg/Nm3多管、文丘里、斜棒栅除尘器为主，电除尘器开始发展电除尘器迅速推广，逐渐成为主力除尘设备最佳可行技术三三、现行技术现行技术除尘除尘11、标准和技术发展标准和技术发展60020050300200400600800100019731991199620032010年电除尘器普及，袋除尘器取得试验性成功电除尘器占95%，袋及电袋除尘器份额增加最佳可行技术三三、现行技术现行技术除尘除尘截至2015年底控制技术分类三三、现行技术现行技术除尘除尘22、低低温电除尘技术低低温电除尘技术工作原理及特点：

通过烟气冷却器或烟气换热系统降低电除尘器入口烟气温度至酸露点以下，一般在90左右，烟气中的大部分SO3会在烟气冷却器中凝结，并吸附在粉尘表面，使粉尘性质发生很大变化，大幅提高除尘效率，同时去除大部分的SO3。

除尘效率高可除去大部分SO3提高FGD协同除尘效果节能效果明显二次扬尘适当增加具更优越的经济性低温腐蚀风险：

烟气温度降至酸露点以下，SO3在烟气冷却器中冷凝，形成具有腐蚀性的硫酸雾，并吸附在烟尘表面上。

三三、现行技术现行技术除尘除尘核心问题对于含硫量高、灰分低的煤种，硫酸雾可能未被完全吸附，则应考虑低温腐蚀的风险。

措施：

灰硫比需大于100三三、现行技术现行技术除尘除尘33、电袋复合技术电袋复合技术常规电袋常规电袋排放浓度20（30）mg/m3运行阻力1200Pa滤袋寿命4年超净电袋超净电袋排放浓度10（5）mg/m3运行阻力1100Pa滤袋寿命5年全国首个超净电袋全国首个超净电袋广东粤电沙角广东粤电沙角C电厂电厂#2炉炉660MW机组项目机组项目2015年年2月投运月投运三三、现行技术现行技术除尘除尘三三、现行技术现行技术除尘除尘作为燃煤电厂污染物控制的精处理技术设备，湿式电除尘器一般与干式电除尘器和湿法脱硫系统配合使用，不受煤种条件限制，可应用于新建工程和改造工程。

协同去除PM2.5、SO3、等；44、湿式电除尘技术湿式电除尘技术Hg等；前级除尘难以实现超低排放且场地允许时；湿法脱硫后烟尘浓度增加，导致排放超标，且湿法脱硫系统较难改造时三三、现行技术现行技术除尘除尘三三、现行技术现行技术除尘除尘一次除尘器出口烟尘浓度为30mg/m350mg/m3时，二次除尘宜选用湿式电除尘器；一次除尘器出口烟尘浓度为10mg/m330mg/m3时，二次除尘宜选用复合塔脱硫技术协同除尘55、除尘超低技术选择除尘超低技术选择尘宜选用复合塔脱硫技术协同除尘对于一次除尘就要求烟尘浓度小于10mg/m3或5mg/m3不依赖二次除尘实现超低排放的，宜优先选择超净电袋复合除尘技术三三、现行技术现行技术脱硫脱硫11、标准和技术发展标准和技术发展90080030050三三、现行技术现行技术脱硫脱硫按位置分为燃烧前、燃烧中和燃烧后；按脱硫产物是否回收，分为抛弃法和再生回收法；按脱硫产物的干湿形态，分为湿法、半干法和干法工艺；湿法脱硫工艺包括用钙基、钠基、镁基、海水和氨作为吸收剂脱硫技术截至2015年底，石灰石-石膏法占92.87%（含电石渣法），海水法占2.58%，烟气循环流化床法占1.8%，氨法占1.81%，其它脱硫工艺占0.93%。

三三、现行技术现行技术脱硫脱硫22、石灰石石灰石-石膏湿法脱硫技术石膏湿法脱硫技术复合塔技术在脱硫塔底部浆液池和上部喷淋层之间以及喷淋层之间加装托盘类或鼓泡类等气液强化传质装置，形成稳定的持液层，烟气穿越持液层时气液固三相传质速率得以提高。

该类技术的典型代表包括旋汇耦合、沸腾泡沫、旋流鼓泡、双托盘均该类技术的典型代表包括旋汇耦合、沸腾泡沫