《烟气调质技术》PPT课件.pptx

电除尘器烟气调质技术 在火电厂中的应用 威尔普创造美好生活环境 威尔普能源 威尔普是火电厂煤粉尘和PM2.5综合治理的高科技企业，全球化 的技术团队和管理团队，拥有多项国际技术专利，产品和服务遍及 全球 ，是火电厂粉尘专业治理的开拓者和领导者。 威尔普提供EPC绿色节能解决方案，治理火电厂四大粉尘污染 源，包括（1）煤的储存（2）输送转运（3）石子煤排放（4）电除 尘器排放等发电过程中产生的粉尘。图1是铝合金穹顶方案，图2是 防堵抑尘曲线落煤管方案，图3是石子煤负压输送方案，图4是电除 尘器烟气调质方案。今天我们主要交流电除尘器烟气调质技术方 案。 煤储存铝合金穹顶方案防堵抑尘曲线煤管方案石子煤负压输送方案电除尘烟气调质方案 目 录 1烟气调质原理 2烟气调质系统 3烟气调质系统应用 4应用案例分析 5环保部专家推荐 6常见问题解答 烟气调质原理 1.电除尘器效率和粉尘比电阻的关系 A.众所周知，高比电 阻粉尘会降低电除 尘器效率，使烟囱 排放超标。 B.PM10PM2.5的微 小粉尘颗粒也不容 易被电除尘器收集 ，例如Al2O3含量 高的粉尘，增加 PM8PM2.5的排 放。 总除尘效率（%） 100 99.5 90 85 80 1010 10111012 比电阻（-） 烟气调质原理 2. 电除尘器效率和PM10-PM2.5的关系 对于20um以上的粉尘颗 粒，电除尘器的除尘效 率接近100%，随着粉尘 粒径的减小电除尘器的 除尘效率逐渐降低，对 于PM10以上的颗粒，去 除率在99.9%以上， PM10以下去除率急剧下 降，对PM2.5以下的粉 尘，去除效率趋近于 零。 烟气调质原理 3. 粉尘的比电阻温度曲线 这是理想的粉尘比电 阻温度曲线，在锅 炉排烟温度范围内， 粉尘比电阻高于电除 尘器理想的收尘范围 (1010-1011)时，电 除尘器的效率降低， 此时需要将粉尘的比 电阻降至理想的范围 内，来提高电除尘器 的除尘效率。 5.OE+10 比电阻的 理想范围 烟气调质原理 4.烟气调质降低粉尘比电阻原理 SO3 H2O H2SO4 粉尘颗粒 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 烟气调质是向 烟气中喷入微量的 SO3气体，SO3与烟 气中的水分子化合 成H2SO4电解质分子 附着在粉尘颗粒表 面，降低粉尘比电 阻，增加粉尘粘附 电荷的能力，提高 除尘器除尘效率。 5.烟气调质前后粉尘比电阻对比曲线 左图是烟气 调质前后粉尘比 电阻的对比曲线 图。相对于调质 前的比电阻，微 量的SO3调质后粉 尘的比电阻下降 约两个数量级， 至电除尘器除尘 的理想比电阻范 围内。 烟气调质原理 锅 炉 排 烟 温 度 范 围 1012 1013 1011 1010 109 100200300400 温度 （） 比电阻（-） 调质前 理想的粉尘 比电阻范围 微量SO3调质后 烟气调质原理 6.烟气调质可以粘合PM10-PM2.5 由于调质剂的作用,使PM8PM2.5的细微颗粒相互粘合成PM10 以上的较大颗粒，容易被电除尘器收集,减小了PM2.5排放。 粉尘颗粒 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO4 H2SO 4 粉尘颗粒 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO4 H2SO 4 粉尘颗粒 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO4 H2SO 4 粉尘颗粒 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO4 H2SO 4 颗粒 粉尘 H2SO4 H2SO4 H2SO 4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 H2SO 4 烟气调质系统 纯度99.99%的固态 硫磺在硫磺罐中被 蒸气溶化，由硫磺 泵经计量装置输送 到燃烧室中，与热 空气燃烧生成SO2， SO2经过V2O5催化室 生成SO3，SO3由布置 在烟道上的喷枪喷 入烟道达到烟气调 质的目的。 1.烟气调质系统工艺流程图 烟气调质系统 最佳的三氧化 硫喷射量由锅 炉负荷、烟气 浊度和烟气温 度等输入信号 决定,整个系 统由PLC控制, 全自动运行。 当燃煤煤种发 生较大变化, 需要调整系统 喷射量时，只 需根据实际情 况调整“设定 喷射量”即可 完成对系统运 行参数的调 整。 