燃煤烟气超低排放技术开发及标准探讨PPT课件

燃煤烟气超低排放技术开发燃煤烟气超低排放技术开发及标准探讨及标准探讨1目目 录录u 课题背景课题背景u 燃煤烟气超低排放技术探讨燃煤烟气超低排放技术探讨u 高效气相烟气脱硫脱硝技术高效气相烟气脱硫脱硝技术u 化石燃料环境友好工业路线开发化石燃料环境友好工业路线开发u 总结总结2u 课题背景课题背景我国大面积发生的大气雾霾已成民生之患、民我国大面积发生的大气雾霾已成民生之患、民心之痛，要铁腕治理。心之痛，要铁腕治理。雾霾形成的根本原因是雾霾形成的根本原因是 废气污染物排放量巨大废气污染物排放量巨大，因此，应该大幅度减少污染物排放是实现我国环境，因此，应该大幅度减少污染物排放是实现我国环境空气质量明显改善的重点措施。空气质量明显改善的重点措施。3近年来近年来 ，燃煤，燃煤 电电 厂厂 环环 保投入保投入 资资 金数以千金数以千 亿计亿计 ，几，几乎乎 100%都装了脱硫都装了脱硫 、 脱硝脱硝 和除和除 尘尘 装置装置 。并且根据有关部。并且根据有关部门门 提供的排放物指提供的排放物指 标检测标检测 数据，数据， 污污 染物的量染物的量 确确 实实 在下降在下降，但，但 为为 什么什么 总总 体来看，体来看， 雾雾 霾依旧越来越霾依旧越来越 严严 重重 ?是哪里出是哪里出了了 问题问题 ?近期全国正在近期全国正在 进进 行燃煤散行燃煤散 烧烧 的治理，效果有待的治理，效果有待 观观 察察。u 课题背景课题背景4全世界每年向大气中排放全世界每年向大气中排放 CO2 320亿吨以上，中亿吨以上，中国每年排放大约国每年排放大约 100亿吨。亿吨。其中约其中约 20亿吨被海洋吸收，陆地生态系统吸收亿吨被海洋吸收，陆地生态系统吸收 7亿亿吨左右；人工利用量不足吨左右；人工利用量不足 10亿吨。亿吨。显然，显然， CO2排放量已经远远超过了大自然自身平衡排放量已经远远超过了大自然自身平衡的能力，降低化石燃料利用过程中的的能力，降低化石燃料利用过程中的 CO2排放，进而降排放，进而降低大气中的低大气中的 CO2浓度已成为全球面临的重大挑战。浓度已成为全球面临的重大挑战。u 课题背景课题背景5u燃煤烟气超低排放技术探讨燃煤烟气超低排放技术探讨挖掘已有技挖掘已有技 术术 和和 设备设备 潜力、潜力、 辅辅 机改机改造、系造、系 统优统优 化化超低超低排放排放 设备扩设备扩 容、增加新容、增加新 设备设备优优 化煤化煤 质质 ： 热值热值 高、灰分少、高、灰分少、硫分低硫分低1.技术分析技术分析没有创新性、革命性的技术出现没有创新性、革命性的技术出现机机组组改改造造难难度度大大62. 效益分析效益分析u 减排量： 实际减排的总绝对量不大；u 环境质量分析 ：因减排的总的绝对量不大，超低排放对环境质量影响的分担率要远远小于排放量的分担率，对环境质量改善的作用相对较小；u CO2排放： 预计每年因超低排放改造，仅脱硫脱硝两项 增加 CO2排放约 2380万吨（未考虑改造用的钢材、催化剂等生产及物料运输过程的 CO2排放）。u燃煤烟气超低排放技术探讨燃煤烟气超低排放技术探讨73. 经济分析经济分析1）单位发电量增加成本）单位发电量增加成本按按 20年运行周期，在现有环保电价基础上，实现超低排放年运行周期，在现有环保电价基础上，实现超低排放机组机组 （ MW） 单位发电量增加成本单位发电量增加成本 （分（分 /KWh）300 1.47600 1.081000 0.82虽然从虽然从 2016.1.1起，超低排放电价补贴起，超低排放电价补贴 1分分 /KWh。但。但由于补偿标准将逐年降低，从长远看，不断提高的环保成本由于补偿标准将逐年降低，从长远看，不断提高的环保成本将有业主承担。将有业主承担。u燃煤烟气超低排放技术探讨燃煤烟气超低排放技术探讨83. 