《煙氣脫硫技術(shù)》PPT課件.ppt

煙氣脫硫技術(shù)交流,主要內(nèi)容,一、SO2的污染 二、常見(jiàn)的脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介 三、石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng) 四、煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù) 五、脫硫系統(tǒng)的常見(jiàn)故障 六、脫硫系統(tǒng)監(jiān)測(cè),一、SO2的污染,1 SO2的排放 SO2的主要來(lái)源分為兩大類(lèi)，天然污染源和人為污染源。,SO2污染源的特點(diǎn),2 SO2的危害,SO2的污染屬于低濃度長(zhǎng)期污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境一般是一種慢性疊加性長(zhǎng)期危害，它已經(jīng)對(duì)自然生態(tài)平衡、人類(lèi)健康、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、建筑物、材料等方面造成一定程度的危害。 2.1 SO2對(duì)人體的危害 SO2對(duì)人體健康的影響主要是通過(guò)呼吸道系統(tǒng)進(jìn)入人體，與呼吸器官作用，引起或加重呼吸器官的疾病。如鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫、肺癌等。 大量資料表明，SO2與大氣中其他污染物協(xié)同作用，對(duì)人體健康的危害更大。,2.2 SO2對(duì)植物的危害,a 植物對(duì)SO2特別敏感，主要通過(guò)葉面氣孔進(jìn)入植物體內(nèi)，在細(xì)胞或細(xì)胞液中生成SO32-或HSO3-和H+。 b 破壞植物的正常生理機(jī)能，使光合作用降低，影響體內(nèi)物質(zhì)代謝和酶的活性，從而使葉細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離、收縮或崩潰，葉綠素分解等。 c 從表面看，葉片出現(xiàn)傷斑、發(fā)黃、枯卷、落葉、落果或生長(zhǎng)緩慢等，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)枯死。 d 同時(shí)會(huì)使植物對(duì)病蟲(chóng)害的抵,2.3 SO2造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失,據(jù)資料介紹，美國(guó)每排放1t SO2造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失為220美元，我國(guó)平均每噸SO2造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失為1700元人民幣。照此計(jì)算，我國(guó)每年因排放SO2造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失約相當(dāng)于近千億人民幣，而且使人的壽命縮短38天。 控制火電廠SO2排放 火電廠SO2排放量已占SO2排放總量近50%，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電能需求增加，火電廠排放比重將繼續(xù)增大，火電廠是SO2排放總量控制的重點(diǎn)行業(yè)。,3 SO2污染的控制途徑,控制SO2的方法: 1) 燃燒前脫硫 2) 爐內(nèi)脫硫 3) 煙氣脫硫,3.1 燃燒前脫硫,燃燒前脫硫就是在煤燃燒前把煤中的硫分脫除掉，燃燒前脫硫技術(shù)主要有物理洗選煤法、化學(xué)洗選煤法、煤的氣化和液化等。煤的燃燒前的脫硫技術(shù)盡管還存在著種種問(wèn)題，但其優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)除去灰分，減輕運(yùn)輸量，減輕鍋爐的沾污和磨損，還可回收部分硫資源。,3.2 爐內(nèi)脫硫,爐內(nèi)脫硫是在燃燒過(guò)程中，向爐內(nèi)加入固硫劑如CaCO3等，使煤中硫分轉(zhuǎn)化成硫酸鹽，隨爐渣灰排除。典型的技術(shù)有LIMB爐內(nèi)噴鈣技術(shù)、LIFAC煙氣脫硫工藝，其脫硫效率一般為40%85%。,3.3 煙氣脫硫,煙氣脫硫技術(shù)（FGD）是當(dāng)前應(yīng)用最廣、效率最高的脫硫技術(shù)，在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，將是控制SO2排放的主要方法。世界各國(guó)研究開(kāi)發(fā)和商業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)估計(jì)超過(guò)200種。按脫硫劑和副產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫又可分為濕法、半干法和干法工藝。濕法FGD工藝占主流，典型的有：石灰石（石灰）-石膏法、海水脫硫法、氧化鎂法、氨法等；典型的干（半干）法煙氣脫硫工藝的有：煙氣循環(huán)流化床法、噴霧干燥法、電子束輻照法等。,目前，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的是石灰石-石膏法、海水脫硫法和煙氣循環(huán)流化床法。,4 脫硫工程的發(fā)展：,1）早期，全部采用全套進(jìn)口設(shè)備，造價(jià)高，達(dá)1000元/kW 2）主要采用引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和核心設(shè)備進(jìn)行國(guó)內(nèi)配套，國(guó)內(nèi)脫硫公司承包 3）目前，系統(tǒng)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度日益提高，脫硫成本大幅度下降 脫硫工程的建設(shè)的工期從過(guò)去2224個(gè)月被嚴(yán)重壓縮到1216個(gè)月。嚴(yán)重影響到設(shè)計(jì)質(zhì)量、設(shè)備質(zhì)量、施工質(zhì)量以及運(yùn)行人員配置和脫硫維護(hù)質(zhì)量，造成FGD不能正常連續(xù)運(yùn)行。,二、常見(jiàn)的脫硫技術(shù)簡(jiǎn)介,1 爐內(nèi)脫硫 1.1 爐內(nèi)噴鈣脫硫 爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝是將石灰石磨制成30mm左右的微粒，在鍋爐900的部位噴入，石灰石受熱分解成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸鈣而達(dá)到脫硫的目的。 其爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)方程為： CaCO3 CaO + CO2 CaO + SO2 + O2 CaSO4 CaO + SO3 CaSO4 CaO + 2HCl CaCl2 + H2O CaCO3受熱分解為CaO的反應(yīng)速度快，而硫化反應(yīng)相對(duì)緩慢。,1.2 爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化脫硫工藝,分為兩步： 鍋爐爐膛內(nèi)噴射石灰石粉 爐后煙道增設(shè)活化反應(yīng)器 吸收劑 石灰石粉 副產(chǎn)物 亞硫酸鈣/硫酸鈣,爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕活化工藝 主要參數(shù),吸收劑： 石灰石粉 副產(chǎn)物 ： 亞硫酸鈣/硫酸鈣 脫硫效率 ： 70%80%左右 適用煤種 ： 中低硫煤 吸收劑利用率 ： 30%45% 單塔應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)規(guī)模 ：200MW以下 廢水 ： 無(wú) 國(guó)內(nèi)應(yīng)用：2125MW 錢(qián)清、下關(guān)電廠 Ca/S=2時(shí)，脫硫率75%,2 煙氣脫硫,煙氣脫硫（FGD，F(xiàn)lue Gas Desulfurization）技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛，效率最高的脫硫技術(shù)，是控制二氧化硫排放、防止大氣污染、保護(hù)環(huán)境的一個(gè)重要手段。