2.工作原理 硫磺储罐包括：硫磺泵、蒸气加热装置、管道阀门等。 3.调质系统硫磺储罐 烟气调质系统 烟气调质系统 系统集成箱包括：系统风机、空气加热器、硫磺燃烧室、V2O5 催化剂室、PLC控制柜、计量调整装置等组成。 4.烟气调质系统集成箱 截止阀调节阀 流量计 PLC控制柜空气加热器燃烧室催化剂室 系统风机 烟气调质系统 每台炉根据烟道尺寸 需要配置若干支喷 枪。喷枪安装在空气 预热器下游,电除尘 器之前，每个烟道分 叉之前的竖直或水平 烟道上（根据现场实 际情况而定）。 每只喷枪与SO3管道 连接处都装有热电偶 温度计，用于监视喷 枪的喷射温度。 5.调质系统喷枪 20世纪60年代美国环保署开始限制火电厂粉尘排放，催生了电除尘 器烟气调质的研发和应用。1972年世界第一台烟气调质装置在美国获得 成功应用，经过40多年的发展，电除尘+烟气调质技术已经成为美国等西 方发达国家解决火电厂粉尘排放超标的主流产品。其特点是投资少、运 行成本低、除尘效率高、技术成熟、集成化程度高而成为国外燃煤电厂 减少排放的主要设备。目前全世界有超过600台以上的机组采用了SO3烟气 调质技术，其中美国500余台，欧洲100余台，亚洲50余台。 美国Pleasant Prairie电站2617MW机组于1973年设计，由于当时 粉尘排放要求严格，最初的除尘设计方案包括袋式除尘器和电除尘器+烟 气调质。经过经济技术论证，最终确定采用电除尘器+烟气调质技术，投 入运行后，其电除尘器效率超过99.72%的设计值达到99.9%以上，排放浓 度为28.3mg/m3。 烟气调质在发达国家的应用 烟气调质系统应用 在香港的应用 香港是亚洲一颗璀璨 的明珠，环境优美经 济发达。是世界四大 金融中心之一，香港 环境署对空气品质的 要求非常高。香港中 华电力公司下属两个 发电厂青山电厂 （4350MW、 4610MW发电机组） 和南丫发电厂（ 3250MW和5350MW 机组）共16台机组， 全部采用电除尘器+烟 气调质系统。1997年 16台烟气调质系统全 部投入运行，粉尘排 放低于10mg/m3。 烟气调质系统应用 香港青山电厂 左图是青山 电厂安装完7台 烟气调质系统的 照片，冒烟表示 最后1台未投入 运行烟气调质机 组的排放情况。 2003年大唐国际 托克托电厂期 2600MW机组上 烟气调质，就是 考察的青山电厂 烟气调质系统。 烟气调质系统应用 内蒙古大唐国际托克托电厂8600MW机组全部采用烟气调质 京能岱海电厂4600MW机组全部采用烟气调质 同煤大唐塔山电厂2600MW机组全部采用烟气调质 大陆地区的应用 调质 投入前 调质 投入后 应用案例分析 2003年大唐托克托电厂考察 完香港青山电厂后决定采用 烟气调质系统治理粉尘排放 ，解决粉尘排放超标，通过 环评验收。 2004年7月7日期2X600MW机 组烟气调质系统投入运行， 粉尘排放分别是： #1炉电除尘器28.40mg/m3； #2炉电除尘器24.99mg/m3； #1、#2炉电除尘器主要设计 参数： 比收尘面积：87.49m2/m3/s 总收尘面积：96000m2 电场数：5电场 设计烟气量：395104m3/h 设计入口含尘浓度：20g/m3 保证效率：99.78% 应用案例分析 检验项目大矿煤小窑煤 全水分 10.99.8 工业分析 煤样水分Mad(%) 4.084.03 煤样灰分Aad (%) 24.6323.68 煤样挥发分Vad (%) 27.0228.34 煤样固定碳FCad (%) 44.2743.95 元素分析 煤样碳Cad (%) 55.8056.55 煤样氢Had(%) 3.463.55 煤样氮Nad (%) 0.950.94 煤样全硫St,ad (%) 0.540.58 煤样氧Oad (%) 10.5410.67 根据煤样分析：灰分Aad = 24.63%，全硫St,ad = 0.54%，灰/硫7 煤中含硫量低，导致灰的比电阻高，需烟气调质。 煤样分析结果 应用案例分析 灰样分析表明Al2O3含量高达到50.53%， Al2O3是造成PM10-PM2.5细 微颗粒粉尘比例增加的重要原因，PM10以下细微颗粒粉尘不利于电 除尘器收集，除尘效率大幅降低。调质前烟囱粉尘排放在444- 634mg/m3之间，除尘效率不到97%，排放严重超标。 