第7章发电厂的除尘、脱硫脱硝和除灰渣系统-11

1、第七章 发电厂的除尘、脱硫脱硝和除灰渣(hu zh)系统 描述：锅炉排出的灰渣主要是由炉膛底部排出的炉渣、省煤器灰斗的落灰、空气预热器灰斗的落灰、除尘器收集的粉尘以及中速磨煤机系统排出的石子(sh z)煤组成。第一节 火电厂的除尘设备 应用：大型燃煤电厂的除灰除渣系统主要有水力除灰和气力除灰两种型式。其原理就是以水或空气作为输送介质，通过输送设备、管道（沟）等将灰渣输送到指定地点。采用何种型式要根据客观实际、自然条件、环保要求等来确定。 。 一个1000MW的燃煤电厂，年排出的灰渣总量已达7080万t。 共八十五页一、水力(shul)除灰系统 水力(shul)除灰系统按其所输送的灰渣的不同，又

2、分为灰渣混除和灰渣分除两种方式。 灰渣混除系统流程是：锅炉底部冷灰斗排出的炉渣与除尘器灰斗排出的干灰分别经捞渣机（碎渣机）和冲灰器进入灰渣沟，然后被送往灰渣浆池，混合后的灰渣浆通过灰渣泵经振动筛送往浓缩池，然后被输往贮灰场。在灰渣分除系统中，捞渣机捞出渣通过输送机被送往贮渣仓，经脱水后由汽车运往贮渣场或综合利用场所。 水力除灰系统由厂内、厂外两部分组成。厂内部分主要由排灰排渣设施、输送设备以及管道（沟）等组成；厂外部分主要由长距离输灰（渣）管道、贮灰场以及灰场灰水回收设施等组成，距离过远时还包括中继灰渣浆泵房等。 共八十五页(一) 混除系统(xtng) (1) 低浓度灰渣混除输送(sh sn)

3、系统 共八十五页(2) 高浓度灰渣(hu zh)混除输送系统 共八十五页共八十五页中心传动装置提耙装置入口管溢流管浓缩装置旋转刮灰耙底流出口管共八十五页(二) 分除系统(xtng) (1) 刮板(u bn)捞渣机除渣系统。 共八十五页(2) 水力喷射(pnsh)脱水仓除渣系统。 共八十五页(3) 水力(shul)除灰系统 共八十五页渣仓直径(zhjng)米，带仓壁振动器和析水元件。共八十五页二、气力(ql)除灰系统 根据输送系统压力的不同，气力除灰系统分为负压式和正压式两大类。负压式系统是靠系统内的负压将空气和灰一起吸入管道内；物料的整个输送过程是在低于大气压力下进行的。正压式系统则是用高于大

4、气压力的压缩空气(ysu kngq)来推动物料进行输送的。 气力除灰系统是以空气为输送介质和动力，将锅炉各集灰斗的干灰输送到指定地点的一种输送装置。 共八十五页正压气力(ql)除灰系统 (1) 仓式泵系统(xtng) (2) 输灰器系统 共八十五页第二节 脱硫脱硝1 绪论2 燃煤工业锅炉烟气脱硫技术(jsh)及发展趋势3 燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势4 总结共八十五页1.1 2000-2004年全国(qun u)大气质量1.绪论(xln)所占比例（）共八十五页1995年全国酸雨分布酸雨主要分布在长江(chn jin)以南、青藏高原以东和四川盆地，影响国土面积1/3左右酸雨、二氧化硫污染控

5、制区占国土面积11.4%pH5.6为酸雨江西(jin x)萍乡地区pH值最低，达3.67酸雨污染依然突出2004年全国酸雨分布共八十五页1.2 全国近年废气(fiq)中主要污染物排放量 排放量（万吨）2254.9 1948 共八十五页1.3 工业锅炉现状(xinzhung)国内共有50余万台工业锅炉消耗的燃煤总量占国内燃煤总量的1/3左右排放的SO2量占国内SO2排放总量的30左右燃料(rnlio)燃烧过程排放的NOx中近一半是来源于发电厂和工业锅炉烟尘排放量也占了相当大的比例共八十五页2.1 国内外脱硫技术(jsh)现状2. 燃煤工业锅炉烟气(yn q)脱硫技术及发展趋势石灰/石灰石-石膏法

