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工業(yè)鍋爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)發(fā)展

文檔作者：吳少華		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月29日
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燃燒工程研究所
燃煤污染物減排國家工程實驗室
工業(yè)鍋爐大氣污染物主要控制技術(shù)
(sO、NOx、PM、Hg)
介紹人:吳少華
2017年10月27日
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匯報內(nèi)容
第一章能源的清潔發(fā)展是一種必然選擇
第二章燃煤工業(yè)鍋爐的排放狀況和標(biāo)準(zhǔn)
第三章燃煤鍋爐污染物的控制技術(shù)
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匯報內(nèi)容
第一章能源的清潔發(fā)展是一種必然選擇
第二章燃煤工業(yè)鍋爐的排放狀況和標(biāo)準(zhǔn)
第三章燃煤鍋爐污染物的控制技術(shù)
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能源的綠色和清潔發(fā)展是一種
必然選擇
-由于能源持續(xù)增長和環(huán)境產(chǎn)生了巨大的矛
盾,唯有走向清潔化和低碳化才能化解能
源和經(jīng)濟(jì)脫鉤的困局。這一點自1952年的
倫敦霧開始,逐步成為世界的共識。
走清潔發(fā)展之路是一種無奈,也是一種必
然的選擇,即使沒有氣候變化,僅僅是大
氣等環(huán)境污染問題,也會要求能源消費必
須限制在一定的水平上。
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人類工業(yè)文明產(chǎn)生的重大污染事件幾乎
都與能源有關(guān)
·上世紀(jì)50年代的愛丁堡“大煙囪”、“倫敦霧”、賓
夕法尼亞“煤煙污染”、洛杉磯的“光化學(xué)”事件,
有鉛汽油事件都造成了成千上萬人的死亡
1984年的印度聯(lián)合碳化物事件和1986年的切爾諾貝利
核事件都造成了大量的人員傷亡,至今還有大量畸形
嬰兒
·2006年我國松花江事件、2010年的墨西哥灣事件和
2011年的日本福島核事件都造成了嚴(yán)重環(huán)境破壞和重
大經(jīng)濟(jì)損失
·2013年我國的大面積陰霾事件,肯定是化石能源消耗
過度引起的,但是究竟有多大損失,尚不得而知!
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1952年的倫敦霧事件成為世界能源
清潔化的轉(zhuǎn)折點
1952年英國倫敦由于大量燃用煤炭以及機(jī)動車排放的煙塵污染,
形成了持續(xù)數(shù)天的陰霾天氣,導(dǎo)致了上萬人死亡
英國和倫敦市政府痛定思痛,195年出臺《清潔空氣法》下決心改善能
源結(jié)構(gòu),大幅度引入天然氣替代煤炭開創(chuàng)了液化天然氣之先河,勵精
圖治,經(jīng)歷十年,徹底根治了倫敦霧問題
英國治理能源污染的經(jīng)驗和教訓(xùn)成為世界各國效仿的楷模,此后能源的
清潔化成為世界能源技術(shù)發(fā)展的主流和能源政策的核心。
一此后英國的煤炭消耗開始大幅度下降。
1955年美國聯(lián)邦政府由于賓夕法尼亞污染事件出臺了《空氣污染
控制法》
嚴(yán)格限制煤炭消費,此后美國的煤炭消費增長緩慢
美國的能源戰(zhàn)略長期堅持清潔、安全和高效,把清潔放在首位
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自70年代開始全球完成了煤油交替,煤煙型
污染得到有效控制
日本19652008年各種能源消費
中國1965-2009年各種能源增長狀況
600
2200
500
2000
1800
400
1600
300
1400
■水電
1200
■核能
200
1000
■煤炭
100
800
600
天然氣
0
400
石油
200
0
石油天然氣煤炭核能水電
8
888888
英國19652008年各種能源消費
250
美國1965-2009年各種能源消費
2500
200
2.000
150
1500
100
1.000
50
500
0
■煤炭水電石油天然氣核能
石油天然氣煤炭
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長期以來,煤炭一直是中國的主要能源
8
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以煤為主是我國發(fā)展的最大難題
中國能源消費長期以煤為主,帶了嚴(yán)重的問題,是發(fā)展的最大
障礙。
煤炭消費量占全球接近50%,
一大部分的新增消費量在中國,
1981年到2012年全球煤炭累計增長了約40億噸,
·我國為34億噸,占增量的85%,
2005年以來煤炭新增更是占了世界的100%以上。
80%的大氣污染和50%水體污染是煤引起的;
煤炭生產(chǎn)引發(fā)的安全問題、地質(zhì)災(zāi)害問題都是中國政府十分頭疼的
事情;
一由于以煤為主,2010年,中國和美國能源消費量十分接近,但是溫
室氣體排放量比美國高。
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煤炭消費中的環(huán)境問題突出
燃煤排放的二氧
化硫、氮氧化
物、顆粒物和汞
等大氣污染物數(shù)
量較大,是主要
的污染源。
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2013年空前的中國霧霾事件
·十八大剛剛提出建設(shè)美麗中國和為世界生態(tài)安
全做出貢獻(xiàn),2012年11月和2013年初的陰霾污
染,引發(fā)了世界廣泛的關(guān)注。
這一事件污染面積大約167萬平方公里,覆蓋
人口6.6億人,持續(xù)25天。
·就污染程度、影響范圍都是空前的,但不能說
是絕后的。
·究其原因燃煤和機(jī)動車的排放是主要根源。
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霧霾構(gòu)成
霧霾構(gòu)成6要素
1.酸性氣體:SO3、SO2、NO、NO2、Cl2、F2
2.水蒸氣:H2O
3.一次顆粒物:PM、碳粒子
4.堿性氣體:NH3、堿性粒子(生成二次顆粒物)
5.揮發(fā)性有機(jī)物:oC
6.氣象條件:低溫、低風(fēng)速、靜止天氣
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燃煤形成的細(xì)微顆粒物(1)
煤炭中幾乎含有周期表中所有的痕量元素。煤炭燃燒時,有
的以氣體形式釋放(如Hg、HC),有的殘留在灰分中。
幾乎所有的細(xì)小粒子都是由燃燒過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)凝
結(jié)而成的。因此,與大粒徑顆粒物相比,小粒徑顆粒物含有
灰分中易揮發(fā)組分(P、Mg、Na、K、Cl、Zn、r、as、co
和Sb)更多。
顆粒物污染的另一個特性是在大氣中
能通過氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化形成。這種顆
粒物稱為二次顆粒物,主要是由碳?xì)?
化合物、氮氧化合物和硫氧化合物形
成的。
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燃煤形成的細(xì)微顆粒物(2)
光散射性最強(qiáng)的顆粒物是歷經(jīng)與光波長相當(dāng)
的顆粒物?？梢姽獾牟ㄩL大約為0.4~0.8微
米。粒徑在這一范圍內(nèi)的顆粒物是最有效的
光散射體。發(fā)生在城市中灰霾或可見煙霧主
要是由這一尺度范圍內(nèi)的二次顆粒造成的。
對肺有害的灰塵粒徑為0.5~5微米。實驗表
明粒徑大于10微米的顆粒物能被我們的鼻
腔和咽喉去除,幾乎不能進(jìn)入氣管和支氣
管。粒徑在5~10微米的顆粒物主要在氣管
和支氣管被去除,不會進(jìn)入肺部。而小于
2.5微米的顆粒物可進(jìn)入肺部,甚至血液系
統(tǒng)。
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PM2.5(直徑小于2.5微米的顆粒物)
小顆粒表面極易富集Hg、As等重金
屬,是PM2.5危害嚴(yán)重的根源。
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大氣逆溫?