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家從70年代起相繼頒布法令，強(qiáng)制火電廠安裝煙氣脫硫裝置，促進(jìn)了煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展和完善。 目前國(guó)外火電廠煙氣脫硫技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是：煙氣脫硫高、裝機(jī)容量大，技術(shù)水平先進(jìn)，投資省，占地小，運(yùn)行費(fèi)用低，自動(dòng)化程度高，可靠性好等。,目前經(jīng)常采用以下脫硫工藝:,1） 噴霧干燥法脫硫工藝 2） 循環(huán)流化床干法 3） 海水脫硫 4） 氧化鎂法 5） 石灰石/石灰-石膏法 6）其他(氨法、電子束法),2.1 噴霧干燥法脫硫工藝,噴霧干燥工藝為半干法煙氣脫硫工藝，以石灰漿為吸收劑，漿液霧化成細(xì)小液滴(100m）與熱煙氣接觸，液滴蒸發(fā)干燥與SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣。 吸收劑 石灰 副產(chǎn)物 亞硫酸鈣/硫酸鈣,噴霧干燥法工藝流程圖,噴霧干燥法化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,噴霧干燥法工藝主要特點(diǎn),吸收劑： 高品位石灰 副產(chǎn)物 ： 亞硫酸鈣/硫酸鈣 脫硫效率 ： 85%左右 適用煤種 ： 中低硫煤 Ca/S ： 1.21.4 單塔應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)規(guī)模 ：450MW 廢水 ： 無(wú) 黃島電廠、白馬,2.2 循環(huán)流化床煙氣脫硫工藝原理,Ca(OH)2粉末與煙氣中的SO2，HCl和HF等其他酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，生成CaSO31/2H2O，CaSO42H2O，CaCl2和CaF2等物質(zhì)，去除煙氣中的酸性氣體。,工藝原理,H2O + SO2 H2SO3 Ca(OH)2+H2SO3 CaSO31/2H2O+ 3/2H2O 部分CaSO31/2H2O在煙氣中，被過(guò)量空氣中的O2氧化成CaSO42H2O。 CaSO31/2H2O+3/2H2O+1/2O2CaSO42H2O,核心技術(shù),LCFB-FGD工藝以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，使吸收劑在反應(yīng)器內(nèi)多次循環(huán)，大大提高了吸收劑的利用率。它不但具有干法脫硫工藝的許多優(yōu)點(diǎn)，如流程簡(jiǎn)單、占地少、投資低等，而且脫硫效率能達(dá)到80%90%。,存在不足： 1、除塵器的防腐及煙塵排放 2、變工況下脫硫灰的輸送 3、脫硫灰的綜合利用有待落實(shí),煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝的主要特點(diǎn)是：,1) 脫硫效率較高 2) 技術(shù)成熟 3) 運(yùn)行可靠性好 4) 占地面積少 5) 投資較省 6) 吸收劑利用率較高,2.3 海水脫硫,海水呈堿性，pH值一般為8.08.3，其堿度在2.3mg/l左右，對(duì)酸性氣體如SO2具有很大的吸收和中和能力，SO2被海水吸收后，最終產(chǎn)物為可溶性硫酸鹽，而海水的主要組成部分就是硫酸鹽，海水脫硫?qū)Ｑ蟮挠绊戄^小，國(guó)外研究人員和工程技術(shù)人員開(kāi)發(fā)了多種海水脫硫工藝。,海水脫硫工藝是利用海水的堿度達(dá)到脫除煙氣中二氧化硫的脫硫方法。在脫硫吸收塔內(nèi)，海水噴淋洗滌進(jìn)入吸收塔內(nèi)的燃煤煙氣，煙氣中的二氧化硫被海水吸收而除去，凈化后的煙氣經(jīng)除霧器除霧、經(jīng)煙氣換熱器加熱后排放。吸收二氧化硫后的海水與大量未脫硫的海水混合后，經(jīng)曝氣池曝氣處理，使其中的SO32-被氧化成為穩(wěn)定的SO42-，并使海水的pH值與COD調(diào)整達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放大海。,海水脫硫基本原理,海水脫工藝的主要特點(diǎn)是：,1）完全利用海水的天然堿度，脫硫效率高，不需要其他吸收劑。 2）工藝中產(chǎn)生完全溶解的硫酸鹽排放到海洋中，沒(méi)有固體物質(zhì)產(chǎn)生。 3）脫硫工藝設(shè)備少、投資省、操作簡(jiǎn)單。 適用于靠海邊、擴(kuò)散條件較好、用海水作為冷卻水、燃用低硫煤的電廠。,2.4 氧化鎂法,氧化鎂濕法脫硫工藝采用MgO作為脫硫吸收劑。將MgO通過(guò)吸收劑漿液制備系統(tǒng)制成Mg(OH)2過(guò)飽和液，過(guò)飽和液經(jīng)泵打入吸收塔與煙氣充分接觸，使煙氣中的二氧化硫與漿液中的Mg(OH)2進(jìn)行反應(yīng)生成MgSO3，從吸收塔排出的亞硫酸鎂漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%。亞硫酸鎂顆粒可以分解成MgO作為脫硫劑循環(huán)使用，也可以進(jìn)行綜合利用。,氧化鎂法的特點(diǎn)：,1）脫硫效率高 2）對(duì)煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng) 3）脫硫劑可以循環(huán)使用,2.5 電子束法脫硫工藝,吸收劑 液氨 副產(chǎn)品 硫酸銨/硝酸銨,電子束法脫硫工藝 主要特點(diǎn) (脫硫脫硝10%),吸收劑： 液氨 副產(chǎn)物 ： 硫酸銨/硝酸銨 脫硫效率 ： 80%左右 適用煤種 ： 中低硫煤 吸收劑利用率 ： 90% 單塔應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)規(guī)模 :200MW以下 廢水 ： 無(wú),2.6 石灰石石膏濕法煙氣法,石灰石（石灰）-石膏濕法脫硫工藝采用石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪攔成吸收漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。,石灰石石膏法脫硫煙氣脫硫化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,吸收過(guò)程（吸收劑為石灰石） SO2（g）+ H2O H2SO3 H2SO3 = H+ + HSO3- H+ + CaCO3 = Ca2+ + HCO3- Ca2+ + HSO3- + 2 H2O = CaSO32H2O + H+ H+ + HCO3- = H2CO3 H2CO3 = CO2 + H2O,石灰石石膏法脫硫煙氣脫硫化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,氧化過(guò)程 CaSO32H2O + H+ Ca+ + HSO3- + 2H2O HSO3- + 1/2O2 SO4= + H+ Ca+ + SO4= + 2H2O CaSO42H2O 總的氧化反應(yīng)為： 2CaSO32H2O + O2 2CaSO42H2O,石灰石石膏法脫硫特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)： 1) 技術(shù)成熟 2) 吸收劑價(jià)廉易得 3) 脫硫效率高 4) 對(duì)煤種變化的適應(yīng)性強(qiáng) 5) 副產(chǎn)品可綜合利用 缺點(diǎn)： 1) 系統(tǒng)復(fù)雜 2) 占地面積大 3) 一次投資較大,主流脫硫工藝特點(diǎn)及選擇條件,三、石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng),主要組成系統(tǒng)： 1） 煙氣系統(tǒng) 2） SO2吸收系統(tǒng) 3） 石灰石制備系統(tǒng) 4） 石膏脫水系統(tǒng) 5） 工藝用水系統(tǒng) 6） 儀用和雜用空氣系統(tǒng) 7） 排空系統(tǒng) 8） 脫硫廢水處理系統(tǒng),1 煙氣系統(tǒng),主要由增壓風(fēng)機(jī)、煙道擋板、換熱器、吸收塔及煙道等設(shè)備組成。 