6、喷雾干燥法双碱法氧化镁法氨法炉内喷钙/尾部增湿活化法电子束法共八十五页2.1国内外烟气脱硫技术现状 国内自主(zzh)研究开发技术旋转喷雾干燥法 ( LSDP) 磷铵肥法 (PAFP) 旋流板塔烟气脱硫法 脉冲(michng)电晕等离子法 (PPCP) 共八十五页2.2 燃煤工业锅炉烟气(yn q)脱硫应用 双碱法烟气脱硫优点减少塔内结垢机会较小的液气比达到较高的脱硫率脱硫除尘一体化中可提高石灰利用率 美国脱硫工程应用(yngyng)所涉及的装机容量仅次于石灰石/石灰法 共八十五页双碱法工艺烟气(yn q)脱硫示范工程和应用实例共八十五页半干半湿法脱硫工艺建设陈塘热电有限公司2220t/h半干

7、半湿法烟气脱硫除尘示范工程(gngchng)，在100%的锅炉工况条件下，脱硫效率可达94%氧化镁法脱硫工艺胶南热电厂335t/h、375t/h锅炉烟气脱硫，脱硫效率可达90-98 共八十五页碱性(jin xn)废物法脱硫工艺共八十五页2.3 脱硫渣的资源化应用(yngyng) 脱硫渣利用的必要性脱硫渣中可能含有汞等有害物质脱硫渣不被利用，即成为固体废弃物利用后将减少对矿石的开采，减轻对环境(hunjng)的影响共八十五页国外脱硫渣利用情况日本：占日本国内石膏总消耗量的2025%，是日本石膏工业的重要来源；德国：在建筑工业领域应用，约占石膏需求(xqi)总量的50%；美国：水泥工业，对缺乏硒元

8、素的土壤进行改良。共八十五页我国脱硫渣领域脱硫石膏作为建筑材料脱硫石膏作为胶结材料，部分代替水泥作为水泥的辅料路基(lj)回填材料农业应用改善酸性的土壤作为农业肥料改造苏打盐碱地减少土壤中的磷向水传递。共八十五页脱硫石膏需要改善的性能增大(zn d)石膏粒径减少针状/碎屑状的颗粒减少自由水的含量增加接触面的光滑程度共八十五页现有(xin yu)的脱硫石膏生产工艺Knauf工艺优点：脱硫石膏的分 离和浓缩十分容易 缺点：投资、运行和维护(wih)成本高共八十五页日本(r bn)吴羽式生产工艺 工艺特点(tdin)： 使用媒晶剂 节省了能源 可以用天然二水石 膏为原料 共八十五页引进国外脱硫石膏应

9、用技术和经验太原第一热电厂脱硫石膏综合利用工程（气流干燥(gnzo)工艺）重庆珞璜电厂（锤式烘干机与气流干燥管相结合的工艺 ）根据我国国情对引进技术进行消化和吸收，开发适合我国国情的新技术和新工艺 我国脱硫渣利用(lyng)的发展趋势共八十五页国内自主开发技术研究现状：上海建材学院(xuyun)液相蒸压法浙江大学环境工程研究所脱硫石膏在常压盐溶液下制作-半水石膏重庆建筑大学材料科学与工程系研究粉煤灰对脱硫石膏的改性研究脱硫石膏做水泥缓凝剂南方冶金学院环境与建筑工程分院粉煤灰对脱硫石膏的改性制作全尾砂胶结材料代替水泥共八十五页国内自主开发技术研究现状：上海建材学院液相蒸压法浙江大学环境工程研究所