大氣圈中溫度、電子密度、化學(xué)組成的垂直分布
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大氣層—對流層(0~18KM)
·對流層是大氣的最低層,其厚度隨緯度和季節(jié)而變化。在赤道附近為16-
18km;在中緯度地區(qū)為10-12km,兩極附近為8-9km.夏季較厚,冬季
較薄。
·在1-2km以下,受地表的機(jī)械、熱力作用強(qiáng)烈,通常稱為摩擦層,或邊界
層,亦稱為低層大氣,排入大氣的污染物絕大部分活動在此層。
·在1-2km以上,受地表影響變小稱為自由大氣層,主要天氣過程如雨
、雪、雹的形成均出現(xiàn)在此層。對流層和人類的關(guān)系最密切。
75%的大氣質(zhì)量,90%的水汽質(zhì)量集中在對流層。
對流層主要特點:
(1)溫度隨高度的增加而降低:這是因為該層不能直接吸收太陽的短波輻射,但能吸收地面反射的長波輻
射而從下墊面加熱大氣。因而靠近地面的空氣受熱多,遠(yuǎn)離地面的空氣受熱少。每升高1km,氣溫約下降
6.5度。
(2)空氣對流:因為巖石圈與水圈的表面被太陽曬熱,而熱輻射將下層空氣烤熱,冷熱空氣發(fā)生垂直對
流,又由于地面有海陸之分、晝夜之別以及緯度高低之差,因而不同地區(qū)溫度也有差別,這就形成了空氣
的水平運(yùn)動。
(3)溫度、濕度等各要素水平分布不均勻:大氣與地表接觸,水蒸氣、塵埃、微生物以及人類活動產(chǎn)生的
有毒物質(zhì)進(jìn)入空氣層,故該層中除氣流做垂直和水平運(yùn)動外,化學(xué)過程十分活躍,并伴隨氣團(tuán)變冷或變
熱,水汽形成雨、雪、雹、霜、露、云霧等一系列天氣現(xiàn)象。
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逆溫的種類及成因
·逆溫按高度可以分為“近地面層的逆溫”和
“自由大氣的逆溫”兩大類。
“近地面層的逆溫”前者是指發(fā)生在一百米
高度以下的逆溫,這里面又可分為“輻射逆
溫”、“平流逆溫”、“融雪逆溫”和“地
形逆溫”等,多是由于熱力條件形成的;
“自由大氣的逆溫”是指發(fā)生在一百米高度
以上的逆溫,這里面又可分為“下沉逆溫”
和“鋒面逆溫”等,多是由于動力條件形成
的。
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污染物排放!
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區(qū)域復(fù)合型污染日益突出
多種污染物間的交互作用,區(qū)域復(fù)合型污染日益突出,典型現(xiàn)象
為同時出現(xiàn)高濃度的臭氧和細(xì)顆粒物等二次污染物。
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國家對大氣污染的控制政策
2013年9月10日國務(wù)院發(fā)布了《大氣污染防治行動計
劃》,也就是社會上講的“大氣10條”,由環(huán)保部牽頭、
發(fā)改委、財政部、工信部、住建部等多部委共同編制完成
的。《計劃》主要有10條措施,涉污染物排放、推動產(chǎn)
業(yè)轉(zhuǎn)型升級、加快企業(yè)技術(shù)改造、加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等10
個方面。
《計劃》提出,經(jīng)過5年努力,全國空氣質(zhì)量總體改善,重
污染天氣較大幅度減少;京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域
空氣質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)。
力爭再用五年或更長時間,逐步消除重污染天氣,全國空
氣質(zhì)量明顯改善。對2013年至2017年的PM2.5治理、淘汰
落后產(chǎn)能和煤炭消費比重給出具體量化目標(biāo)。
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國家對大氣污染的控制政策
“國十條”應(yīng)對氣候變化所采取的措施,一是節(jié)能、提高能源
利用效率,主要是減少化石燃料的燃燒。二是發(fā)展可再生能
源,它是零碳的能源,是清潔能源。既要發(fā)展經(jīng)濟(jì),還要減
少污染的排放。三是增加森林碳匯植樹造林,這也有助于
降塵。
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火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
(GB13223-2011)
執(zhí)行時間
污染物項目
限值適用條件特別排放限值適用條件
煙塵
30
全部
20
全部
現(xiàn)役機(jī)組:
100
2014年7月1日
200
1)新建鍋爐
二氧化硫
50
全部
新建機(jī)組:
200
2012年1月1日
40)現(xiàn)有鍋爐
氮氧化物
100
(以NO2計)
200(2)
全部
100
全部
2015年1月1日汞及其氧化物0.03
全部
0.03
全部
注:(1)位于廣西壯族自治區(qū)、重慶市、四川省和貴州省的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限值。
(2)采用W型火焰爐膛的火力發(fā)電鍋爐,現(xiàn)有循環(huán)流化床火力發(fā)電鍋爐,以及2003年
12月31日前建成投產(chǎn)或通過建設(shè)項目環(huán)境影響報告書審批的火力發(fā)電鍋爐執(zhí)行該限
值。
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不同國家火電行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)
1200
1000
SO2排放限值對比
新標(biāo)準(zhǔn)限值
800
60
400
20
00
0
中5
160
O排放限值對比
140
煙塵排放限值對比
120
800
100
送80
600
60
40
長40
20
200
0
M
設(shè)新
◇
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國家對燃煤電廠排放的控制政策
《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃2014-2020》提出,東
部地區(qū)新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)?
輪機(jī)組排放限值,中部地區(qū)新建機(jī)組原則上接近或達(dá)到燃?xì)?
輪機(jī)組排放限值,鼓勵西部地區(qū)新建機(jī)組接近或達(dá)到燃?xì)廨?
機(jī)組排放限值。
·東部地區(qū)現(xiàn)役30萬千瓦及以上公用燃煤發(fā)電機(jī)組、10萬千瓦
及以上自備燃煤發(fā)電機(jī)組以及其他有條件的燃煤發(fā)電機(jī)組,
改造后大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。
國家能源局局長努爾白克力:原則上,從2016年起3年內(nèi)暫
停新建煤礦項目審批。
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第二章燃煤工業(yè)鍋爐的排放狀況和標(biāo)準(zhǔn)
第三章燃煤鍋爐污染物的控制技術(shù)
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工業(yè)鍋爐污染物排放
硫氧化物
煙氣
氮氧化物
可吸入顆粒物
重金屬(汞)等
二氧化硫27%
來自燃煤工業(yè)
鍋爐的污染物
氮氧化物9%
煙塵
33%
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我國工業(yè)鍋爐的污染情況
●我國燃煤工業(yè)鍋爐煙塵排放160萬t/a二氧化硫排放718萬ta、氮氧化物排放
271萬t/a,占2010年我國煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量的11%、31.6%和
11.9%,已有超過火電行業(yè)的趨勢。
●我國工業(yè)鍋爐污染物排放強(qiáng)度高,且多為低空排放,對城市空氣質(zhì)量影響較
大。我國絕大部分工業(yè)鍋爐沒有采取脫硝措施。
多相反應(yīng)
工業(yè)鍋爐排放的氮氧
霧光
化學(xué)
化物、二氧化硫和顆
大氣氧化劑
細(xì)粒子
更高濃度的細(xì)
細(xì)粒子,O3
 (O.OH)
(.NO,)
,03
煙:灰額
粒物等污染物進(jìn)入環(huán)
10C
輸送影響
上風(fēng)向輸送
境空氣后參與大氣復(fù)
SO2,NOx等
HC、
PM1、PM
02.5
合污染化學(xué)反應(yīng)過程
 NOx
雨
沉降
,惡化空氣質(zhì)量,影
天然源
人為源
通量
響人體健康和生態(tài)環(huán)
境。
大氣復(fù)合污染示意圖(張遠(yuǎn)航)
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燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實施方案
·截至2012年底,我國在用燃煤工業(yè)鍋爐達(dá)46.7萬臺,總?cè)?