工藝流程為：鍋爐引風(fēng)機(jī)后煙氣依次經(jīng)脫硫系統(tǒng)入口擋板、脫硫增壓風(fēng)機(jī)后進(jìn)入吸收塔，經(jīng)洗滌脫硫后的煙氣溫度約50，經(jīng)擋板門(mén)送回主煙道，通過(guò)煙囪排入大氣。主煙道（旁路煙道）裝有旁路擋板門(mén)，旁路煙道主要用于鍋爐啟動(dòng)工況和脫硫系統(tǒng)檢修工況；鍋爐啟動(dòng)過(guò)程中或脫硫系統(tǒng)檢修時(shí)，脫硫系統(tǒng)入、出口擋板門(mén)關(guān)閉，旁路煙道擋板門(mén)打開(kāi)，來(lái)自除塵器的煙氣經(jīng)各自的吸風(fēng)機(jī)由旁路煙道直接進(jìn)入煙囪排出。,1.1 增壓風(fēng)機(jī),目前，大部分脫硫工程招標(biāo)時(shí)的前提是脫硫系統(tǒng)配置旁路擋板門(mén)，系統(tǒng)配置以HJ/T179-2005火電廠煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范石灰石/石灰-石膏法審為主要依據(jù)。 建議300MW機(jī)組配備1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，600MW機(jī)組根據(jù)具體情況可配置2臺(tái)或1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)，大部分脫硫裝置配備1臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)。,重要性,目前，各地環(huán)保局對(duì)脫硫旁路的開(kāi)啟有嚴(yán)格的限制，如旁路通道擋板不能開(kāi)啟，兩臺(tái)引風(fēng)機(jī)直接與一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行，因增壓風(fēng)機(jī)沒(méi)有備用，如增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)，整臺(tái)機(jī)組只能被迫停運(yùn)，采用一臺(tái)增壓風(fēng)機(jī)實(shí)質(zhì)就是采用一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，不符合火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，對(duì)電廠的安全生產(chǎn)具有嚴(yán)重的威脅 增壓風(fēng)機(jī)的小故障會(huì)導(dǎo)致機(jī)組因環(huán)保停運(yùn) 增壓風(fēng)機(jī)電耗占脫硫電耗1/3-1/2,我國(guó)增壓風(fēng)機(jī)節(jié)電潛力估計(jì) 總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)增壓風(fēng)機(jī)平均耗電率較高,且參差不齊，與風(fēng)機(jī)本身技術(shù)水平不相稱(chēng)，節(jié)電潛力較大。 根據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)果，增壓風(fēng)機(jī)的滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行效率在70-80%之間。,我國(guó)電站風(fēng)機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差的主要原因有： (1) 風(fēng)機(jī)選型參數(shù)不合理，裕量過(guò)大； (2) 風(fēng)機(jī)選型不當(dāng)； (3) 風(fēng)機(jī)進(jìn)出口布置較差； (4) 機(jī)組負(fù)荷率低； (5) 運(yùn)行操作不合理。,我國(guó)增壓風(fēng)機(jī)耗電率高的原因,在運(yùn)風(fēng)機(jī)上加裝變轉(zhuǎn)速裝置應(yīng)注意的問(wèn)題 在己投運(yùn)的風(fēng)機(jī)上加裝變轉(zhuǎn)速裝置，更要注意風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)是否匹配的問(wèn)題。如果風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)匹配不好，即機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行或風(fēng)機(jī)全速運(yùn)行調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) (如有) 全開(kāi)時(shí)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率就不高。那么既使采用變速調(diào)節(jié)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率也還是低的。對(duì)此，必須首先對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，然后再選配變速調(diào)節(jié)設(shè)備。,確定是否需采用變速調(diào)節(jié)的方法是：首先通過(guò)試驗(yàn)確定系統(tǒng)的阻力線，然后將現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的性能曲線轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的性能曲線，并將系統(tǒng)的阻力特性線繪在其中，若此阻力線在最高效率區(qū)，則可認(rèn)為改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的同時(shí)不必進(jìn)行風(fēng)機(jī)改造。否則需進(jìn)行風(fēng)機(jī)改造。但是否改用變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，還需根據(jù)機(jī)組負(fù)荷率情祝進(jìn)行仔細(xì)的經(jīng)濟(jì)比較。避免節(jié)電不省錢(qián)的狀況發(fā)生。,在己投運(yùn)的風(fēng)機(jī)上加裝變轉(zhuǎn)速裝置，要注意防止在某些轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)發(fā)生風(fēng)機(jī)某構(gòu)件、風(fēng)煙道共振和軸系扭振的發(fā)生。,1.2 煙氣換熱器,要 求 高傳熱性能 低能耗 低壓力降 低泄露率 高可靠性 低檢修維護(hù)要求 低投資和運(yùn)行費(fèi)用,煙氣再熱系統(tǒng)比較,GGH 。間接熱傳遞，熱損失 。低壓力降 。有泄露 。內(nèi)部能耗低 。高可靠性 。高檢修維護(hù)要求 。系統(tǒng)復(fù)雜，投資費(fèi)用高 。結(jié)構(gòu)緊湊，占地少,MGGH 。間接熱傳遞，熱損失 。高壓力降 。無(wú)泄露 。內(nèi)部能耗低 。