经济分析经济分析2）单位污染物控制成本）单位污染物控制成本SO2 NOX 备注备注全社会平均成本（全社会平均成本（元元 /kg）1.26 按指定排污收费标准测算按指定排污收费标准测算北京（元北京（元 /kg） 10天津（元天津（元 /kg） 6.3 8.5SO2：超低排放削减增量的成本是改造前成本的近：超低排放削减增量的成本是改造前成本的近 20倍倍烟尘：湿式电除尘器控制成本是前端除尘器控制成本的千倍烟尘：湿式电除尘器控制成本是前端除尘器控制成本的千倍u燃煤烟气超低排放技术探讨燃煤烟气超低排放技术探讨9u燃煤烟气超低排放技术探讨燃煤烟气超低排放技术探讨 依法性问题依法性问题 ： 缺乏法律方面保障；一些技术性问题尚未缺乏法律方面保障；一些技术性问题尚未清楚（如氨逃逸、清楚（如氨逃逸、 SO3产生量增加、废弃催化剂处理）产生量增加、废弃催化剂处理） 监管问题监管问题 ： 监测方法（低浓度监测的精准性）监测方法（低浓度监测的精准性） 技术层面问题技术层面问题 ： 无技术创新无技术创新 超低排放与其他方面的协调性问题超低排放与其他方面的协调性问题 ： 如何统筹超低排如何统筹超低排放与节能、减碳、节水以及其它常规污染物控制间的关系放与节能、减碳、节水以及其它常规污染物控制间的关系 经济型问题经济型问题 ： 改造成本高，尤其是现有机组的超低改造改造成本高，尤其是现有机组的超低改造10u 燃煤烟气超低排放技术探讨燃煤烟气超低排放技术探讨 开展超低排放综合效果的系统研究与评估开展超低排放综合效果的系统研究与评估 适时修订适时修订 火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准 有序推进超低排放改造有序推进超低排放改造 提前部署超低排放技术研发提前部署超低排放技术研发11GB13223-2011大气污染物大气污染物排放标准（最严格排放标准）排放标准（最严格排放标准）大气污染物超低排放标准大气污染物超低排放标准燃煤锅炉（重点地区）燃煤锅炉（重点地区）烟尘烟尘 20mg/m3SO2 50mg/m3NOX(以以 NO2计计 ) 100mg/m3汞及其化合物汞及其化合物 0.03mg/m3燃煤机组（重点地区）燃煤机组（重点地区）烟尘烟尘 5mg/m3SO2 35mg/m3NOX(以以 NO2计计 ) 50mg/m3u燃煤烟气污染物排放标准燃煤烟气污染物排放标准12大气污染物排放标准制定大气污染物排放标准制定 的的 初衷并非是治理雾霾，初衷并非是治理雾霾，而是治理环境空气质而是治理环境空气质 量量 标准中限定的三种常规污染物标准中限定的三种常规污染物 烟尘、二氧化硫烟尘、二氧化硫 和和 氮氧化物，氮氧化物， 它们是雾霾污染物的主它们是雾霾污染物的主要成分，要成分， 与雾霾关系密切。从总体与雾霾关系密切。从总体 来来 看，看， 燃煤电燃煤电 厂烟尘厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物三种常规污染物、二氧化硫、氮氧化物三种常规污染物 的的 排放已不是影排放已不是影响环境质量和雾霾形成的主要原因。响环境质量和雾霾形成的主要原因。u燃煤烟气污染物排放标准燃煤烟气污染物排放标准13国内正在开发的超低排放工艺流程图如下：国内正在开发的超低排放工艺流程图如下：国内正在开发的超低排放工艺流程示意图国内正在开发的超低排放工艺流程示意图u 烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨14石灰石石灰石 -石膏法脱硫数据表石膏法脱硫数据表机组机组 2300MW年运行年运行 时间时间 /h 6000耗水量耗水量 /kt年年 -1 825耗耗 电电 量量 /MWh年年 -1 37500CO2排放量排放量 /SO2 