量達(dá)178萬蒸噸,年消耗原煤約7億噸,占全國煤炭消耗總
量的18%以上。
·我國燃煤工業(yè)鍋爐整體能效水平較低,其實際運(yùn)行效率比
國際先進(jìn)水平低15個百分點左右,具有較大的節(jié)能潛力。
·同時,燃煤工業(yè)鍋爐污染物排放強(qiáng)度較大,是重要污染源,
年排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別約占全國排放總量
的33%、27%、9%
近年來,我國出現(xiàn)的大范圍、長時間嚴(yán)重霧霾天氣,與燃
煤工業(yè)鍋爐區(qū)域高強(qiáng)度、低空排放的特點密切相關(guān)。
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燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實施方案
國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部等7部委聯(lián)合印發(fā)燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜
合提升工程實施方案,目標(biāo):
·到2018年,推廣高效鍋爐50萬蒸噸,效燃煤鍋爐市場占有率由目前
的不足5%提高到40%;
·淘汰落后燃煤鍋爐40萬蒸噸;完成40萬蒸噸燃煤鍋爐的節(jié)能改造;
推動建成若干個高效鍋爐制造基地,培育一批大型高效鍋爐骨干企業(yè);
·燃煤工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率在201年的基礎(chǔ)上提高6個百分點,形成年
4000萬噸標(biāo)煤的節(jié)能能力;
減排100萬噸煙塵、128萬噸二氧化硫、24萬噸氮氧化物。
環(huán)保部長:新環(huán)保法長出“鋼牙利齒”按日計罰累計5.69
億元
2016年03月11日11:53
來源:新華網(wǎng)
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背景-政策(火電廠超低排放)
2011.7
2014.2
2014.6
2014.7
2014.9
《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
三部委印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級
GB13223-2011
與改造行動計劃(2014-2020年)》
《廣州市燃煤電廠“超潔凈排放”
《浙江省統(tǒng)調(diào)燃煤發(fā)電機(jī)組新一輪
改造工作方案》
脫硫脫硝及除塵改造管理考核辦法》
2014.6:習(xí)近平在中央財經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組會議上明確強(qiáng)調(diào),要大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用
2014.9:《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃》:東部地區(qū)新建機(jī)組基本達(dá)
到燃機(jī)排放限值,中部地區(qū)原則上接近或達(dá)到燃機(jī)排放限值,鼓勵西部地區(qū)
接近或達(dá)到燃機(jī)排放限值。研究對電價支持政策。各地可因地制宜制定稅收
優(yōu)惠政策。支持有條件的地區(qū)實行差別化排污收
2015.3:第十二屆全國人民代表大會三次會議李克強(qiáng)總理政府工作報告:推
動燃煤電廠超低排放改造
2015.12:國務(wù)院:2020年前燃煤電廠全面實施超低排放,給予電價支持政策
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燃煤工業(yè)鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)體系
可研環(huán)評驗收-總量核查-監(jiān)督(定期校對、在線監(jiān)測)
國家標(biāo)準(zhǔn)、部分地方標(biāo)準(zhǔn):
口GB13271《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》1983年9月首次發(fā)布,1992年第一
次修訂,1999年和2001年第二次修訂現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)為2014年發(fā)布。
口北京、上海、廣東、山東
支撐減排的技術(shù)規(guī)范:
《工業(yè)鍋爐及爐窯濕法煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范》HJ462-2009;
口《火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范煙氣循環(huán)流化床法》HJ/T178-2005;
《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性非催化還原法》HJ563-2010;
口《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性催化還原法》HJ562-2010
口除塵(顆粒物)(布袋、靜電、電袋、濕電);
口面向超低排放(50-35-5)減排需求的相關(guān)技術(shù);
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GB13271《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》-2014
2006年環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《關(guān)于下達(dá)006年度國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制修訂項
目計劃的通知》(環(huán)辦函[2006]371號),下達(dá)了《鍋爐大氣污染物排放
標(biāo)準(zhǔn)》修訂計劃;
前言:
口本標(biāo)準(zhǔn)是鍋爐大氣污染物排放控制的基本要求。地方省級人民政府對本標(biāo)
準(zhǔn)未作規(guī)定的大氣污染物項目,可以制定地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn);對本標(biāo)準(zhǔn)
已作規(guī)定的大氣污染物項目,可以制定嚴(yán)于本標(biāo)準(zhǔn)的地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。
環(huán)境影響評價文件要求嚴(yán)于本標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)時,按照批復(fù)的環(huán)境影響評
價文件執(zhí)行。
口新建鍋爐自2014年7月1日起、10t/h以上在用蒸汽鍋爐和7MW以上
在用熱水鍋爐自2015年10月1日、10t/h及以下在用蒸汽鍋爐和7m
及以下在用熱水鍋爐自2016年7月1日起執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn),《鍋爐大氣污染
物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2001)自216年7月1日廢止。
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GB13271《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》-2014
適用范圍:
口本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鍋爐煙氣中顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物的
最高允許排放濃度限值和煙氣黑度限值。
口本標(biāo)準(zhǔn)適用于以燃煤、燃油和燃?xì)鉃槿剂系膯闻_出力65t/h及以下蒸汽鍋
爐、各種容量的熱水鍋爐及有機(jī)熱載體鍋爐;各種容量的層燃爐、拋煤機(jī)
爐。(環(huán)保部解釋,山東政策不同)
口使用型煤、水煤漿、煤矸石、石油焦、油頁巖、生物質(zhì)成型燃料等的鍋
爐,參照本標(biāo)準(zhǔn)中燃煤鍋爐排放控制要求執(zhí)行。
口本標(biāo)準(zhǔn)適用于在用鍋爐的大氣污染物排放管理,以及鍋爐建設(shè)項目環(huán)境影
響評價、環(huán)境保護(hù)設(shè)施設(shè)計、竣工環(huán)境保護(hù)驗收及其投產(chǎn)后的大氣污染物
排放管理。
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GB13271《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》-2014
注:(1)位于廣西壯族自治區(qū)、重慶市、四川省和貴州省的燃煤鍋爐執(zhí)行該限值。
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GB13271《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》-2014
原始:層燃1500-1800mg/m3;煤粉:600-35000mg/m3cfb:-50g/m3
SO2:含硫1%:9%o2:1650mg/m3
NOx:層燃300-500mg/m3:煤粉:300-1000mg/m3cfb:100-400g/m3
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GB13271《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》-2014
山東新問題
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國外標(biāo)準(zhǔn)對比
歐洲
日本
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GB13271歷史沿革
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GB13271歷史沿革
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地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)-以山東省為例
口《山東省鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》DB37/2374-2013修訂
410t/h以下燃煤鍋爐:Nx:200;s2:50;pm:10;hg:0.05
口關(guān)于報送2016-2017年燃煤鍋爐機(jī)組(鍋爐)超低排放和節(jié)能改造計劃的
通知魯環(huán)函(2016-134)
65t/h及以上:NOx:50;O2:35;m:5;
青島熱電集團(tuán)率先開展論證(2016.3.25-27)
鏈條爐排鍋爐:(40t-100t/h)
FB鍋爐:75-130t/h
煤粉鍋爐:75t/h
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國標(biāo)與地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)主要污染物限定值比較
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國標(biāo)與地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)主要污染物限定值比較
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國標(biāo)與地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)主要污染物限定值比較
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匯報內(nèi)容
第一章能源的清潔發(fā)展是一種必然選擇
第二章燃煤工業(yè)鍋爐的排放狀況和標(biāo)準(zhǔn)
第三章燃煤鍋爐污染物的控制技術(shù)
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
煙塵及細(xì)微顆
粒物的控制
電除塵布袋除塵電袋復(fù)合
單一污染物控制技術(shù)
燃燒前燃燒中
燃燒后
SO2的控制
煙氣脫硫
燃燒后
NOx的控制
燃燒過程‖煙氣脫硝
Hg的控制
吸附法濕法洗滌
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
1)煙塵及細(xì)微顆粒物減排
全球PM25濃度分布
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
1)煙塵及細(xì)微顆粒物減排
靜電除塵
煙塵及細(xì)微顆粒物的控制
布袋除塵
電袋復(fù)合
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
1)煙塵及細(xì)微顆粒物減排
對應(yīng)于新的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271—2014》
200mg/m350mg/m3、30mg/m3(重點地區(qū))
現(xiàn)在有各種除塵手段:
1、常規(guī)電除塵器、電除塵器的新技術(shù)(旋轉(zhuǎn)電極式、濕式、低
溫、低低溫、預(yù)荷電等)
2、袋式除塵器
3、電袋復(fù)合除塵器
如何選擇?
