中国燃煤锅炉烟气治理技术的需求与评估(一)

1、中国燃煤锅炉烟气治理技术的需求与评估 一 摘要：中国是燃煤大国，S02排放量连续多年超过2000万t，电厂锅 炉和燃煤工业锅炉SO2排放量约占全国SO2排放量的70%。对 十五 期间中国燃煤锅炉治理技术的市场需求、研究和应用现状、行业开展 状况进行了综述。从调整能源结构、合理利用天然气，积极开展和实 施洁净煤技术，制定促进火电厂脱硫国产化的配套政策三方面对燃煤 锅炉烟气污染治理提出了对策和建议。关键词：燃煤锅炉烟气治理需求与评估 中国是燃煤大国，燃煤占一次能源消费总量的75%左右。随着经济发展，煤炭消费量增长，二氧化硫排放量不断增加，已连续多年二氧化 硫排放量超过2000万t，居世界首位，致使

2、我国酸雨和二氧化硫污染 日趋严重。目前我国降水pH小于5.6的国土面积，已占总面积的30% 左右，已有约 60%的城市环境空气中二氧化硫年平均浓度超过国家 ?环 境空气质量标准?的二级标准值或日均浓度超过三级标准值 1。 据报道，到 2000年底全国火电厂装机容量和发电量分别到达 3.19 亿 kW和1.37万亿kW-h，每年耗用煤炭近5亿t，排放二氧化硫约800 万t2;全国现有燃煤工业锅炉50余万台，年耗用煤炭4亿t，排放二 氧化硫约640万t3。上述两种燃煤锅炉二氧化硫排放量约占全国二氧 化硫排放量的 70%，是影响我国城市空气环境质量和形成酸雨、二氧 化硫污染的主要污染源。1 中国燃煤

3、锅炉烟气污染治理技术的需求1.1“十五期间大气污染的治理目标与任务据“十五规划， 2005 年，二氧化硫、尘烟尘及工业粉尘等主要大 气污染物排放量将比 2000 年减少 10%。二氧化硫排放量控制在 1800 万 t ；尘烟尘和工业粉尘排放量控制在 2000 万 t 。酸雨控制区和二 氧化硫控制区二氧化硫排放量比 2000 年减少 20%，排放量控制在 1053 万 t 以内。工业二氧化硫排放量控制在 1450 万 t ；烟尘排放量控制在 850万t;粉尘排放量控制在900万t。保护城市环境，改善重点地区 的环境质量，70%以上的城市空气中二氧化硫浓度到达国家空气环境质 量二级标准; 50%地

4、级以上城市空气质量到达国家二级标准。1.2 “十五 期间大气污染治理投资预测 中国以燃煤为主的能源构成决定了防治烟尘和二氧化硫污染是防治大 气污染的重点。?国家环境保护 “十五 重点工程工程规划?中重点工程 工程约 1137个，总投资为 2620 亿元。其中，大气工程 182 个，投资 为 974亿元，占总投资的 37.2%。目前大气工程已完成投资 197.5亿元， 占大气工程总投资的 20.3%。大气工程中包括清洁能源替代工程 84 个， 需投资 482亿元，占大气工程投资的 49.5%;集中供热工程 47 个，需 投资 230 亿元，占大气工程投资的 23.6%;污染治理工程 51 个，需

5、投 资 261.6 亿元，占大气工程投资的 26.9%。从大气工程投资的地区分布 来看，改善北京市大气环境的工程 25 个，投资 466 亿元，占全国总投 资的 47.8%;建设“两控区内 37个燃煤电厂的脱硫工程，削减二氧化 硫排放量能力 105 万 t/a ，需投资 120 亿元。1.3 火电厂烟气污染治理市场预测 按照国家环保总局?两控区酸雨和二氧化硫污染防治 “十五 方案?，采 取的有关火电厂脱硫措施是： (1)严格控制新建火电厂二氧化硫排放。十五期间两控区内将投产燃煤火电厂的装机容量为36050MW，其中方案脱硫的机组装机容量为11924MW。(2)有效削减现有火电厂约3000 万

6、kW 机组二氧化硫排放，实现达标排放。 “十五期间，除采取换烧低 硫煤和关停小火电机组外，预计约有 1/4的机组需进行烟气脱硫。 据此两项估计需安装脱硫设施的火电机组装机容量，按照各种脱硫工 艺单位造价平均为600元/kW计算，我国两控区20012005年火电厂 脱硫市场需求见表 14。从表 1 可以看出， 20012005年间，我国火电厂需安装脱硫设施的火电 机组容量19424MW左右，市场需求总规模约116.5亿元，平均每年达 23.3亿元。如果以2000年全国要求脱硫机组容量11000MW为基数， 那么 20012005年需要安装脱硫设施的火电厂容量平均每年增长22.6%。电除尘器是治理

7、燃煤锅炉烟气中粉尘的主导设备。 据测算，“十五期间， 全国对电除尘器的需求总重量为 107万t。按9700元/t计，总产值将 到达 103 亿元。其中到 2005年，我国火电厂装机容量将到达 2.86亿 kW。从2000年至2005年新增火电厂装机容量为 4846万kW，所需电 除尘器总重量为32万t，对旧有机组改造还需18.2万t，共计50.2万 t，此时其总产值为48.7亿元。表 12001-2005年两控区内火电厂脱硫市场预测20012005年新建、扩建和改建火电机组现有超标排放火电厂机组合计装机总容量 MW 方案或需安装脱硫装置的装机容量 MW 脱硫单位造价元 /kW 600脱硫 市场