10、脱硫石膏在常压盐溶液下制作-半水石膏重庆建筑大学材料科学与工程系研究粉煤灰对脱硫石膏的改性研究脱硫石膏做水泥缓凝剂南方冶金(yjn)学院环境与建筑工程分院粉煤灰对脱硫石膏的改性制作全尾砂胶结材料代替水泥共八十五页脱硫石膏应用需进一步解决的问题：不断开发(kif)脱硫石膏的应用领域 不断引进和开发新的技术和设备 政策、法律、观念等方面的完善完善相应的法规和政策 制定相应的标准提高公民脱硫石膏资源化再利用意识共八十五页2.4 脱硫废水(fishu)的综合治理控制循环(xnhun)吸收液中F-、Cl-和重金属离子浓度，避免累积减少亚硫酸钙的氧化保证脱硫效率保证系统的稳定运行脱硫废水治理的目的：共八十

11、五页弱酸性，pH 4 N2 + 6 H2O6 NO2 + 8 NH3 + O2 - 7 N2 + 12 H2OSCRCatalystNOxNOxNOxNH3NH3NH3N2N2N2H2OH2OH2O净烟气原烟气NH3共八十五页 3.41 国内SCR脱硝常规布置(bzh)方式锅炉(gul)负载信号省煤器混合器液氨蒸发槽液氨储槽液氨缓冲槽氮氧化物监视器烟囱脱硫DeSOxFIC空预器电除尘锅炉脱硝DeNOx稀释风机FDF共八十五页无水氨储罐氨蒸发器烟气出口稀释空气氨喷射栅格SCR反应器空预器锅炉烟气省煤器NOX信号锅炉负荷信号FIC氨的流量分配3.42 选择性催化(cu hu)还原法( SCR)系统

12、工艺流程SCR工艺流程(n y li chn)系统主要组成:SCR反应器SCR催化剂SCR烟道系统氨的储备供应系统氨/烟气的混合(AIG)控制系统共八十五页 3.43 SCR工艺(gngy)系统设计要点(yodin)：省煤器旁路反应器旁路（建议不设）防止积灰共八十五页3.43 SCR工艺(gngy)优缺点优点：反应温度较低催化剂不含贵金属寿命长等 缺点(qudin)对管路设备的要求高，造价比较高 NH3 易造成二次污染在发达工业国家得到普遍应用 共八十五页现有(xin yu)的SCR公司美国Babcock&Wilcox 公司Alstom公司 Babcock Power 公司德国Argilloo

13、n公司 日本BHK公司 共八十五页高温(gown)高尘工艺3.44 SCR工艺(gngy)-工艺类型催化温度最适宜，但催化剂易中毒工程应用较多主要费用来自于更 换催化剂共八十五页高温(gown)低尘工艺去除灰分并有较适宜的催化温度(wnd)少有工业应用共八十五页低温(dwn)低尘工艺催化剂不易中毒需加热(ji r)烟气，消耗热能几乎没有工业应用如开发低温催化剂，则极有应用前景共八十五页引进国外技术进行烟气脱硝开发自主产权技术，实现SCR脱硝的国产化研制高效能的催化剂改变现在(xinzi)应用的工艺3.5 SCR工艺(gngy)-国内SCR脱硝发展趋势共八十五页 由上表可知，SCR技术对烟气NO

14、x的控制效果十分显著，它具有占地面积小，技术成熟可靠，易于操作，脱硝效率高等(godng)优点，是目前世界唯一大规模投入商业应用并能满足日益严峻环保要求的控制措施，可作为我国燃煤电厂控制NOx污染的主要手段之一。 SCR具体优势有以下几点： 1.工作温度低。SNCR法工作温度在850-1100间，而SCR法的工作温度范围为：280420。 2.脱硝效率高。SNCR法脱硝率仅为30-50，而SCR工艺可高达95。 共八十五页 3.反应产物是氮气和水，不会出现二次污染。 4.具有多种布置方式：高温高含尘布置方式（省煤器后、空预器前）、中温低含尘方式（除尘器后，烟囱前）、低温低含尘布置方式（湿法脱硫