0.72石膏堆砌量石膏堆砌量 /SO2 2.7现有超低排放技术的湿法脱硫数据如下表：现有超低排放技术的湿法脱硫数据如下表：u 烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨15湿法脱硫方法存在的主要问题如下：湿法脱硫方法存在的主要问题如下：（ 1）固定资产投资大：）固定资产投资大： 湿法脱硫装置固定资产投资大湿法脱硫装置固定资产投资大；（ 2）运行费用高：）运行费用高： 从上表可知，从上表可知， 2300MW的机组的年的机组的年耗电量高达耗电量高达 37500 MWh，相当于燃烧，相当于燃烧 4614吨标准煤。吨标准煤。（ 3）耗水量大）耗水量大 ：年运行：年运行 6000小时年水耗近小时年水耗近 82.5万吨水万吨水，每小时消耗，每小时消耗 137.5吨水，也就是向大气中排放大量的废气吨水，也就是向大气中排放大量的废气。（ 4）脱硫废水难于处理，脱硫产物石膏难以有效利用）脱硫废水难于处理，脱硫产物石膏难以有效利用，作为固体废物堆埋，浪费大量的硫资源。，作为固体废物堆埋，浪费大量的硫资源。u 烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨16u烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨湿法脱硫之后加装的 湿式电除尘虽然能够去除烟气中的部分石膏颗粒，但存在下述问题：（ 1）增加 了 湿烟气中的水雾含量， 使 烟囱冒 “白烟 ”的现象 更加严重 ；（ 2）设备运行能耗 (含阻力能耗 )增大 约 1000-1200kw；（ 3）相比减排效果，湿电除尘器的运行成本过高（超过 1500元 /h）。以 260万千瓦机 组 除 尘 改造 为 例， 仅设备 投 资约7000万元或更高，年运行 费 用增加 500万元以上。17燃煤 电 厂 锅 炉 超低排放技 术 中 90%以上采用 湿法脱硫，脱硫之后的烟气温度在 30-50 ， 湿度在100200g/Nm3， 而我国大气的平均湿度 仅为 9g/Nm3，锅 炉湿法脱硫排烟湿度 为 大气平均湿度的 10倍以上 。总 量上看，按燃 烧 1吨煤 ， 湿法脱硫烟气 带 出 1吨水汽 估算，我国燃煤 锅 炉烟气湿法脱硫每年向大气排放 近40亿 吨的水 汽 。u烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨18u烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨在现有超低排放技术中，湿法脱硫烟气中水汽在现有超低排放技术中，湿法脱硫烟气中水汽的排放量是二氧化硫排放量的的排放量是二氧化硫排放量的 28005600倍，倍，因此，因此， 超低排放标准中超低排放标准中 SO2等排放指标是否能等排放指标是否能够真正代表燃煤烟气污染物的排放量值得商榷？够真正代表燃煤烟气污染物的排放量值得商榷？（ 100200/0.035=28005600）19在室内在室内 加湿器加湿器 中中 分别分别 加入加入 纯净水、矿泉水和自来纯净水、矿泉水和自来水，监测空气污染情况，实验结果水，监测空气污染情况，实验结果 如下如下 ： 纯净水，纯净水， PM2.5值，值， 20微微 克克 /米米 3矿泉水，矿泉水， PM2.5值，值， 30微微 克克 /米米 3自来水，自来水， PM2.5值，值， 340微微 克克 /米米 3 空气质量参考指数标准：空气质量参考指数标准：PM2.5值，值， 0 50微微 克克 /米米 3 ，空气质量一级，空气质量一级PM2.5值，值， 51 100微微 克克 /米米 3 ，空气质量二级，空气质量二级PM2.5值，大于值，大于 300微微 克克 /米米 3 ，重度污染，重度污染u烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨20在家庭房在家庭房 间间 中使用添加自来水的加湿器，中使用添加自来水的加湿器， 3岁岁 儿童咳儿童咳嗽不嗽不 仅仅 没有改善，反而愈加没有改善，反而愈加 严严 重，咳嗽持重，咳嗽持 续续 半个月，到半个月，到医院医院 检查检查 ，被医生，被医生 诊诊 断断 为为 “加湿器肺炎加湿器肺炎 ”。