關(guān)鍵是看煤、灰性質(zhì)
50
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燃煤污染物的控制措施
1)煙塵及細(xì)微顆粒物減排
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燃煤污染物的控制措施
1)煙塵及細(xì)微顆粒物減排
優(yōu)化反吹方式、頻率、煙氣流速等對除塵效率的影響。探索布袋除塵
器主要提效技術(shù)及方法。
布袋除塵器分割粒徑
優(yōu)化氣布比
清灰影響細(xì)顆粒排放濃度明顯(ELPI)
精細(xì)化設(shè)計
(高仿真數(shù)值模擬輔助設(shè)計)
氣流均布、負(fù)荷均勻、
◆清灰方式優(yōu)化
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燃煤污染物的控制措施
1)煙塵及細(xì)微顆粒物減排WESP
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顆粒物主要控制方法
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
2)SO減排
選煤
燃燒前
動力配煤
 SO
爐內(nèi)噴鈣脫硫
2
的控制
燃燒中
流化床脫硫
型
煤氣體懸浮吸收脫硫
粉煤灰煙氣脫硫
干法/半干法
煙氣脫硫
噴霧干燥煙氣脫硫
石灰石-石膏法脫硫
濕法
海水脫硫
氨法脫硫
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
2)SO減排
石灰石-石膏法脫硫
海水脫硫
氨法脫硫
>90%
3%
2%
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濕法煙氣脫硫原理
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濕法煙氣脫硫原理
1吸收反應(yīng)
 SO2(g)
 >SO2(aq)
 SO2(aq)+ H2O HSO3 +H+
 HCI()
←Hcl(aq)
 HCI (aq) H2 Cl- +H3O+
2石灰石消融
 CaCO3(s)+ H20 CaCO3(aq)+ H20
 CaCO3(aq)+ H+ Ca2++ HCO3
 HCO3-
←OH-+co2
3氧化反應(yīng)
HSO3+1/202
←S042+H+
Ca2++so42-+2h 202 CaSO442H2o↓
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 CaCo,+S0,+2H,0+1 /20,=,.2H,+CO
2
煙氣
主反應(yīng)塔
氧化空氣
產(chǎn)物處理
漿液制備
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濕法煙氣脫硫工藝流程圖
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噴淋塔結(jié)構(gòu)及主要部件示意圖
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噴淋塔內(nèi)流動的數(shù)值仿真
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吸收塔噴淋層
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
雙堿法脫硫
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
氧化鎂法
增壓風(fēng)機(jī)
去吸收
事故漿液池事故漿液返回
除霧器沖洗水泵
吸收塔區(qū)排水
硫酸鎂漿液過濾機(jī)
除
工藝水箱工藝水
蒸氣
氧化鎂卸科房
污泥濾餅去場
士
結(jié)給料箱發(fā)結(jié)品器
氧化風(fēng)機(jī)
吸收塔循環(huán)漿
離心過濾機(jī)
D粉倉
壓空氣稱重皮帶料機(jī)
產(chǎn)物排放
硫酸鎂粉貯藏倉
打包機(jī)
皮帶送
硫酸鎂漿液緩沖箱液皮帶輸送機(jī)
濾液箱
濾液
斗提機(jī)
酸鎂庫
氧化鎂熟化
脫曉劑液罐
工藝流程圖
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
半干法
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
干法爐內(nèi)噴鈣
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
干法爐內(nèi)噴鈣
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
干法爐內(nèi)噴鈣
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
干法爐內(nèi)噴鈣
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
3)nx減排
低氮燃燒
空氣分級
燃燒過程脫硝…
燃料分級
 NO
煙氣再循環(huán)
的控制
 SNCR
 SCR
煙氣脫硝
電子束法
催化分解法
濕法脫硝
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燃煤污染物的控制措施
3)nx減排-常見脫硝方案對比
脫硝方案
低氮燃燒技術(shù)
煙氣脫硝技術(shù)
低氮燃燒器
火上風(fēng)
再燃
 SNCR
 SCR
脫硝效率
25~50%
25~50%
50~60%
30~50%
70~90%
項目投資低
低
較低
運(yùn)行成本沒有
非常低
非常低
低
高高大
占地空間
小
小
小
較小
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煤燃燒過程中的NOx主要來源于燃料中的氮
空氣中的氮
燃料中的氮轉(zhuǎn)換
NOx生成機(jī)理
 NH3+H=NH2+H2
空氣N2烴生成物中雜環(huán)氮化物
 NH: +O=NH,+OH
結(jié)合的氮
 NH3+OH=NH2+H2O
 NH,+H=NH+H
2
 NH2+HO2=-NH3+O2
氰(HCN,CN)
 NH2 +O2-H,NO+O
 NH, +HNO-NH2+NO
氰氧化物
 NH, +HONO-NH+NO
2
 NH+=NO+H
 (OCN, HNCO)
 NH+O,=NO+OH
 NOx NH+NO=N2+OH
 NH+NO,=N,+OH
 NOx
氨類
 HCN+O=NH+CO
 (NH3 NH2, NH, N)
 HCN+OH=CN+H,
 N2OCN+NO,-NCO+NO
還原氣氛
 CN+HNO=HCN+NO
N
 NCO+NO=N2+CO2
→氧化氣氛
2
 NCO+NO2-CO+NO+NO
73
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煤燃燒過程中的NOx主要來源于燃料中的氮
焦炭
 C, NO
煤
 N2
焦炭氮
 HCN
 OR,NO
 OH. O
2
 NO
燃料氮
 NH
3
揮發(fā)分
 NO
N
2
-----
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燃煤污染物的控制措施
3)Nx減排--低NO燃燒技術(shù)
燃料型NO:揮發(fā)分NO(60-80%煤粉)和焦炭NO
燃料氮化合物主要是HCN和NH3
再燃
 N2++NO+N
 O2+N+NO+O
 NO+C H,=HCN+.