15、后，烟囱前） 5.提供尿素、氨水和纯氨等三种(sn zhn)还原剂供应方式 6.出口氨气逃逸率 3ppm（ppmmL/m3），不会引起二次污染； 7.SO2氧化率 1。 共八十五页SCR化学反应(huxu fnyng)机理4NO+4NH3+ O24N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O共八十五页C12H4O2Cl4+11O212CO2+4HClC12H4O2Cl4+23/2O212CO2+4HCl通过催化剂层同时(tngsh)可使二噁英（DXNs）分解共八十五页SCR烟气(yn q)脱硝催化剂及反应塔的结构催化剂床反应塔结构(jigu)模式图（竖型） 粒状催化剂：移动催化层式（独自

16、研发的技术）KNORCA蜂窝状催化剂蜂窝状催化床：固定催化层式共八十五页反应塔有立型和卧型两种，或高或低可根据现场(xinchng)条件来设计的。立式(l sh)反应塔卧式反应塔共八十五页SCR还原剂及其供给(gngj)装置还原剂的种类汽化的方法 特点液化氨 自然汽化耗氨量比较少时最合适。不要汽化器，系统很简洁。 使用汽化器强制汽化耗氨量比较多，或是不能维持自然汽化时最合适。氨水高温气体中直接喷射。烟气温度高时（300左右以上）最合适。由于使用二流体喷嘴可以把液体良好地雾化，所以不要汽化器。使用汽化器脱硝效率要求高，氨水使用量大，烟气温度相对低（大约在300左右），需要空气稀释和混合情况下使用

17、。尿素水高温气体中直接喷射。由于环境限制等问题，不能使用氨水的情况下使用。但只有在高温的烟气下(烟气温度大约380度以上)才可使用。共八十五页还原剂储存和供给(gngj)装置氨气化(q hu)装置共八十五页SCR中硫酸铵的生成(shn chn)烟气中含有SOx浓度越 高,氨逃逸量越多， 生成硫酸铵风险越大。硫酸铵在低温区段容易(rngy)析出，这是造成省煤器和空气预热器等设备的堵塞和腐蚀的主要原因。共八十五页 KURABO公司在脱硝领域长达40余年的经验积累以及不断的工艺改进(gijn)，使其在脱硝领域屈指可数。KURABO公司的SCR法脱硝，对达到新的火电厂大气污染物排放标准中氮氧化物浓度低

18、于100mg/Nm的要求，有很强的技术保证。共八十五页案例、金坛加怡脱硝项目设计(shj)概况1.设计(shj)条件共八十五页共八十五页2.工艺所需动力和还原剂（1）电源 动力 未提供(tgng) 控制、仪表 未提供 操作 未提供（2）仪表用空气（除湿、除尘、除油） 压力（取合点） 0.5MPa 以上 温度 常温 露点 10共八十五页（3）蒸汽（除灰机用） 压力 （取合点） 0.50.7MPa 温度(wnd) 饱和（4）工业用水 压力（取合点） 0.1MPa 温度 常温（5）25%氨水 可导入氨水罐车共八十五页引进(ynjn)国外技术进行SCR脱硝项目分类 项目单位技术供应商备注已经投运台湾电

19、力台中电厂美国巴威公司技术 1995投运 福建漳州后石电厂日本技术 1999投运 在建项目太仓环保电厂(四期)日立造船，苏源环保分包 浙江国华宁海电厂4号机组日本BHK，浙大能源分包 福建嵩屿二期 上海石川岛 广东恒运电厂 德国KWH东方锅炉 广东国华台山电厂5号机组 丹麦Topsoe 共八十五页开发具有(jyu)自主产权的SCR工艺目前尚处于实验研究阶段结合(jih)具有我国特色的高性能的催化剂西安热能研究所和过热工研究所：稀土掺杂的催化剂利用低温低尘工艺的优势，开发低温催化剂陕西煤炭化学研究所金属氧化物/焦炭进入中试阶段浙江大学、华东理工大学等也致力于此研究共八十五页3.6 湿法脱硝技术(