高可靠性 。中度檢修維護(hù)要求 。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用中等 。占地面積大,2 SO2吸收系統(tǒng),主要由吸收塔、噴淋系統(tǒng)、除霧器、氧化風(fēng)系統(tǒng)、攪拌器等組成。,液柱塔,主要特點(diǎn)： （1）可靠性高，適用于各種機(jī)組，特別是對(duì)于燃用高硫煤的大型機(jī)組，優(yōu)勢(shì)比較明顯。 （2）適應(yīng)性強(qiáng)，能適應(yīng)高負(fù)荷煙氣，對(duì)負(fù)荷變化能作出快速響應(yīng)，檢修維護(hù)簡(jiǎn)單。 （3）氣液接觸充分，高脫硫率和除塵率。 （4）布置靈活，對(duì)場(chǎng)地要求低。,液柱塔的特性,吸收液,部分負(fù)荷,滿(mǎn)負(fù)荷,最低負(fù)荷,節(jié)省能源 部分負(fù)荷,根據(jù)鍋爐負(fù)荷，通過(guò)調(diào)整循環(huán)泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)液柱高度降低能耗。,凈煙氣,原（臟）煙氣,53,a 吸收塔入口煙道對(duì)吸收塔的性能有密切影響 吸收塔入口煙氣的分布均勻性對(duì)發(fā)揮吸收塔和除霧器的性能是非常重要的. 要求煙氣壓損小,進(jìn)入塔后分布均勻;入口煙道的高寬比適當(dāng),避免入口煙道累積沉積物. b 吸收塔/除霧器煙氣流速 循環(huán)漿液量不變,提高煙氣流速,吸收效率下降. 煙氣流速增大意味著煙氣流量增大,循環(huán)漿液量未變化,意味著L/G下降. 逆流塔一般設(shè)計(jì)煙氣流速為2.5-5m/s. 當(dāng)煙氣流速大約超過(guò)6m/S時(shí),液滴將被煙氣從除霧器夾帶出來(lái),因此除霧器限制了煙氣流速的進(jìn)一步提高.,54,c 吸收塔液/氣比(L/G) 在煙氣流速不變的情況下,L/G是影響脫硫效率的重要設(shè)計(jì)參數(shù). 在其他設(shè)計(jì)條件一定的情況下,脫硫效率隨L/G的增大而增大. 達(dá)到規(guī)定的脫硫效率所要求的L/G與很多因素有關(guān),如吸收塔設(shè)計(jì)、二氧化硫濃度、運(yùn)行PH值、吸收劑耗量、吸收劑粒徑、氧化效果等諸多因素.脫硫效率與L/G之間并非簡(jiǎn)單的線形關(guān)系. d 吸收劑利用率 選擇吸收劑(石灰/石灰石)主要應(yīng)考慮的因素是理化成分合格、供應(yīng)量充足、成本合理. 對(duì)吸收劑的化學(xué)成分要求是有效成分含量高,所謂的有效成分是指實(shí)質(zhì)參與吸收塔,55,反應(yīng)的物質(zhì).如若吸收劑雜質(zhì)較多既增加了生產(chǎn)成本又加劇了管道、閥門(mén)、漿液泵等設(shè)備的磨損. 吸收塔循環(huán)漿液中過(guò)剩吸收劑的數(shù)量反應(yīng)了吸收劑的利用程度. 一般用Ca/S摩爾比定量的表示吸收劑利用程度. Ca/S摩爾比定義為投入FGD工藝中鈣吸收劑的摩爾流量與SO2脫除摩爾率之比. 吸收劑利用率是評(píng)價(jià)FGD設(shè)計(jì)工藝性能與經(jīng)濟(jì)效益的重要參數(shù). 提高石灰石細(xì)度可以提高其利用率. 在石灰石最佳利用工況下運(yùn)行才能獲得循環(huán)泵電耗和吸收劑的最低綜合費(fèi)用. 品位較低的石灰石要想獲得質(zhì)量好的石膏措施是提高固體物在反應(yīng)中停留的時(shí)間和提高石灰石細(xì)度.,除霧器的作用是將經(jīng)過(guò)噴漿吸收SO2后的煙氣, 夾帶的液滴和水霧分離下來(lái), 以控制和防止亞硫酸鹽在除霧器和后續(xù)塔壁、煙道生成結(jié)垢。除霧器一般的設(shè)計(jì)要求是液滴含量不超過(guò)75mg/Nm3。,2.3 除霧器,2.4 攪拌器 吸收塔攪拌器一般布置在吸收塔漿池區(qū)，為使?jié){液在漿池內(nèi)不致沉淀結(jié)垢, 保證漿液在漿池內(nèi)的亞硫酸鈣充分氧化成硫酸鈣，通常設(shè)置側(cè)進(jìn)式攪拌器。,3 吸收劑制備系統(tǒng),（1）購(gòu)買(mǎi)成品粉； （2）干磨系統(tǒng)； （3）濕磨系統(tǒng)。,石灰石磨機(jī)系統(tǒng)要求,1) 高分級(jí)性能 2) 最終產(chǎn)品細(xì)度： 44微米顆粒90%以上 3) 濕磨系統(tǒng)防磨、防腐性能好 4) 低檢修維護(hù)性能 5) 低噪音水平 （滿(mǎn)足法定要求）,4 石膏脫水系統(tǒng),石膏脫水系統(tǒng)的主要設(shè)備有石膏旋流站、真空皮帶脫水機(jī)、真空泵、石膏洗滌泵、濾液回收箱及泵等 。,工藝流程為：從脫硫吸收塔排出的石膏漿固體物濃度含量約為1520%，考慮脫硫石膏可以綜合利用，為了便于石膏的運(yùn)輸、貯存和利用，進(jìn)行脫水處理；石膏漿經(jīng)水力旋流器濃縮至固體物含量約4050%后，進(jìn)入真空皮帶脫水裝置，經(jīng)脫水處理后的石膏固體物表面含水率不超過(guò)10%，脫水石膏送入石膏庫(kù)中存放待運(yùn)。水力旋流器分離出來(lái)的溢流液一部分經(jīng)水力旋流器濃縮后排入脫硫廢水處理系統(tǒng)；另一部分送入緩沖池作為吸收塔補(bǔ)充水循環(huán)使用。石膏脫水過(guò)程中設(shè)有沖洗裝置，對(duì)石膏進(jìn)行沖洗。石膏脫水裝置濾出液、石膏及脫水裝置沖洗水進(jìn)入濾出液回收箱，被送入吸收劑制漿或吸收塔循環(huán)使用。,5 工藝用水系統(tǒng),工藝用水主要包括石灰石制漿系統(tǒng)和吸收塔的補(bǔ)充水，除霧器、GGH沖洗水，泵與風(fēng)機(jī)等設(shè)備的冷卻及密封用水，石膏沖洗以及漿液管道和設(shè)備停運(yùn)時(shí)的沖洗用水等。,6 儀用和雜用空氣系統(tǒng),一般可從電廠的空壓機(jī)房接出，也可自設(shè)空壓機(jī)房。雜用空氣主要用于GGH的清掃。,7 廢水處理系統(tǒng),脫硫系統(tǒng)必須排放一定的廢水，這主要是因?yàn)椋?(1)吸收液中氯離子含量過(guò)高會(huì)降低脫硫效率，引起CaSO4結(jié)垢，并對(duì)設(shè)備材料產(chǎn)生不良影響。 (2)生成的副產(chǎn)物為石膏漿液，生產(chǎn)商對(duì)石膏的雜質(zhì)含量有一定的要求，石膏需進(jìn)行清洗和脫水處理。 煙氣脫硫系統(tǒng)排放的廢水一般來(lái)自SO2吸收系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)和石膏清洗系統(tǒng)。廢水的水量和水質(zhì)，與脫硫工藝系統(tǒng)、工藝水水質(zhì)、煙氣成分、灰和吸收劑等多種因素有關(guān)。,脫硫廢水的水質(zhì)特征,排水呈酸性，pH值較低； 懸浮物和氟離子含量高； 氯離子濃度高，含鹽量大； 含有的重金屬； 含有難處理的COD和氮化物； 廢水排放量不大。,四、 煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù),4.1 入口實(shí)際煙氣參數(shù)偏離設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)運(yùn)行的影響 4.2 吸收劑石灰石來(lái)料品質(zhì)對(duì)脫硫裝置的影響 4.3 煙道系統(tǒng)堵塞問(wèn)題 4.4 除霧器的沖洗維護(hù) 4.5 GGH低溫腐蝕 4.6 GGH積灰堵塞 4.7 GGH防腐和吹灰,4.1 入口實(shí)際煙氣參數(shù)偏離設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)運(yùn)行的影響 （人為原因多）,(1) 當(dāng)SO2濃度超出設(shè)計(jì)裕度時(shí)，會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題 1）吸收劑制備系統(tǒng)達(dá)到最大出力也無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)的需要，吸收塔pH無(wú)法穩(wěn)定； 2）吸收塔氧化效果下降，脫硫效率下降，石膏中亞硫酸鹽含量顯著上升； 3）吸收塔漿液密度顯著上升，石膏排出泵最大出力無(wú)法降低吸收塔漿液密度，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備磨損加??