 N+OHNO+H
 O2
NONO生成因素:
 +HCN
著火區(qū)揮HCN、NH3析出量
燃料N1-aN3nN
著火區(qū)氧濃度
著火區(qū)停留時間
75
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燃煤污染物的控制措施
3)Nx減排--分級燃燒
垂直空氣分級燃燒
適時
水平燃料分級燃燒
適地
適度
水平空氣分級燃燒
中二次風(fēng)
側(cè)二次風(fēng)
濃一次風(fēng)
次
風(fēng)
區(qū)
淡
次風(fēng)
你
中二次風(fēng)
76
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
3)NOx減排
煙氣脫硝
 SNCR
 SCR
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SNCR技術(shù)及其原理
選擇性非催化還原法
(SNCR)是一種不用催化
劑的脫硝方法。SNCR還原
NOx的反應(yīng)對于溫度條件
較為敏感,一般爐膛上噴
入氨點的溫度選擇在
850℃~1100℃之間。
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溫度對SNCR的影響
>當(dāng)溫度高于1100℃時,
C
NOx的脫除率由于氨氣的
~1,000°
C
①
or1,800°F
熱分解而降低;
>溫度低于800℃以下時,
C
 NOx
NH3的反應(yīng)速率下降,還
原反應(yīng)進(jìn)行得不充分,
山
 NH3
NOx脫除率下降,同時氨
煙氣溫度
氣的逸出量可能也在增加。
 Flue Gas Temperature
79
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SNCR還原劑供應(yīng)方式
80
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GE分層式NO控制技術(shù)
低氮燃燒器+火上風(fēng)+再燃+SNCR
81
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GE分層式NOx控制技術(shù)的效果
82
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 ht 2002-2019 Aspose Pty Ltd
SCR煙氣脫硝技術(shù)
是目前世界上應(yīng)用最多、最為成熟且最有成效的一種煙氣
脫硝技術(shù)
·優(yōu)點:
一脫硝效率一般可達(dá)80%~90%,NOx放濃度可降至100mg/m3左
右;
技術(shù)較成熟,應(yīng)用廣泛,在我國已建成或擬建的煙氣脫硝工程中大
多采用SCR法。
·缺點:
一一次投資費用和運(yùn)行成本高,催化劑價格昂貴;
一失效的催化劑是一種重金屬富集物,需作特殊處置;
還原劑(液氨、氨水、尿素等)消耗費用大;
若用液氨作為還原劑,由于它是一種危險化學(xué)品,在儲運(yùn)和使用過
程存在安全問題。
e
 2-2019 Aspose Pty Ltd.
SCR技術(shù)原理
反應(yīng)原理:N+還原劑→氮氣+水
 4NO+4NH3 +O2-Catalyst >4N2+6H2O
 2NO2+4NH3+O2-Catalyst >3N2+6H2O
反應(yīng)溫度:300℃~400℃
·還原劑:氨、尿素
·催化劑:采用催化劑,需要催化反應(yīng)器
·反應(yīng)器布置:在鍋爐尾部煙道中
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SCR技術(shù)的工藝流程
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SCR反應(yīng)器的布置
省煤器
旁路
SCR反應(yīng)器
靜電除塵器
空氣
預(yù)熱器
鍋爐
鼓風(fēng)機(jī)
86
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SCR技術(shù)一SCR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)
按照催化劑工作溫度的
要求,現(xiàn)有SCR反應(yīng)器常
安裝在空氣預(yù)熱器前;
·根據(jù)對NOx脫除率的要求,
催化劑分若干層布置,
并預(yù)留一層空間以便更
換催化劑;
·反應(yīng)器頂部的噴氨格柵
和整流器等應(yīng)保證氨與
煙氣的充分混合;
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SCR與SNCR的比較
脫硝工藝適用性及特點
優(yōu)點與不足
脫硝率投資
二次污染小,凈化效率高,
 SCR
適合排氣量大技術(shù)成熟;設(shè)備投資高,關(guān)鍵70%~90%較高
連續(xù)排放源
技術(shù)難度較大。
不用催化劑,設(shè)備和運(yùn)行費
 SNCR
適合排氣量大用少;NH2用量大,對反應(yīng)溫25%~40%較低
連續(xù)排放源
度和停留時間的控制難度較大
SNCR-SCR適合排氣量大催化劑用量少,凈化效率可
連續(xù)排放源
調(diào)。投資較SNCR要大。
25%~70%較高
88
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SCR及SNCR工藝的還原劑
·還原劑是SCR、SNCR及SNCRSCR等技術(shù)必
需使用的
·目前的還原劑來源主要包括:液氨、尿素和氨水
 SNCR
·4NH2+4n+O2→4n2+62O
&amp;amp;
·4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
 SCR
8NH3+6n2→7n2+12h2O
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三種還原劑的綜合比較
還原劑
優(yōu)點
缺點
選用建議
還原劑和蒸為了防止液氨溢出污染,新建電廠,若液氨貯存場地
液氨發(fā)成本低;需要較高的安全管理投資
滿足國家相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)、
體積小。
風(fēng)險較大。
規(guī)范要求,并取得危險化學(xué)
品管理許可,可以使用。
較高的還原劑成本;較高
液體溢出后的蒸發(fā)能量;較高的儲存
擴(kuò)散范圍較設(shè)備成本;較大的注入管
氨水液氨小;濃道。溢出的氨水,對人體
一般不推薦使用
度范圍較易影響同液氨。氨水相比液
控制。
氨更容易發(fā)生與人直接接
觸。
沒有溢出危
險。設(shè)備占還原劑能量消耗較大,系當(dāng)法規(guī)不允許使用液氨,或
尿素地面積小;統(tǒng)設(shè)備投資和還原劑成本人口密度高,或特別強(qiáng)調(diào)安
對周圍環(huán)境較高。
全的情況下,推薦使用。尤
要求較低;
其適用于老電廠的改擴(kuò)建。
 Eva
 Pty Ltd
低Nox燃燒+SNCR(SACR)+SCR+聯(lián)合脫除
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
4)Hg減排
◆中國年度汞排放量大,燃煤是主要的汞排放源
◆燃煤汞已經(jīng)成為繼粉塵、SO和NO之后的第四大污染物
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單一污染物污染物減排--Hg減排
2007年汞在大氣中的排放量約為643噸,其中工業(yè)鍋爐的排放量占
33%
我國燃煤中汞的含量在0.03-0.52ug/g,平均含量為0.20gg,但區(qū)域
和煤質(zhì)決定了汞含量的差異。燃料煤中的汞燃燒過程中56.3-69.7%隨
煙氣排放,23.1-26.9%進(jìn)入飛灰,僅有2%進(jìn)入灰渣,煤燃燒過程中
污染關(guān)鍵的是煙氣中汞的排放,當(dāng)汞含量在0.52pg/g時,按69.7%進(jìn)
入飛灰計算,每噸煤燃燒產(chǎn)生的煙氣量在10000-12000立方米,按
11000立方米計算,煙氣中汞的含量低于.035mg/m3。在我國貴州檢
測到汞含量達(dá)到1.66g/g的煤炭資源,當(dāng)燃用這種高汞含量的煤炭時,
煙氣中汞的含量達(dá)到0.1mg/m3
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單一污染物污染物減排--Hg減排
燃煤煙氣汞排放
汞吸附催化氧化
一體化脫除技術(shù)
汞固化及穩(wěn)定性
汞
新
脫產(chǎn)
灰硫物
灰
活
性
原
子
燃煤產(chǎn)物表面汞催化氧化
低工濃度汞
飛煤工
型元
∽
刀
催
相催高
互花效
劑
刀催化劑汞氧化機(jī)理
刀催化劑再生方法
汞置汞
化劑
飛灰對汞的吸附特性
作
合
裝置協(xié)同脫除汞
中汞的穩(wěn)定性評價
用
氧化
成
基于一體化的汞吸附
基于SCR脫硝催化劑汞
汞固化方法與副產(chǎn)物
及催化氧化技術(shù)
氧化技術(shù)及配方
中汞的穩(wěn)定性評價
Hg控制及穩(wěn)定固化關(guān)鍵技術(shù)
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燃煤污染物的控制措施