20、jsh)金属(jnsh)离子络合吸收法吸收效率高吸收液难以循环利用生物法还原法电解法共八十五页其它(qt)湿法脱硝技术氧化法与FGD工艺结合效率较高过程中有二次污染且吸收液无法循环使用还原法（尿素法）效率高且产物可生成肥料(filio)运行成本高共八十五页湿法脱硝的应用(yngyng)金属离子络合吸收波兰的Trzebinia城日本Ashahi处理氧化(ynghu)法黄磷乳浊液法 美国电力公司的一台375MW燃煤电厂烟气脱硝还原法尿素湿法脱硝兹米约夫电站建立了工业装置 共八十五页湿法脱硝技术的发展(fzhn)方向研制易循环利用、抗氧化性能(xngnng)强、吸收效率高的吸收液 简化后续处理工艺

21、无二次污染 联合脱硫脱硝共八十五页主要烟气脱硝方法(fngf)比较脱硝技术脱硝效率 设备费 运转资金 备 注改进燃烧低NOx喷烧器（3040%） 脱硝效率低、需求3040%的脱硝效率时最合适。废气循环 二段燃焼 三段燃焼 干式脱硝氨水选择性催化还原（95%） 获得稳定的脱硝效率、是脱硝的主流。无催化剂, 氨水还原（3050%） 反应时间短, 控制困难，NH3逃逸量很大。照电子线（80%） 可回收肥料。耗电量大。活性炭吸附（85%） 同时可进行脱硫处理，粉末活性炭耗量大。湿式脱硝氧化还原（95%） 需要废水处理设备，需要氧化剂。高NO浓度时最合适。共八十五页燃煤工业锅炉烟气(yn q)脱硫脱硝技

22、术发展趋势燃煤工业锅炉烟气脱硫发展趋势将脱硫技术结合燃煤工业锅炉特点进行工业化应用 脱硫渣的资源化利用脱硫废水的综合治理燃煤工业锅炉烟气脱硝发展趋势SCR工艺的节能(ji nn)化、低成本化液相联合脱硫脱硝4. 总结共八十五页 描述：锅炉排出的灰渣主要是由炉膛底部排出的炉渣、省煤器灰斗的落灰、空气预热器灰斗的落灰、除尘器收集(shuj)的粉尘以及中速磨煤机系统排出的石子煤组成。第三节 发电厂的除渣设备(shbi)及系统 应用：大型燃煤电厂的除灰除渣系统主要有水力除灰和气力除灰两种型式。其原理就是以水或空气作为输送介质，通过输送设备、管道（沟）等将灰渣输送到指定地点。采用何种型式要根据客观实际、

23、自然条件、环保要求等来确定。 。 一个1000MW的燃煤电厂，年排出的灰渣总量已达7080万t。 共八十五页一、水力(shul)除灰系统 水力除灰系统按其所输送(sh sn)的灰渣的不同，又分为灰渣混除和灰渣分除两种方式。 灰渣混除系统流程是：锅炉底部冷灰斗排出的炉渣与除尘器灰斗排出的干灰分别经捞渣机（碎渣机）和冲灰器进入灰渣沟，然后被送往灰渣浆池，混合后的灰渣浆通过灰渣泵经振动筛送往浓缩池，然后被输往贮灰场。在灰渣分除系统中，捞渣机捞出渣通过输送机被送往贮渣仓，经脱水后由汽车运往贮渣场或综合利用场所。 水力除灰系统由厂内、厂外两部分组成。厂内部分主要由排灰排渣设施、输送设备以及管道（沟）等组成；厂外部分主要由长距离输灰（渣）管道、贮灰场以及灰场灰水回收设施等组成，距离过远时还包括中继灰渣浆泵房等。 共八十五页(一) 混除系统(xtn