8、需求亿元 2 中国燃煤锅炉烟气脱硫技术研究和应用开展趋势早在 20 世纪 70 年代我国就开始了火电厂和工业锅炉脱硫技术的研究， 先后开展了 1 0多项不同工艺和不同规模的试验研究。主要有：含碘活 性炭吸附脱硫技术、 旋转喷雾枯燥脱硫技术、 磷胺复合肥料脱硫技术、 炉内喷钙增湿活化脱硫技术、湿式脱硫除尘一体化技术等，取得了阶 段性研究成果，有的技术已得到工业性应用，积累了珍贵的经验。在 此同时，还引进了一批工艺成熟、技术先进的脱硫工艺和装置，详见 表 24。我国控制火电厂二氧化硫排放工作起步较晚，到 2000 年底，全国投运 和在建脱硫机组规模超过1000万kW。19982000年审批的大型火

9、电 建设工程中，有839万kW机组要求配套脱硫装置，到 2000年底，已 投入运行的火电厂脱硫工程容量达 501.5万kW,占火电厂装机总容量 的2.1%，具体包括：在6个火电厂的7台机组共105万kW建设了 6 种不同工艺的脱硫示范工程,在 9个火电厂的 16台机组共 396.5 万kW建设了商业化脱硫设施，估计每年可削减二氧化硫20万t以上。在501.5万kW投入运行的机组中，国电公司所属电厂约占70%。我国火电厂 6个烟气脱硫示范工程见表 35。目前，我国火电厂二氧化硫治理技术仍处于对各种工艺的工程示范阶 段。经过 10 多年的研究开发和工程示范，我国对世界上现有的烟气脱 硫技术的一些主

10、要类型都进行过研究和试验。主要技术有：循环流化 床烟气脱硫技术、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫技术、旋转喷雾枯燥烟 气脱硫技术、氨法烟气脱硫技术及湿式脱硫除尘技术等。重点开展燃 烧高硫煤机组或装机容量大于 200MW 机组，脱硫效率大于 90%的湿式 石灰石-石膏法脱硫工艺， 以及适用于燃烧含硫量小于 2%，装机容量小 于 200MW ，脱硫效率大于 75%的半干法和其他费用较低的成熟工艺。 适当开展适用产热量大于 14MW 的工业锅炉和炉窑，脱硫效率大于 70%， 低本钱、使用寿命和可靠性较好的湿式脱硫除尘一体化设备。开展低 氮燃烧技术、等离子体法烟气脱硫脱硝技术及工程配套设备、石灰石 (石灰)

11、-石膏法、炉内喷钙和各种简易湿法脱硫技术5。表 2 引进的脱硫工艺和装置局部情况汇总 引进单位工艺流程规模脱硫剂效率/%运行时间技术提供方烟气量(m3h-1)锅炉胜利油田南化工厂氨-硫铵法2100000NH3901979日本 东洋公司南京钢铁厂碱式硫酸铝法51800H2SO41981日本同和公司AI2(SO4)395AI(OH)31990沈阳黎明公司喷雾枯燥法 50000石灰851992 丹麦 NIRO 公司重庆珞磺电厂湿石灰石-石膏法 1087000 石灰石浆951993 日本三菱公司 山东德州电厂荷电干吸收剂喷射 法75t/hCa(OH)260-701995美国ALANCO公司重庆长寿化工

12、厂JBR喷射 鼓泡法 61000电石渣 701995日本千代田公司山东潍坊化工厂简易石灰石膏法 100000 消石灰浆 701995 日本三菱公司山东黄岛电厂简易喷雾 枯燥法 300000 生石灰，煤灰 701995 日本三菱公司太原发电厂小型高 速平流式 600000 石灰石 801996 日本日立公司广西南宁化工厂简易石 灰石石膏法50000CaOH2701996日本川崎公司南京下关电厂炉内喷钙 增湿活化法795000石灰石751997芬兰IVO公司成都热电厂电子束法 300000NH3801997日本茬原制作所深圳西部电厂海水脱硫1100000海水 901998 瑞典 ABB 公司衢州化

13、工厂增湿灰循环脱硫 300000 电石渣 802000 瑞典 ABB 公司表 3 我国火电厂烟气脱硫示范工程 工程重庆珞璜电厂一期太原第一热电厂山东黄岛电厂南京下关电厂深 圳西部电厂成都热电厂机组MW2X 3602001002X 12520020锅炉t/h 工艺石灰石石膏简易石灰石旋转喷雾枯燥法SDA炉内喷钙尾部增湿活化LIFAC海水洗涤法电子束法EBA 合作方日本三菱重工日本 EPDC日本EPDC芬兰IVO瑞典ABB日本荏原 投资额万元 单位造价元 /kW 320*6508894947171050 脱硫本钱元 /kg脱 硫 率 %>95>807060-8592-9582 建 造 - 完 工 年 份 1988-19941994-20001992-19991993-20001996-19991995-1998 *其中外汇局部按