(1)單污染物污染物減排
4)Hg減排
 0.1%(Solid)
 33.3%(Solid)
36.0%(Liquid)30.6%(gas)
Hg蒸汽
Hg2+蒸汽
煤
煤粉燃燒
 ESP
 FGD
 Stack
ESP:25-35%汞捕集效率
FGD:80-90%氧化汞捕集效率
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燃煤污染物的控制措施
(1)單一污染物污染物減排
4)Hg減排
Hg的控制
吸附法
氧化法
濕法洗滌
活性炭
硅酸鹽
 VO
25
 WFGD
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鍋爐中重金屬汞的控制問題
·煙氣中的汞主要集中在亞微米級的細(xì)粉塵上,目前,汞的排
放控制主要宜采取與脫硫除塵的協(xié)同控制,一般而言,靜電
除塵器可脫除30%的汞,布袋除塵器可脫除70%的汞,濕法
脫硫裝置可脫除90%的汞。
·在極個別的情況下煙氣中汞的含量達(dá)到0.1mg/m3時,鍋爐尾
端采用除塵、濕法脫硫等措施后,基本能達(dá)到0.05mg/m3的
限值要求。
·如果采用協(xié)同控制仍不能滿足0.05mg/m3的排放限值,則需
要采用活性炭噴入脫汞技術(shù)進(jìn)行控制。
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燃煤污染物的控制措施
(2)多種污染物綜合減排
主要由單一設(shè)備處理單一污染物
多個設(shè)備處理多種污染物
 FGD
 SOx
 SOx
 SCR
 NOx
設(shè)備
 NOx
 ESP
 PM
 PM
設(shè)備
 Hg
直接協(xié)助脫除污染物
煙氣協(xié)同
治理
→間接為其它設(shè)備脫除污染物創(chuàng)造條件
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(3)多種污染物減排
以煙氣流向為主線
以設(shè)備單元為節(jié)點
全面實現(xiàn)污染物的綜合協(xié)同治理
超低NO燃燒系統(tǒng)
高效煙氣脫硫裝置
高效Hg氧化催化劑
低低溫靜電除塵器
濕式靜電除塵器
煙氣冷卻器
煙氣再熱器
 Boiler
 SCR
(可選)T
 AH
A
 ESP
 FGD
C
 FGC
 WESP
 FGR
K
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
多種污染物綜合脫除難點
燃煤機(jī)組污染物超凈排放指標(biāo)mg/Nm3
污染物
 PM
 SO
2
 NO
 Hg
 SO3
濃度限值
5.0
20
30
0.005
5.0
污染物
存在難點
在現(xiàn)有燃燒技術(shù)及燃燒系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再降低30%的NO排放量有一定難
 NO
x
度;開發(fā)寬溫度范圍區(qū)域(在較低溫時應(yīng)具有活性)、同時抑制SO3生
成并提高汞的氧化率的高效催化劑存在一定技術(shù)難度
 SO
20mg/Nm3已接近石灰石漿液吸收SO2的平衡濃度,進(jìn)一步深度脫硫存在
2
技術(shù)瓶頸
 PM
電袋除塵+濕式電除塵等部分技術(shù)手段可以達(dá)到4.5mg/Nm3的控制標(biāo)準(zhǔn),
但初投資及運(yùn)行成本較高,需要尋找更經(jīng)濟(jì)合理的控制方法
 Hg
同時控制SCR催化效率以及SO3氧化率存在技術(shù)難點,需要開發(fā)新型Hg
氧化催化劑
SO3在煙氣冷卻器及低低溫靜電除塵器中實現(xiàn)高效的吸附及脫除的控制
 SO3
手段尚需進(jìn)一步研究
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
綜合脫除特點及優(yōu)勢
 FGR
高效
 SCR
sTAcK
 AHFGC
低低溫
除塵
 ESP
 FGD
1.煙氣綜合治理機(jī)理可行
2.利用原有設(shè)備進(jìn)行改造集成,初投資、運(yùn)行成本增幅較小
3.不引入新的生產(chǎn)工藝,不造成新的二次污染及能源消耗轉(zhuǎn)移
4.具有良好的技術(shù)適應(yīng)性,可同時應(yīng)用于新建及改造機(jī)組
5.模塊間具有良好的集成性能,可根據(jù)不同排放要求進(jìn)行有效組合
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(3)多種污染物協(xié)同減排
標(biāo)準(zhǔn)及超純凈排放目標(biāo)限值
序號污染物適用條件
限值mg/m3
EU(歐盟)GB13223-2011GB13223-2011超凈排放
燃煤
燃煤
燃?xì)?
燃煤
煙塵
新建
10
30
5
5.0
12345
 SO2
新建
150
100
35
20
 NOx
新建
150
100
50
30
 Hg
新建
0.03
0.005
 SO
3
全部
5.0
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(3)多種污染物綜合減排
優(yōu)化流場設(shè)計及布局、
研制新型噴嘴、改進(jìn)除
1)煙塵及PM脫除
霧器性能,以攔截更多
含固液滴
降低煙氣溫度,從而大
幅降低飛灰比電阻
 Boiler
 SCR
 AH
A
 ESP
 FGD
C
 FGC
 WESP
 FGR
K
低低溫條件下有利于提
高除塵器出口煙塵粒
進(jìn)一步去除殘余的微
徑,從而有利于煙塵在
小顆粒物
脫硫設(shè)備中的脫除
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(3)多種污染物綜合減排
1)煙塵及PM脫除
飛灰比電阻隨溫度的變化
除塵器溫度對FGD入口顆粒粒徑影響
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(3)多種污染物綜合減排
2)NOx脫除
采用超低NO爐內(nèi)燃燒
技術(shù),減少NO生成
改進(jìn)噴嘴布局及吸收方
式,適度脫除NO2
采用高效SCR催化劑,
將NO還原成N2
 Boiler
 UScR
S
T
 AH
A
 ESP
 FGD
C
 FGC
 WESP FGR
K
進(jìn)一步協(xié)助脫除煙氣
中殘余的NO2
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(3)多種污染物協(xié)同減排
2)協(xié)同脫除
>控制并實現(xiàn)各主要階段(煤粉著火揮發(fā)分燃燒,煤焦燃燒前
期、中期和中后期)在還原性氣氛下進(jìn)行
降低氧化性氣氛下的最高火焰溫度
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(3)多種污染物綜合減排
3)SO深度脫除
噴淋層布置和噴嘴的優(yōu)化
新型氣體分布裝置
高效霧化噴嘴設(shè)置
噴淋層密度調(diào)整
塔壁增效環(huán)
采用單(或雙)托盤技術(shù)
·通過異形開孔,合理分
配煙氣流量
·優(yōu)化塔形設(shè)計,提高吸
收塔整體性能
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
4)Hg脫除
顆粒Hg
元素Hg
氧化Hg
工
 (Hg)
 (HgClz)
從煙囪排出
采用汞氧化催化劑使
Hg氧化為二價Hg2+
進(jìn)一步深度脫除Hg2
降低煙溫,使Hg2和飛
灰顆粒發(fā)生吸附凝并
 Boiler
 USCR
 AH
 ESP
 FGD
 FGO
sTAcK
煤炭中
 WESP FGR
的汞
 Hg Hg2+
除去顆粒態(tài)、以及吸附凝
并在灰顆粒上的Hg2+
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
減排設(shè)備性能指標(biāo)
煤種
印尼煤
神華煤
煙煤
貧煤
無煙煤
SCR入口NO濃度
450
 (mg/Nm3)
150
180
250
380
(非W型火焰爐)
項目
脫硝效率
溫度窗口
汞氧化率SO3轉(zhuǎn)化率NH3逃逸濃度
sCR→
指標(biāo)
90-94%
260-420℃
50-80%
0.75-1.0%
 <3ppm
項目
O3凝并吸附率FGC出口SO3濃度Hg2+凝并吸附率PM2的凝并率
FGC→
指標(biāo)
>95%
<5.0mg/m3
>70%
40%~50%
項目
煙塵排放濃度
SO3去除率
本體阻力
漏風(fēng)率
低低溫
 ESP
指標(biāo)
≤20mg/Nm3
≥95%
<250Pa
<2%
高效
項目
脫硫塔出口SO2
脫硫塔出口PM
除塵
 FGD
指標(biāo)
 <20mg/Nm3
 <10mg/Nm3
項目
 WESP
煙塵排放濃度
PM去除率
本體阻力
漏風(fēng)率
指標(biāo)
≤5.0mg/Nm3
≥70%
<250Pa
<1%
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
燃煤污染物一體化控制技術(shù)
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技術(shù)需求
高效、低成本的燃煤污染物一體化控制濕法工藝技術(shù)是國家重
大需求,亟需開發(fā)!