； 4）石膏產(chǎn)量顯著增加，真空皮帶脫水機(jī)最大出力也無(wú)法處理； 5）石膏脫水困難，石膏品質(zhì)下降。,（2）煙塵濃度的增加對(duì)脫硫系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,1）增加管道和設(shè)備的沾污、堵塞和磨損； 2）導(dǎo)致吸收塔漿液中重金屬離子增加，漿液品質(zhì)惡化，引起石灰石的“封閉效應(yīng)”，石灰石溶解度下降，脫硫效率下降的同時(shí)石灰石利用率下降； 3）導(dǎo)致石膏中的雜質(zhì)上升，石膏品質(zhì)(顏色、純度)下降；石膏中的超細(xì)顆粒增加，堵塞濾布，脫水困難； 4）漿液中引起泡沫表面張力上升的重金屬離子含量增加，引起吸收塔虛假液位，嚴(yán)重時(shí)引起吸收塔起泡、溢流。,4.2 吸收劑石灰石來(lái)料品質(zhì)對(duì)脫硫裝置的影響,1）當(dāng)石灰石漿液中的石灰石顆粒粒徑不合要求時(shí)，大顆粒石灰石比表面積小，石灰石的溶解速率大大減緩，即使加大給漿流量也無(wú)法顯著提高和穩(wěn)定吸收塔的pH值，進(jìn)入吸收塔的石灰石漿液不能很快為吸收系統(tǒng)提供足夠的堿度，因此，從而引起脫硫效率下降； 2）當(dāng)石灰石顆粒粒徑不合要求時(shí)，由于吸收塔漿液的停留時(shí)間是有限的，造成石灰石利用率下降，石膏中殘留過(guò)多的未充分溶解反應(yīng)的石灰石，既增加了石灰石耗量，也降低了石膏的品質(zhì)。 3）石灰石顆粒粒徑變粗還會(huì)導(dǎo)致大量石灰石顆粒在吸收塔底部的沉積，造成漿液循環(huán)泵葉輪、吸收塔漿液噴嘴等設(shè)備的磨損和堵塞。 4）石灰石活性,石灰石成分,4.3 煙道系統(tǒng)堵塞問(wèn)題,GGH和除霧器的堵塞造成脫硫系統(tǒng)阻力增大,4.4 除霧器的沖洗維護(hù),在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)除霧器的沖洗維護(hù)： 1) 除霧器一定要按規(guī)程要求定時(shí)沖洗； 2) 嚴(yán)格保證沖洗水的水質(zhì)，其中的硫酸根濃度不能太高，否則在除霧器葉片上容易發(fā)生石膏結(jié)晶成垢；宜用新鮮水沖洗，不要用回用水； 3) 確保除霧器沖洗噴嘴出口壓力； 4) 吸收塔頂部煙氣分布不均勻也會(huì)造成部分除霧器的流速過(guò)低，造成堵塞。 （石膏雨，塔流速）,4.5 GGH低溫腐蝕,1）當(dāng)煙氣進(jìn)入GGH時(shí)，由于煙氣接觸到溫度較低的受熱面金屬，煙氣溫度降至接近或低于煙氣酸露點(diǎn)，煙氣中的硫酸蒸氣將在金屬壁面凝結(jié)，產(chǎn)生腐蝕。 2） 低溫腐蝕加劇換熱元件表面粘結(jié)飛灰，堵塞部分通道。,4.6 GGH積灰堵塞,堵灰和低溫腐蝕是GGH中相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)問(wèn)題，腐蝕引起積灰，積灰加劇腐蝕，最后導(dǎo)致GGH堵塞。,4.7 GGH防腐和吹灰,1）回轉(zhuǎn)式GGH外殼采用碳鋼加鱗片樹(shù)脂內(nèi)襯，換熱元件采用涂搪瓷的鋼板或者耐蝕合金。 2）定期啟用蒸汽吹灰和高壓水沖洗,1 腐蝕和磨損對(duì)FGD裝置的影響,1） 腐蝕和磨損產(chǎn)生的部位 a 循漿泵的葉輪和前護(hù)板，泵軸； b 金屬槳葉式攪拌器槳葉； c 漿液管道上處于半開(kāi)狀態(tài)的蝶閥及漿液調(diào)節(jié)閥； d 調(diào)節(jié)閥和節(jié)流孔板下游側(cè)襯膠管和半徑較小的彎管； e 吸收塔噴漿能直接沖刷的部位、橫梁與塔壁連接處的內(nèi)襯； f 表面無(wú)防磨層的吸收塔噴淋母管,噴淋層支撐梁； g 螺旋肋片管束式GGH降溫側(cè)管束肋片,五、脫硫系統(tǒng)的常見(jiàn)故障,2） 腐蝕和磨損產(chǎn)生的原因,腐蝕原因：氯離子、硫酸根（亞）離子的存在，從防腐層薄弱點(diǎn)開(kāi)始，慢慢腐蝕；低溫腐蝕和電化學(xué)腐蝕 。 磨損原因：粉塵和SiO2含量超標(biāo) 當(dāng)然，腐蝕和磨損是相互的，腐蝕之后有磨損；磨損之后有腐蝕。,吸收塔壁被腐蝕穿,防腐蝕采取的措施： a 玻璃樹(shù)脂鱗片進(jìn)行防腐 b 橡膠內(nèi)襯進(jìn)行防腐 c 耐腐蝕的合金材料 （C276或1.4529） d 非金屬FRP材料進(jìn)行防腐,3) 各種防腐材料的優(yōu)缺點(diǎn) 大多數(shù)吸收塔采用玻璃樹(shù)脂鱗片進(jìn)行防腐，也有采用橡膠材料進(jìn)行防腐。 玻璃樹(shù)脂鱗片：抗?jié)B透能力強(qiáng)，易修復(fù)，附著力強(qiáng)，機(jī)械強(qiáng)度大，表面硬度高，施工速度快，但耐磨性稍差。 橡膠內(nèi)襯：耐磨性好，有良好的彈性和松弛應(yīng)力，但易老化、施工速度慢、粘接強(qiáng)度大。 合金材料（C276和1.4529)：抗腐蝕性超強(qiáng)，但價(jià)格昂貴，一般在吸收塔入口干濕界面貼襯使用比較多。 FRP材料：耐腐蝕，但不抗高溫。,煙道防腐層脫落,鱗片防腐施工質(zhì)量控制要點(diǎn)： 材料選擇 噴砂除銹極為重要 材料比例嚴(yán)格控制 噴涂的全面性和厚薄均勻性 噴涂過(guò)程中的溫度和濕度控制,粉塵和SiO2含量超標(biāo)的磨損影響,管道被磨穿,粉塵和SiO2含量超標(biāo)是造成磨損的主要原因。 粉塵主要來(lái)自： 煙氣。 SiO2主要來(lái)自： 煙氣、石灰石,1）故障原因： a 泵的氣蝕損壞、濾網(wǎng)堵塞 b 軸承溫度高、葉輪磨損腐蝕、機(jī)械密封等,2 循環(huán)泵,2）處理方式： a 嚴(yán)格控制吸收塔液位在不低于氣蝕余量. b 根據(jù)泵的入口壓力和電流判斷濾網(wǎng)堵塞情況。若堵塞嚴(yán)重，只能停機(jī)后處理。 c 加強(qiáng)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的維護(hù)工作 d 嚴(yán)格控制石灰石原料的品質(zhì)和煙粉濃度超標(biāo)。,主要是設(shè)備本體故障居多： a 溫度、軸承、潤(rùn)滑油、冷卻水和電氣故障 b 氧化風(fēng)機(jī)噪音是脫硫裝置中最大的噪音污染源：由于轉(zhuǎn)速過(guò)高等造成。,氧化風(fēng)機(jī)葉輪軸損壞,3 氧化風(fēng)機(jī),最多的故障是葉片在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中沒(méi)有很好消除應(yīng)力、對(duì)葉片工作環(huán)境的低頻處理。,4 攪拌器,1) 噴淋層、噴嘴故障及判斷方法 a 故障現(xiàn)象 （1）噴淋層噴嘴堵塞 （2）噴淋層噴嘴脫落或損壞 （3）噴淋層沖刷磨穿,5 吸收塔內(nèi)部件故障及原因分析,(1) 循環(huán)泵出口壓力及電流 (2) 吸收塔pH值及漿液密度 (3) 脫硫裝置出口SO2濃度及脫硫效率 (4) 噴淋層管道外壁沖刷,b、故障判斷依據(jù),（1）噴淋層噴嘴堵塞：清理 （2）噴淋層噴嘴損壞或脫落 ：更換 （3）噴淋層支撐梁沖刷磨穿: 沖刷部位增設(shè)PP板或調(diào) 整噴嘴角度,噴淋層大梁被沖刷,c 故障處理,改善脫水效果的措施,1）對(duì)除塵器進(jìn)行改造降低入口煙氣的粉塵濃度； 2）加大廢水排放量，由于旋流器頂流排出的廢水中含的細(xì)顆粒的比例高，因此加大廢水排量可以減少漿液中細(xì)顆粒的比例； 3）調(diào)整石膏旋流器入口壓力以達(dá)到最佳的分離效率，提高排往真空皮帶脫水機(jī)的石膏漿液濃度； 4）在脫水皮帶的頂部加蒸汽罩，用熱蒸汽來(lái)吹干石膏，可以使石膏的含濕量從12降低到10以下； 5）當(dāng)漿液中存在污泥時(shí)，可以通過(guò)在真空皮帶脫水機(jī)上加裝濾餅疏松器對(duì)濾餅進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖杷?，翻?dòng)表面的污泥有利于石膏脫水。,8 吸收塔起泡、溢流問(wèn)題,1）引起吸收塔起泡的原因主要有以下幾點(diǎn)： a 由于鍋爐起爐點(diǎn)火階段投油助燃導(dǎo)致煙氣中含有未完全燃燒的油污； b 煤種灰分高，電除塵器運(yùn)行效果差，進(jìn)入脫硫裝置原煙氣中的粉塵含量高； c 脫硫吸收劑石灰石品質(zhì)差，雜質(zhì)含量高； d 脫硫用工藝水水質(zhì)差，重金屬及雜質(zhì)含量超標(biāo)，無(wú)法滿(mǎn)足要求； e 脫硫廢水處理系統(tǒng)無(wú)法正常投運(yùn)，廢水排放量不足，導(dǎo)致吸收塔漿液中的Cl離子和有機(jī)物富集程度越來(lái)越高。,2) 避免起泡、溢流的措施,a 盡量穩(wěn)定鍋爐燃燒煤種，避免煤質(zhì)(含硫量和灰分)大幅度的波動(dòng)； b 加強(qiáng)電除塵器的維護(hù)工作，進(jìn)入脫硫裝置原煙氣中的飛灰濃度保持在要求的范圍內(nèi)； c 嚴(yán)格控制進(jìn)廠石灰石的品質(zhì)，包括粒徑、純度，避免泥土、石英砂及難以溶解的白云石混入石灰石中； d 控制脫硫用工藝水的水質(zhì)，防止工藝水中的雜質(zhì)、重金屬離子、Cl離子和有機(jī)物濃度過(guò)高； e 維護(hù)好脫硫廢水處理裝置，使其能夠真正有效的投入使用，并達(dá)到設(shè)計(jì)的排放量。,9 脫硫廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性,脫硫廢水處理系統(tǒng)不能正常運(yùn)行會(huì)引起以下問(wèn)題： a 脫硫效率的下降。 b 氯濃度的不斷增大將引起漿液系統(tǒng)中金屬泵的腐蝕和影響石膏脫水，對(duì)副產(chǎn)品石膏的應(yīng)用帶來(lái)不利影響， c 吸收塔的起泡、溢流也與廢水不能正常排放導(dǎo)致漿液中的重金屬離子和氯離子濃度太高有很大關(guān)系。,10 脫硫設(shè)備、管道防凍處理問(wèn)題,由于脫硫裝置中的許多設(shè)備都采取露天放置，因此，在北方地區(qū)需要充分考慮冬季的防凍問(wèn)題。,11 脫硫裝置在線表計(jì)穩(wěn)定性差問(wèn)題,目前的脫硫運(yùn)行實(shí)踐中，由于疏于管理、缺乏有效維護(hù)和校準(zhǔn)，存在大量在線表計(jì)測(cè)量嚴(yán)重偏離正常值的現(xiàn)象，造成運(yùn)行和控制具有一定的盲目性。根據(jù)我國(guó)脫硫系統(tǒng)的調(diào)研得知，投運(yùn)的脫硫裝置存在許多在線表計(jì)不準(zhǔn)或無(wú)法顯示的問(wèn)題，諸如吸收塔pH計(jì)、石灰石漿液密度計(jì)、吸收塔液位計(jì)、CEMS指示等常常發(fā)生故障，無(wú)法準(zhǔn)確反應(yīng)真實(shí)數(shù)據(jù)。因此，必須加強(qiáng)脫硫系統(tǒng)在線表計(jì)的標(biāo)定維護(hù)工作，尤其是pH計(jì)、吸收塔密度計(jì)等易漂移、易被損壞的表計(jì)，應(yīng)嚴(yán)格按照說(shuō)明或操作規(guī)程定期沖洗、標(biāo)定或更換探頭。,12 煙囪防腐,1） 脫硫后煙氣溫度低于未脫硫時(shí)煙氣溫度，對(duì)煙囪帶來(lái)的影響主要有： a 因低于酸露點(diǎn)溫度，出現(xiàn)酸結(jié)露現(xiàn)象，造成煙囪內(nèi)部腐蝕 b 煙囪熱應(yīng)力發(fā)生變化 c 抬升高度降低，影響煙氣排放 d 正壓區(qū)范圍擴(kuò)大,2) 煙囪防腐方式,煙囪內(nèi)部進(jìn)行防腐處理或增加防腐內(nèi)襯 a 內(nèi)襯鎳基合金板（C276）或鈦板（TiCr2） b 賓高德硼酸玻璃纖維磚 c 復(fù)合式泡沫玻璃磚 d VEGF鱗片膠泥復(fù)合材料 e VP內(nèi)襯防腐材料 f 玻璃鱗片防腐材料 g 噴涂聚脲彈性體防腐材料 h OM涂料 i 聚笨硫醚輕質(zhì)板材 j 整體玻璃鋼套筒,六、脫硫系統(tǒng)監(jiān)測(cè),根據(jù)DL/T997-2006 火電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)，為了保證脫硫系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，必須開(kāi)展以下監(jiān)測(cè)工作：,脫硫裝置的化驗(yàn)項(xiàng)目：,工藝水分析：pH、硬度、SS、Cl-、COD、電導(dǎo)率的測(cè)定； 漿液分析：PH、CaSO3含量、CaSO3含量、密度的測(cè)定； 石灰石分析：純度、粒度、SiO2含量、Al2O3、Fe2O3含量等； 石膏分析：結(jié)晶水、CaSO3含量、MgCO3含量、CaSO31/2H2O、Cl-含量等。 石膏旋流器漿液（溢流/底流）：密度，固體顆粒物含量。 脫硫廢水分析：pH、化驗(yàn)需氧量、氟化物、硫化物、懸浮物、重金屬離子。,氮氧化物控制技術(shù),2009年11月,主要內(nèi)容,一、NOX的生成途徑 二、燃燒方式對(duì)NOX排放的影響 三、 NOX排放標(biāo)準(zhǔn) 四、降低NOX排放的主要措施 五、煙氣脫氮技術(shù),氮氧化物主要包括NO、NO2以及少量的N2O等，統(tǒng)稱(chēng)為NOX。燃用化石燃料的火電廠是產(chǎn)生NOX 排放的主要來(lái)源。 NOX排放會(huì)造成環(huán)境污染、導(dǎo)致酸雨，形成地面層臭氧。 排放到大氣中的NOX與揮發(fā)性有機(jī)化合物在陽(yáng)光與熱的作用下反應(yīng)形成地面層臭氧（O3）。地面層臭氧是對(duì)人類(lèi)健康與環(huán)境有害的一種空氣污染物，是光化學(xué)煙霧污染的主要成分，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，危害人體健康與環(huán)境。,燃煤電站鍋爐燃燒生成的NOx中，NO約占95，NO2則相對(duì)較少，約占NOx生成總量的5%。NO在高溫下相對(duì)于NO2來(lái)說(shuō)比較穩(wěn)定,但NO在常溫下會(huì)迅速被氧化為NO2。通常，NOx的排放濃度是以全部轉(zhuǎn)化為NO2、并換算到基準(zhǔn)條件下的質(zhì)量濃度（mg/m3）來(lái)表示。規(guī)定的基準(zhǔn)條件為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（0 ，1.013105 Pa）、干煙氣、氧含量(O2)=6。,一、NOX的生成途徑,溫度和過(guò)量空氣對(duì)NOx的生成有很大作用，進(jìn)入爐內(nèi)的過(guò)量空氣越多、爐內(nèi)燃燒區(qū)溫度越高，則NOx生成量越大。 燃煤電站鍋爐燃燒生成的NOX與鍋爐燃煤特性及燃燒工況密切相關(guān)，主要影響因素包括： a 燃煤特性如煤中氮的含量及揮發(fā)分含量； b 煤的反應(yīng)特性； c 燃燒溫度； d 過(guò)?？諝饬康取?因此，NOx排放并不能象根據(jù)煤中硫含量那樣來(lái)預(yù)測(cè)其排放量，它不能簡(jiǎn)單地根據(jù)煤中氮含量來(lái)預(yù)測(cè)，因?yàn)椴煌悍N、不同燃燒系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生不同的NOx排放。,NOx主要生成的類(lèi)型：,熱力型：空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸?，在溫度足夠高時(shí)，可占到NOX總量的20% 燃料型：燃料中含有的氮化合物在燃燒過(guò)程中熱分解而又接著氧化而成的，占到NOX總量的6080%以上，可高達(dá)90% 快速型：燃燒時(shí)空氣中的氮和燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)如CH等反應(yīng)生成的，生成量很少，一般小于5%,各種類(lèi)型NOX的生成量與爐膛溫度的關(guān)系,1 燃料型NOX,煤中的N含量一般在0.5-2.5%，它們以氮原子的狀態(tài)與各種碳?xì)浠衔锝Y(jié)合成氮的環(huán)狀化合物或鏈狀化合物，如喹啉C6H5N和芳香胺C6H5NH2 煤中C-N結(jié)合鍵能比空氣中氮分子NN鍵能小得多，因此燃料中的N更易經(jīng)熱分解和氧化生成NO 燃料型NOX的生成機(jī)理非常復(fù)雜，目前尚不完全清楚,2 燃料型NOX的轉(zhuǎn)化率,影響因素：(1)煤的含氮量 (2)揮發(fā)份含量 (3)固定碳與揮發(fā)份比(FC/V) (4)燃煤溫度 (5)過(guò)量空氣系數(shù),（1）燃料中氮含量對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響,（2）煤的揮發(fā)份對(duì)NOX濃度的影響,（3）煤的FC/V對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響,（4）過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)NOX生成濃度的影響,二、燃燒方式對(duì)NOX排放的影響,燃燒過(guò)程中影響NOX生成和破壞的主要因素: 1) 煤質(zhì)：含氮量、揮發(fā)分、其它元素含量與 比值 2) 燃燒溫度 3) 反應(yīng)區(qū)中的煙氣氣氛，即O2、N2、NO和CH 4) 燃料及燃燒產(chǎn)物在火焰高溫區(qū)和爐膛內(nèi)的停留時(shí)間,不同燃煤設(shè)備生成的NOX原始排放,三、NOx排放標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223 2003 規(guī)定的火電廠NOx排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表： 火力發(fā)電廠鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組氮氧化物最高允許排放濃度 單位：mg/m3,目前，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，我國(guó)火力發(fā)電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)正在修訂，污染物最高允許排放標(biāo)準(zhǔn)有所變化，要求更高，正在征求意見(jiàn)。 (重點(diǎn)地區(qū)：200mg/m3，其他地區(qū)400mg/m3) 工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如歐盟、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、日本等關(guān)于火電廠NOx排放標(biāo)準(zhǔn)為200 mg/m3, 某些特殊地區(qū)要求控制在50100 mg/m3。為滿(mǎn)足日趨嚴(yán)格的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用了SCR煙氣脫硝裝置。,四、降低NOX排放的主要措施,燃煤電站鍋爐NOx排放控制措施主要分為： 1 燃燒控制措施 2 煙氣凈化處理,1 燃燒控制措施,燃燒控制措施主要是通過(guò)在燃燒過(guò)程中擬制NOx的生成，并創(chuàng)造條件使已生成的NOx還原，從而控制NOx的排放，即所謂的低NOx燃燒技術(shù)。主要包括： 各種低NOx燃燒器 燃燒器運(yùn)行優(yōu)化（低過(guò)剩空氣量運(yùn)行、燃燒器煤粉/風(fēng)量精細(xì)調(diào)整） 空氣分級(jí)（燃燒器空氣分級(jí)、爐內(nèi)空氣分級(jí)） 燃料分級(jí)（部分燃燒器停用、燃料濃淡偏置分配、爐內(nèi)燃料再燃燒）等。,1）低NOx排燃燒器,低NOx燃燒器是采用空氣分級(jí)、燃料分級(jí)或空氣與燃料分級(jí)的燃燒器的統(tǒng)稱(chēng)。低NOx燃燒器是比較經(jīng)濟(jì)的控制NOx排放的技術(shù)措施，通常與爐內(nèi)空氣分級(jí)（OFA）相結(jié)合以進(jìn)一步降低NOx排放。 大多數(shù)一次燃燒措施可使NOx排放降低約30%50%。,低NOx燃燒器的設(shè)計(jì)原理是： 通過(guò)控制從燃燒器送入爐膛的燃燒空氣與燃料的方式，推遲燃料與空氣的混合，從而降低燃燒峰值火焰溫度與燃燒初期的湍流混合，降低了NOx生成關(guān)鍵區(qū)域的氧量，同時(shí)減少了在高溫火焰區(qū)燃燒的燃料量，形成不利于NOx生成的氣氛環(huán)境，從而控制NOx的生成。通過(guò)分級(jí)送入燃燒空氣，在主燃燒區(qū)形成富煤缺氧的氣氛環(huán)境，使煤粉在缺氧氣氛中熱解，促進(jìn)燃料N向N2的轉(zhuǎn)化。,2）爐內(nèi)空氣分級(jí)燃燒技術(shù)（兩級(jí)燃燒）,爐內(nèi)空氣分級(jí)通常稱(chēng)之為兩級(jí)燃燒技術(shù)，技術(shù)原理主要是在主燃燒器上部布置燃盡風(fēng)（OFA）噴口，從而將燃燒過(guò)程分成兩個(gè)階段。通過(guò)減少供給主燃燒區(qū)的空氣量，使燃料在缺氧的富燃料區(qū)燃燒，然后在主燃燒區(qū)上方補(bǔ)充送入一部分空氣（OFA）以完成燃盡過(guò)程。燃盡風(fēng)一般從主燃燒器上方通過(guò)分離布置的獨(dú)立噴嘴送入爐膛以實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒。為防止因主燃燒區(qū)過(guò)剩空氣量減少形成還原性氣氛而可能導(dǎo)致的爐膛水冷壁腐蝕與結(jié)渣，可增加邊界風(fēng)得到解決。,爐內(nèi)空氣分級(jí)技術(shù)的關(guān)鍵是優(yōu)化確定合理的燃盡風(fēng)的風(fēng)量比例與風(fēng)速大小、噴口的數(shù)量及其布置位置（距主燃燒器頂部的距離）等。,3）爐內(nèi)燃料在燃燒技術(shù)（燃料分級(jí)燃燒）,爐內(nèi)燃料再燃燒技術(shù)又稱(chēng)為三級(jí)燃燒技術(shù)，因該技術(shù)將燃燒過(guò)程劃分為3個(gè)區(qū)域（見(jiàn)下圖。其目的是把主燃燒區(qū)中形成的NOx在再燃燒區(qū)還原成為N2，從而降低NOx排放。 主燃燒區(qū)（一次燃燒區(qū)） 再燃燒區(qū)（二次燃燒區(qū)） 燃盡區(qū),在主燃燒區(qū)，煤粉（主燃料）通過(guò)低NOx燃燒器在低過(guò)?？諝饬織l件下(過(guò)?？諝庀禂?shù)為1.1左右，形成氧化性氣氛或弱還原性氣氛)燃燒以降低燃燒初期的NOx生成；通常將約占鍋爐總輸入熱量的15%25%燃料作為再燃燒燃料，從獨(dú)立布置在主燃燒器上部的再燃燒區(qū)噴入爐膛。在再燃燒區(qū)形成富燃料、欠氧的還原性氣氛區(qū)域（過(guò)剩空氣系數(shù)0.70.9），再燃燒燃料分解生產(chǎn)碳?xì)浠衔锘鶊F(tuán)，與主燃燒區(qū)形成的NOx反應(yīng)，將其還原為氮?dú)猓∟2）。二次燃燒區(qū)通常稱(chēng)之最后，通過(guò)在燃盡區(qū)噴入最后一部分燃盡風(fēng)（OFA），在燃盡區(qū)過(guò)?？諝饬窟_(dá)到1.151.2，使來(lái)自再燃區(qū)的CO與未燃盡的碳?xì)浠衔锿瓿扇急M過(guò)程。,4）低NOx燃燒系統(tǒng)對(duì)鍋爐的負(fù)面影響,a 鍋爐燃燒效率有可能降低。 b 低過(guò)剩空氣量及爐內(nèi)空氣深度分級(jí)會(huì)在燃燒器區(qū)域水冷壁區(qū)域形成還原性氣氛，還原性氣氛會(huì)使灰熔點(diǎn)降低，易導(dǎo)致燃燒器區(qū)域水冷壁受熱面的結(jié)渣與腐蝕。 c 采用低NOx燃燒系統(tǒng)后，會(huì)引起爐膛水冷壁吸熱量分布曲線變化，有可能引起爐膛出口的煙溫升高。