燃煤烟气湿法脱硫过程与使用加湿器相似，显然脱燃煤烟气湿法脱硫过程与使用加湿器相似，显然脱硫液中的成分更加复杂，烟气中的水汽成分也比自来水硫液中的成分更加复杂，烟气中的水汽成分也比自来水更加复杂，虽然利用湿法电除尘除去一部分较大的颗粒更加复杂，虽然利用湿法电除尘除去一部分较大的颗粒物，但对于较小的颗粒及水溶性物质无能为力。因此，物，但对于较小的颗粒及水溶性物质无能为力。因此，湿法脱硫烟气中水汽带来的空气污染（湿法脱硫烟气中水汽带来的空气污染（ PM2.5、PM10）应该引起人们的高度重视。）应该引起人们的高度重视。u烟气污染物超低排放技术探讨烟气污染物超低排放技术探讨21u 高效气相烟气脱硫脱硝技术高效气相烟气脱硫脱硝技术针对现有脱硫脱硝方法及超低排放技术存在的针对现有脱硫脱硝方法及超低排放技术存在的缺点，我们开发了一种固定资产投资少、运行维护成缺点，我们开发了一种固定资产投资少、运行维护成本低、能耗水耗少、产物可资源利用的高效气相烟气本低、能耗水耗少、产物可资源利用的高效气相烟气脱硫脱硝超低排放技术。脱硫脱硝超低排放技术。该技术可以克服现有超低排放技术固定资产投资该技术可以克服现有超低排放技术固定资产投资高、运行维护费用高、废气排放量大、操作复杂等问高、运行维护费用高、废气排放量大、操作复杂等问题。题。22工艺路线如下图所示：工艺路线如下图所示：图图 . 高效气相脱硫脱硝超低排放新技术示意图高效气相脱硫脱硝超低排放新技术示意图u 高效气相烟气脱硫脱硝技术高效气相烟气脱硫脱硝技术23图 . 220t/h循 环 流 化床 锅 炉脱硝 结 果高效气相烟气脱硝技术在电厂的应用高效气相烟气脱硝技术在电厂的应用u 高效气相烟气脱硫脱硝技术高效气相烟气脱硫脱硝技术24高效气相烟气脱硫技术已在电厂进行了现场试验高效气相烟气脱硫技术已在电厂进行了现场试验，锅炉类型为，锅炉类型为 170t/h煤粉炉，烟气量为煤粉炉，烟气量为 3105 Nm3/h。图图 . 高效气相脱硫技术在电厂的脱硫结果高效气相脱硫技术在电厂的脱硫结果u 高效气相烟气脱硫脱硝技术高效气相烟气脱硫脱硝技术25从上述结果得出，高效气相脱硫剂将烟气中的从上述结果得出，高效气相脱硫剂将烟气中的SO2从从 4000 mg/Nm3脱除至脱除至 35 mg/Nm3以下，脱以下，脱除率高达除率高达 99.1%以上，能够满足环保部对以上，能够满足环保部对 SO2控制在控制在50 mg/Nm3以下的超低排放要求。以下的超低排放要求。u 高效气相烟气脱硫脱硝技术高效气相烟气脱硫脱硝技术高效气相烟气脱硫技术高效气相烟气脱硫技术26高效气相烟气脱硫脱硝技术特点高效气相烟气脱硫脱硝技术特点（ 1）脱硫脱硝除尘设备投资大幅度降低）脱硫脱硝除尘设备投资大幅度降低与国内正在开发的脱硫脱硝超低排放装置相比，固与国内正在开发的脱硫脱硝超低排放装置相比，固定资产投入可降低定资产投入可降低 80%以上；以上；（ 2）运行能耗大为降低）运行能耗大为降低该技术不需要大量脱硫浆液的循环，使烟气沿程阻该技术不需要大量脱硫浆液的循环，使烟气沿程阻力大为降低，从而使烟气处理系统的能耗大为降低；力大为降低，从而使烟气处理系统的能耗大为降低；（ 3）运行水耗几乎为零）运行水耗几乎为零不向烟气处理系统中加水，使烟气带出的水量大为