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燃煤鍋爐PM2.5控制策略分析
基于多污染物協(xié)同脫除和團(tuán)聚是理想控制策略
■現(xiàn)有除塵設(shè)備改造的與其它污染物協(xié)同脫除,特別是
■發(fā)展高性能團(tuán)聚技術(shù)
控制技術(shù)
與煙氣脫硫工藝的協(xié)同
可凝結(jié)氣溶膠顆粒物與SOx協(xié)同減排是關(guān)鍵
燃煤電廠排放的PM2.5可分為:
可過濾顆粒(一次PM);
可凝結(jié)氣溶膠顆粒物去除是
機(jī)械性顆粒;顆粒較大,1-2.5μ;
PM2.5控制的難點和重點,燃煤
可凝結(jié)顆粒(二次PM);
sx排放是硫酸鹽氣溶膠的主
>氣體、蒸汽狀態(tài);在環(huán)境中生成二次PM要來源,PM2.5與SOx協(xié)同減
可過濾顆粒與可凝結(jié)顆粒的比例約為1:3
排是PM2.5控制的另一難點。
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燃煤鍋爐污染控制裝備日趨復(fù)雜
●●
 Boiler
 SCR
 GGH
 ESP
 BF FGD
 GGH
 Stack
火電機(jī)組
 SCR
 GGH
 ESP
 FGD
環(huán)保島項目
3600~4500
90~120
40~60
100~200
建設(shè)成本(元/KW)
0.35~0.4(上網(wǎng)電價)
0.015
0.015
運(yùn)行成本(元/KWh)
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燃煤鍋爐污染控制裝備日趨復(fù)雜
達(dá)到超凈排放
控
SCR脫硝技術(shù):脫硝效率≥90%
目
PM≤4.5mg/Nm3
制·高效除塵技術(shù):除塵效率299.8%
S220mg/Nm3
標(biāo)
措·高效脫硫協(xié)同硝汞控制:脫硫效率≥99%,脫汞≥80%
ox35mg/Nm3
施濕式靜電深度脫除:PM2脫除效率≥90%
值Hg0.005mg/Nm3
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燃煤污染物協(xié)同控制的難點
NO催化氧化
200~400
Hg吸附40~200
√
Hg形態(tài)轉(zhuǎn)化
170~630
1100~13001
再燃技術(shù)
200~500
 SCRH
900~1100
 SNCRF
 SACRH
800~1200
爐內(nèi)噴鈣
800~1300
 MTD
40~180200400
700~900
干/半干/濕法
200400600
80010001200鈣基活性氨的強(qiáng)氧催化再燃
物質(zhì)炭焦氣液化劑劑燃料
 SCR: Selective Catalytic Reduction:
 MTD: Moderate Temperature Desulphurization
 SNCR: Selective Non-Catalytic Reduction;
 SACR: Selective Auto-Catalytic Reduction
脫硝技術(shù)
脫硫技術(shù)
Hg形態(tài)轉(zhuǎn)化
Hg的吸附
NO催化氧化
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技術(shù)需求
3
下降了14.29
濕法脫硫占90%以上NO、Hg溶解吸收
7
心另
反應(yīng)速率低
玉
產(chǎn)
15
1
1
0
全化口全習(xí)
近年來我國SO排放情況脫硫技術(shù)應(yīng)用比例【2010年底】
爆煤電站鍋爐大氣污染物排放限值單位:m
物項目適條件重點地區(qū)非重點地區(qū)203標(biāo)
塵
全20
3
50
二氧化全郁
40
攻克技術(shù)難題全11
450
秉及其化合物全30
燃煤污染物一體化
以濕法脫硫技術(shù)為基礎(chǔ)
控制
【關(guān)鍵】強(qiáng)化NO和Hg的氧化預(yù)處理/協(xié)同吸收的一體化
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主要目標(biāo)
目標(biāo):
●開發(fā)可用于塔內(nèi)多種污染物一體化控制的復(fù)合添加劑;
●實現(xiàn)脫硫效率95%以上、脫硝效率50%以上、脫汞效率60%以
上。
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關(guān)鍵技術(shù)
技術(shù)路線
◆以復(fù)合吸收劑體系為核心,通過
對鈣基吸收劑性能強(qiáng)化和一體化脫
口口口口
口口口口口
除耦合機(jī)制的研究,建立適用性較
口
口口口
強(qiáng)且能實現(xiàn)多種污染物聯(lián)合脫除的
復(fù)合吸收劑體系,并以此吸收劑為
口口口
000
00000
基礎(chǔ),開發(fā)吸收劑制備關(guān)鍵技術(shù)和
0000
一體化脫除工藝。
目標(biāo)
建立適用于多種污染物一體化脫除的復(fù)合吸收劑體系,并以此吸
收劑為核心,建立起相應(yīng)的工業(yè)化制備關(guān)鍵技術(shù)和一體化脫除工藝
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燃煤污染物一體化控制濕法
工藝技術(shù)集成
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工藝路線
吸收塔構(gòu)件優(yōu)化技術(shù)
一體化高效吸收塔
氣液高效傳質(zhì)技術(shù)
技術(shù)
濕法一體化脫除關(guān)鍵共性技術(shù)跟蹤及吸收
漿液高效氧化技術(shù)
高效氧化預(yù)處理技術(shù)
高效氧化預(yù)處理
優(yōu)化配置技術(shù)
低成本添加劑技術(shù)
一體化控制濕法工藝技術(shù)工業(yè)示范研究
運(yùn)行考核技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計規(guī)范的形成
污染物強(qiáng)化吸收技術(shù)
污染物遷移轉(zhuǎn)化控
制技術(shù)
副產(chǎn)品穩(wěn)定化技術(shù)
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濕法聯(lián)合脫除工藝流程圖
燃煤污染物一
體化控制濕法工
藝成套技術(shù),實CEMS系統(tǒng)
噴工藝水
現(xiàn)脫硫效率不低
于95%,脫硝效
淋塔
吸收劑漿液
含多效復(fù)合添加劑
率不低于50%,
原煙氣
脫汞效率不低于
吸收劑
儲罐
60%。
●設(shè)備投資和運(yùn)氧化空氣
行費用控制在傳
統(tǒng)FGD工藝
石膏庫
150%之內(nèi),具
排出坑
旋流器真空皮帶機(jī)
有良好的經(jīng)濟(jì)
L性。
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半干法聯(lián)合脫除工藝流程圖
D區(qū)
A區(qū):噴動流化區(qū)
B區(qū):氣液主反應(yīng)區(qū)(SO2、NOx、Hg主要吸收區(qū))
C區(qū):高濃度氣固流化區(qū)(超細(xì)顆粒團(tuán)聚、Hg吸附區(qū))
C區(qū)
D區(qū):內(nèi)循環(huán)增強(qiáng)區(qū)
一級粗分離
團(tuán)聚促進(jìn)劑
未燃盡炭及乏吸附劑
A區(qū)
Hg的吸附劑
B區(qū)
←N催化氧化
強(qiáng)氧化物質(zhì)
NO氧化
g形態(tài)轉(zhuǎn)化
鈣基吸收劑
 z2227777772777222
灰場
A區(qū)
乏鈣基吸收劑