成分SiO2 Al2O3其他合计 干基重量（%）38.6050.5310.87100 调质前灰样分析 应用案例分析 监 测 项 目 单位 位 置 1炉A除尘器1进口、2出口1炉A除尘器3进口、4出口 次 数 1234512345 烟 尘 浓 度 mg/m3 进 口 10911.19949.816169.615152.511612.412096.112643.014636.211687.712692.6 出 口 46.134.029.628.043.322.028.527.012.315.1 除 尘 效率 99.699.699.899.899.699.899.899.899.999.9 调质后#1炉A电除尘器粉尘排放浓度 烟气调质投入运行后 A侧除尘器粉尘平均排放浓度：28.59mg/m3 ，除尘效率：99.77% 调质后#1炉B电除尘器粉尘排放浓度 监 测 项 目 单位 位 置 1炉B除尘器5进口、6出口1炉B除尘器7进口、8出口 次 数 1234512345 烟 尘 浓 度 mg/m3 进 口 12901.712610.515165.812124.114527.612068.113043.912940.913371.313831.6 出 口 37.752.324.947.328.030.316.812.814.917.0 除 尘 效率 99.799.599.899.699.899.899.999.999.999.9 应用案例分析 B侧除尘器粉尘平均排放浓度：28.20mg/m3，除尘效率：99.79% A、B两侧电除尘器平均排放浓度：28.40mg/m3，除尘效率：99.78% 应用案例分析 调质后#2炉A电除尘器粉尘排放浓度 监测 项目 单位 位置2炉A除尘器1进口、2出口2炉B除尘器3进口、4出口 次数 1234512345 烟尘 浓度 mg/m3 进口 12347.016037.712698.513383.115988.412198.612910.414170.710768.913248.0 出口46.323.828.621.436.314.349.410.611.213.9 除尘 效率 99.699.899.799.899.899.999.699.999.999.9 A侧除尘器粉尘平均排放浓度：25.58mg/m3，除尘效率：99.80% 应用案例分析 调质后#2炉B电除尘器粉尘排放浓度 监测 项目 单位 位置 2炉B除尘器5进口、6出口2炉B除尘器7进口、8出口 次数 1234512345 烟尘 浓度 mg/m3 进口9188.612654.015338.29922.410978.115763.812716.713989.413869.113485.2 出口 22.538.036.229.231.311.221.718.419.815.7 除尘 效率 99.899.799.899.799.799.999.899.899.899.9 B侧除尘器粉尘平均排放浓度：24.40mg/m3，除尘效率：99.80% A、B两侧电除尘器平均排放浓度：24.99mg/m3，除尘效率：99.80% 环保部专家推荐 烟气调质技术在大唐托克托电厂的成功应用，受到了国家环保部的 认同。2005年8月18日，由环保部环境工程评估中心在内蒙古呼和 浩特市召开了燃煤发电厂电除尘器烟气调质系统技术评估会他 们对烟气调质技术给予了高度评价。 环保部环评中心专家推荐产品 环保部专家推荐 环保部专家推荐 与会专家名单 常见问题解答 1、烟气调质是否会增加硫氧化物的排放？ 答：不会 A.下表是实际监测的数据，表中可以看出烟气调质不会增加硫氧 化物的排放 检测位置检测项目含硫2.5%含硫0.5%含硫0.5%采 用SO3调质 电除尘器 入口 SO2 （ppm）1856371371 SO3 （ppm）1944+15 电除尘器 出口 SO2 （ppm）1856371371 常见问题解答 B.以一台600MW机组加烟气调质为例： (a)、锅炉每小时的燃煤量约为 300吨，煤的含硫量为0.5，则每 小时进入锅炉中的硫为1500公斤。 (b)、烟气调质系统消耗的硫磺 约为50公斤/小时，仅是燃煤含硫 量的3%，而且97%以上转化为SO3， SO3活性极强立即与烟气中的水化合 生成硫酸盐电解质，沉淀在粉尘表 面被除尘器收集下来，所以，不会 增加硫氧化物的排放。 97%煤中硫 1、烟气调质是否会增加硫氧化物的排放？ 答：不会 常见问题解答 答：没有 烟气调质运行时，PLC自动控制系统随时监控电除尘器 入口烟气温度，当烟气温度降低并接近于酸的露点温度 时，调质系统会自动停止SO3喷射，以防止腐蚀。 通过机组大小修，对托克托电厂已运行八年多的8台烟 气调质电除尘器进行检查，没有发现任何设备腐蚀现 象。 2、烟气调质对电除尘和尾部烟道有无腐蚀？ 常见问题解答 3、烟气调质是否会影响灰的综合利用？ 答：不会