,5) 在鍋爐設(shè)計(jì)與運(yùn)行方面，應(yīng)考慮采取以下預(yù)防措施,a 在不引起鍋爐燃燒不穩(wěn)定、高溫腐蝕及飛灰未燃碳不增加的前提下，應(yīng)盡可能降低過(guò)?？諝饬俊?b 對(duì)于煤粉鍋爐，特別是在低過(guò)?？諝饬窟\(yùn)行方式下，應(yīng)有效地組織與控制各燃燒器的風(fēng)煤合理配比，通過(guò)精確調(diào)整制粉系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)每只燃燒器的風(fēng)量與煤量的均衡分配。 c 采用較細(xì)的煤粉細(xì)度可使鍋爐在較低的過(guò)量氧量下運(yùn)行，同時(shí)維持火焰燃燒穩(wěn)定并保證飛灰可燃物含量不致過(guò)高。 d 為達(dá)到低NOx燃燒所要求的較細(xì)的煤粉細(xì)度，可采用把磨煤機(jī)出口的分離器由靜態(tài)改為旋轉(zhuǎn)式動(dòng)態(tài)分離器技術(shù)。,2 煙氣凈化處理（煙氣脫硝）,煙氣脫硝技術(shù)主要有： 1）選擇性催化還原（SCR）法 2）選擇性非催化還原（SNCR）法 3）SNCR/SCR聯(lián)合煙氣脫硝法,1) 選擇性催化脫氮（SCR）,采用催化劑促進(jìn)NH3和NOX的還原反應(yīng) 用鈦?zhàn)龃呋瘎r(shí)，反應(yīng)溫度300400 用活性炭做催化劑，反應(yīng)溫度100150 SCR得到廣泛應(yīng)用，德國(guó)和日本均有300MW以上的電站鍋爐采用 脫氮率達(dá)到8090% 由催化劑反應(yīng)器、氨儲(chǔ)存和噴射系統(tǒng)組成 我省已有渭河熱電廠、寶雞熱電廠建成投運(yùn)。,脫硝裝置布置方式,1）高溫高含塵煙氣段布置 2）低溫低含塵煙氣段布置,1）高溫高含塵煙氣段布置,SCR反應(yīng)器布置在省煤器之后，空氣預(yù)熱器之前。該布置方式的煙氣溫度，適合目前市場(chǎng)上多數(shù)催化劑的活性溫度，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于催化劑是在高含塵的煙氣中工作，因此催化劑的壽命會(huì)受下列因素的影響。,SCR布置在高塵煙氣中,高溫高含塵布置技術(shù)特點(diǎn)：,SCR反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，煙氣未經(jīng)過(guò)ESP除塵。 煙道系統(tǒng)簡(jiǎn)單，壓力損失較小(一般小于1kPa)。 反應(yīng)溫度比較合適(320400)，一般不需要額外的熱源加熱處理后的煙氣，運(yùn)行費(fèi)用較低。 煙氣含塵量較高，煙氣中重金屬，SO2等含量較高，對(duì)催化劑的活性存在不利影響，容易造成下游設(shè)備和反應(yīng)器本體堵灰。 對(duì)于高含塵煙氣，催化劑煙氣通道必須加大以避免堵灰，這樣會(huì)降低催化劑的比表面積，從而會(huì)增大催化劑的用量。 鋼結(jié)構(gòu)耗量較大。,2）低溫低含塵煙氣段布置,反應(yīng)器布置在煙氣脫硫裝置(FGD)之后的布置方式，這樣催化劑將完全工作在粉塵及SO2含量極低的“干凈”煙氣中，既可避免飛灰對(duì)反應(yīng)器的堵塞及腐蝕，又可防止硫酸銨鹽的生成，也不存在催化劑的污染和中毒問(wèn)題，因此可以采用高活性的催化劑，減少了反應(yīng)器的體積并使反應(yīng)器布置緊湊。但是由于將反應(yīng)器布置在除塵器及濕式FGD脫硫裝置后時(shí)，煙氣溫度比較低，因此，為使煙氣在進(jìn)入催化劑反應(yīng)器之前達(dá)到所需要的反應(yīng)溫度，需要在煙道內(nèi)加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器，或蒸汽加熱的換熱器等以加熱煙氣，從而增加了能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用。,SCR布置在FGD之后的干凈煙氣,低溫低含塵布置技術(shù)特點(diǎn)：,SCR反應(yīng)器布置在ESP和FGD裝置之后。適用于場(chǎng)地?zé)o法按照高含塵方式布置的改造項(xiàng)目或煙氣中毒性物質(zhì)(比如As)過(guò)高的情況。 由于大部分毒性物質(zhì)和灰塵已經(jīng)在ESP和FGD中脫除，所以催化劑壽命可以大大延長(zhǎng)。 可以選用較小的催化劑煙氣通道，大大提高催化劑的比表面積，從而降低催化劑的整體用量，降低初投資和催化劑更換費(fèi)用。 煙氣溫度低于反應(yīng)溫度，需要輔助熱源進(jìn)行煙氣再熱，可以采用蒸汽加熱或二次燃燒加熱，一般再熱系統(tǒng)需要增加3%的廠用電率，運(yùn)行成本很高。,目前已有的脫硝工程普遍采用的是高溫高塵的布置方式，尤其是隨著催化劑性能的提高后，這種布置方式越來(lái)越得到了廣泛應(yīng)用。,催化劑型式的選擇,催化劑是SCR的核心。由于采用了催化劑，可以使NOx與氨之間的化學(xué)反應(yīng)在較低的溫度下（180600）進(jìn)行，并且可以獲得更高的還原劑利用效率。催化劑促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)但是它本身并不消耗，不過(guò)催化劑效率會(huì)隨著時(shí)間的推移逐步有所下降，主要是因?yàn)樗谋砻鏁?huì)被玷污或者被一些有害元素毒害而喪失活性。,脫硝反應(yīng)需要有一個(gè)處于氧化狀態(tài)活性位金屬陽(yáng)離子的轉(zhuǎn)變過(guò)程，因此，處于氧化態(tài)的金屬元素如釩、鉬、鎢都可以對(duì)反應(yīng)起到催化作用。SCR催化劑的載體可以是氧化鈦、沸石、氧化鐵或活性炭。燃煤鍋爐使用的大多數(shù)催化劑是由釩和鈦混合而成，一般來(lái)說(shuō)催化劑是由多種的活潑金屬和載體物質(zhì)構(gòu)成。,催化劑的結(jié)構(gòu) 平板型,板式催化劑以金屬板網(wǎng)為骨架，以Ti-Mo-V為主要活性材料，采取雙側(cè)擠壓的方式將活性材料與金屬板結(jié)合成型。 主要問(wèn)題是上下兩個(gè)催化劑籃子之間的縫隙容易積灰，而且不容易清除，切割后裸露的金屬網(wǎng)容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。,蜂窩型：,蜂窩型催化劑是目前市場(chǎng)占有份額最高的一種催化劑，以Ti-W-V為主要活性材料，采取整體擠壓成型。 其開(kāi)孔率僅有70%左右，飛灰堵塞較嚴(yán)重，抗沖蝕性能弱，不利于運(yùn)行在灰含量較高或者灰粘性較強(qiáng)的環(huán)境。,波紋型：,波紋狀催化劑是目前市場(chǎng)占有份額最低的一種催化劑(約占5%)，多用于燃?xì)鈾C(jī)組。 它以玻璃纖維或者陶瓷纖維作為骨架，非常堅(jiān)硬。 波紋型催化劑也存在上下兩個(gè)催化劑籃子之間的縫隙容易積灰的問(wèn)題。,SCR系統(tǒng)主要組成：,1）氨的儲(chǔ)存系統(tǒng) 2）氨的蒸發(fā)系統(tǒng) 3）氨與空氣混合系統(tǒng) 4）氨氣噴入系統(tǒng) 5）反應(yīng)器系統(tǒng) 6）省煤器旁路 7）SCR旁路 8）檢測(cè)控制系統(tǒng)等,然而，由于液氨為高危險(xiǎn)化學(xué)品，其貯存和運(yùn)輸受到很大的限制。因此尿素SCR工藝，即以尿素生產(chǎn)氨的SCR工藝得到了迅速的推廣和應(yīng)用。在美國(guó)，尿素SCR工藝得到廣泛的應(yīng)用并已經(jīng)成為SCR的主流技術(shù)。,NOx脫除率主要影響因素,1）煙氣溫度 2）煙氣混合均勻度 3）NH3/NOx摩爾比 4）反應(yīng)時(shí)間 5）催化劑性能 SCR系統(tǒng)的限制因素因運(yùn)行環(huán)境和工藝過(guò)程而變化，這些制約因素包括系統(tǒng)壓降、煙道尺寸、空間、煙氣含塵量、逃逸氨濃度限制、SO2氧化率、溫度和NOx濃度等，都將影響催化劑壽命和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)