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(4)層燃鏈條爐排鍋爐污染物減排
1)重點是脫硝減少生成:抑制燃燒氮氧化
SNCR位置3
SNCR位置2
多路徑脫硝系統(tǒng)及其脫硝方法:
SNCR位置1
(1)空氣分級;
(2)煙氣再循環(huán);
(3)sncr+CR(噴氨
(4)H2O2+O3氧化法
氨(NH3)是強(qiáng)霧霾形成物質(zhì),城市供熱鍋爐噴氨需要重新評估
 Eva
燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(4)層燃鏈條爐排鍋爐污染物減排
2)鏈條鍋爐低NO燃燒技術(shù)
對NOx生成機(jī)制的影響因素:
燃燒調(diào)整(爐排、配風(fēng))
分級配風(fēng)(立體分段送風(fēng))
煙氣再循環(huán)(低負(fù)荷及區(qū)段適應(yīng)性)
半焦回送催化(流態(tài)化異相反應(yīng))
燃燒設(shè)備優(yōu)化
煙氣再循環(huán)對比
收集半焦及半焦催化
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鏈條鍋爐低N燃燒技術(shù)
35t/h鏈條鍋爐示范工藝路線圖
已經(jīng)形成技術(shù):
燃燒調(diào)整
煤熱解及熱解氣再燃*
◆半焦選擇性收集及催化*
◆空氣分級燃燒
◆區(qū)域煙氣再循環(huán)*
注:“”號為專利
技術(shù)
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鏈條鍋爐低NOX燃燒技術(shù)應(yīng)用實例
NO排放達(dá)到162.4mg/Nm3,降低60.5%
燃燒效率提高1-1.5%,抵消增加的風(fēng)機(jī)電耗
監(jiān)測報告
技1:N元素遷移途徑改變(12-15%)
技術(shù)2:低過量空氣系數(shù)與貧氧燃燒結(jié)合(10-
技術(shù)3:氣固異相催化還原NOx(11-
20%)
17%)
技術(shù):空氣分級與再燃結(jié)合(15-
%
 OS.PLC
送
口
3
不同單元技術(shù)協(xié)同優(yōu)化調(diào)控(4-8%)
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入選2014先進(jìn)工業(yè)煙氣治理技術(shù)
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(4)層燃鏈條爐排鍋爐污染物減排
3)臭氧O3及氧化增強(qiáng)法脫硝≤100或50mg/m3
氣液分離
1.煙氣經(jīng)過激冷至飽和溫度,一部分的顆
粒物、SO2和SO3被脫除
2.臭氧注入并與冷卻后的煙氣充分混合,
細(xì)微顆粒物脫除
將絕大部分NO氧化成N2O5
3.堿液由噴頭噴出,使得部分顆粒物脫除,N2O5與SOx與堿
液反應(yīng)被脫除
SOx與堿液反應(yīng)得以脫除,N2O5與堿性吸
NO氧化成N2O5
收劑反應(yīng)生成硝酸鹽得以脫除
激冷
4煙氣經(jīng)過二級洗滌單元,以進(jìn)一步脫除
1
細(xì)微顆粒物以及SOx和NOx
O3注入
5.氣液分離后,煙氣經(jīng)過煙囪排出
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(4)層燃鏈條爐排鍋爐污染物減排
3)雙氧水H22及氧化法增強(qiáng)脫硝≤100或50mg/m3
100
一NO化效率
100
■
nx除效
90
▲NO2成率
80
 7D
60
60
50
40
蘭z
40
20
2p
Q3+乙氧化法
3氧法
0
1502002503003504004505
40608010012014016010
T(℃)
入口煙氣溫度(
H2O2汽化氧化的空白樣品實驗
O3及氧化法增強(qiáng)實驗
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(5)天然氣鍋爐污染物減排
北京市于2015年7月1日出臺《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
(DB11/139-2015),自2017年4月1日起,新建鍋爐氮氧化物
排放必須低于30mg/m3,在用的燃?xì)忮仩t必須低于80mg/m3
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
(5)天然氣鍋爐污染物減排
中國
標(biāo)準(zhǔn)號
在用NOx限值新建NOx限值特別NOx限值
 (mg/m3)
 (mg/m3)
 (mg/m3)
GB13223-2011
100
100
100
GB13271-2014
400
200
150
DB11/139-2015
80
30
DB31/387-2014
200
150
美國南加州
分類
NOx排放限值
(mg/m3)◆國內(nèi)外NOx排放限值是一個動
所有燃?xì)忮仩t
60
態(tài)變化過程,國內(nèi)由400-200,
>=22MW
10
北京由80-30,美國南加州已達(dá)
6<=P<22
18
到18
1.599.5%高>99.5%較高>99%較高>99%較高>99%
鍋爐效率無顯著影響無顯著影響(-)2(-)4%無顯著影響
投資
中
高
運(yùn)行費金屬纖維更換水冷頭更換
中無
中無
低無
Nx排放
<20
<30
<80
<30
<80
燃料、空氣較結(jié)構(gòu)復(fù)雜,負(fù)荷受到影不適于2t/h燃?xì)鈮毫?
其它
臟時易堵小容量適用響降低以下鍋爐0.2-0.4mpa
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
目前表面式全預(yù)混燃燒技術(shù)適應(yīng)性
小型鍋爐(0.5~10t/h)
超低NOx排放(<18mg/m3@3.5%2)
·技術(shù)發(fā)展趨勢分析
燃燒器大型化,應(yīng)用于更大容量鍋爐
設(shè)備可靠性提高,堵塞和防回火技術(shù)進(jìn)步
燃料和負(fù)荷適應(yīng)性,靈活應(yīng)對地域和天氣變化對運(yùn)行要求
一成本控制,核心材料和部件實現(xiàn)完全國產(chǎn)化
 Eva
 019 Aspose Pty Lid
國家在燃煤污染物控制方面的技術(shù)發(fā)展
燃煤火電廠提出超凈排放
(m<5mg/nm3、So2<20mg/nm3、nox<30mg/nm3)
燃煤工業(yè)鍋爐
 (PM<20mg/Nm3, SO2<100mg/Nm3, NOx<100mg/Nm3)
◆電站燃煤鍋爐向燃?xì)廨啓C(jī)排放看齊◆燃煤系統(tǒng)主動自我加壓
◆燃煤工業(yè)鍋爐向電站鍋爐看齊
◆博弈天然氣
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燃煤污染物的控制技術(shù)發(fā)展趨勢
工業(yè)鍋爐污染物協(xié)同綜合治理技術(shù)路線
工業(yè)鍋爐是否也需要和燃煤電廠電站鍋爐一樣的
煙氣污染物協(xié)同綜合治理技術(shù)路線?
 Eva
 Pty Ltd
工業(yè)鍋爐控制污染的技術(shù)措施
天然氣
煤改氣
煤制氣
減少排放
超凈排放
煤層氣
采用新能源
 Eval
 Pty Lid
工業(yè)鍋爐控制污染的技術(shù)措施
燃煤熱電聯(lián)供,集中
供熱,以大代小,優(yōu)
化環(huán)保性能,力爭超
凈排放
城市市區(qū)、小容量鍋
減少排放的措施
爐煤改氣,燃?xì)獾牡?
氮燃燒!!
采用新能源
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努力為持續(xù)減排致霾污染物做貢獻(xiàn)!
感謝各位!

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