1、燃煤煙氣污染物脫除技術(shù)第1頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五學(xué)科簡(jiǎn)介上海電力學(xué)院電站污染物減排方向：行業(yè)特色明顯，所在學(xué)科是上海市重點(diǎn)學(xué)科，是上海發(fā)電環(huán)保工程技術(shù)研究中心依托單位，長(zhǎng)期從事污染物控制的研究。承擔(dān)許多與此相關(guān)的國(guó)家級(jí)“973”、“863”和省市科技攻關(guān)項(xiàng)目和企業(yè)委托項(xiàng)目的支持與國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在大氣污染物控制方面建立了良好合作關(guān)系在節(jié)能和燃煤污染物的脫除方面，曾獲得10余項(xiàng)省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。發(fā)表與方向有關(guān)的論文近二百篇，申請(qǐng)專(zhuān)利50余項(xiàng)。第2頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五目 錄1能源與環(huán)境形勢(shì)2煙氣脫硫、協(xié)同脫硫/脫硝技術(shù)3煙氣

2、脫硝、除汞技術(shù)4結(jié) 論第3頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五一, 能源與環(huán)境形勢(shì)第4頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五國(guó)家能源消費(fèi)總量（億噸油當(dāng)量）占能源的比重%原油天然氣原煤核能水力發(fā)電再生能源世界總計(jì)120.0233.5623.8129.635.226.461.32中國(guó)24.3217.624.0370.450.696.710.5美國(guó)22.8637.1927.1722.958.412.571.71俄羅斯聯(lián)邦6.9121.3653.9413.585.575.510.01印度5.2429.6610.6352.960.994.810.95日本5.0140

3、.2516.9924.713.223.851.02德國(guó)3.1936.0322.9123.949.951.355.82加拿大3.1732.326.687.396.4126.181.04韓國(guó)2.5541.4115.1429.813.10.310.2巴西2.5446.049.374.881.335.293.11法國(guó)2.5233.0416.724.7938.395.671.35伊朗2.1340.4757.980.5201.040.05英國(guó)2.0935.2540.4114.926.740.382.34沙特阿拉伯2.0162.4437.560000意大利1.7242.539.837.9706.513.26

4、墨西哥1.6951.6936.664.970.774.911.01西班牙1.4949.7720.715.549.296.418.28印度尼西亞1.4042.5725.9328.1401.861.5南非1.2120.932.8173.372.560.250.08澳大利亞1.1836.0423.136.7202.881.27烏克蘭1.189.8339.7530.8517.122.460土耳其1.1125.8831.6531.02010.550.9中國(guó)臺(tái)灣1.1141.8111.4936.478.510.810.9泰國(guó)1.0846.5237.6313.7201.111.021.1 能源形勢(shì) 2010

5、年全世界一次能源消費(fèi)總量為120.02億噸油當(dāng)量。我國(guó)一次能源消費(fèi)總量為24.32億噸油當(dāng)量，其消費(fèi)構(gòu)成中煤炭占70.45%。 第5頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五近7年中國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量1.1 能源形勢(shì)第6頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五近二十年來(lái)我國(guó)平均供電煤耗變化1.1 能源形勢(shì)第7頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五1.2 環(huán)境問(wèn)題 中國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，加之能源效率低，造成了日趨嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。二氧化硫的排放90%是由燃煤引起的。歷年SO2排放量第8頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五火電廠(chǎng)排放

6、的NOx占到40左右1.2 環(huán)境問(wèn)題第9頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五1.2 環(huán)境問(wèn)題 據(jù)美國(guó)環(huán)?？偸鹧芯抗烙?jì)，燃煤煙氣汞是人為汞污染物排放的最主要來(lái)源，約占三分之一。目前，中國(guó)年排放的汞300多噸，其中燃煤電廠(chǎng)約100多噸。 圖1 我國(guó)1980-2009年二氧化碳排放量第10頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五二,煙氣脫硫、協(xié)同脫硫/脫硝技術(shù)第11頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù)：主要問(wèn)題主要問(wèn)題: 脫硫效率不穩(wěn)定 石膏品質(zhì)較差能耗高結(jié)垢腐蝕第12頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星

7、期五 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第13頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五塔內(nèi)噴淋過(guò)程模擬塔內(nèi)煙氣流動(dòng)反應(yīng)過(guò)程模擬 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第14頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五塔內(nèi)流場(chǎng)分布 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第15頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五塔內(nèi)壓力場(chǎng)分布 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第16頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五吸收塔煙氣入口角的優(yōu)化 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第17頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五噴淋層投

8、運(yùn)方式的優(yōu)化 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第18頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五E-ED-DC-CB-B A-A塔內(nèi)SO2濃度分布情況 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第19頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五亞硫酸鈣氧化試驗(yàn)臺(tái) 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第20頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五亞硫酸鈣氧化速率隨各因素的變化規(guī)律 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第21頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五1. 硫酸鈉溶液 2. 連續(xù)可調(diào)進(jìn)樣器 3. 攪拌器 4. 電導(dǎo)率儀5. 結(jié)晶器

9、6. 恒溫水浴石膏結(jié)晶動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)臺(tái) 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第22頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五不同溫度下電導(dǎo)率隨時(shí)間變化曲線(xiàn)不同溫度時(shí)石膏晶體的粒度分布 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第23頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五30下石膏晶體電鏡照片50下石膏晶體電鏡照片電廠(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)脫硫石膏 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第24頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五1- 0.01M MgCl2；2 0.01M AlCl3；3-0.01M FeCl3；4- 0.01M MgCl2+0.01M AlCl3+0.01

10、M FeCl3不同雜質(zhì)離子對(duì)石膏晶體粒度的影響不同混合雜質(zhì)離子電導(dǎo)率隨時(shí)間變化曲線(xiàn)比較 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第25頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五A. 無(wú)金屬離子；B. 0.02M鎂離子；C. 0.02M鐵離子； D. 0.02M鎂離子+ 0.02M鐵離子 2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù): 優(yōu)化技術(shù)第26頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五2.1 濕法煙氣脫硫技術(shù):城市中水污泥在脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用某城市中水處理系統(tǒng)為兩臺(tái)1000MW機(jī)組配套工程，供應(yīng)1000MW機(jī)組用水，設(shè)計(jì)處理水量4200t/h，每年處理水量可達(dá)1000萬(wàn)噸，中水處理采用石灰

11、混凝處理，每年產(chǎn)生的污泥量在9000噸以上，此污泥的主要成分為CaCO3，而CaCO3作為脫硫原料，將中水處理產(chǎn)生污泥用于脫硫，可以降低環(huán)境污染，同時(shí)降低脫硫成本。 第27頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五不同石灰石/污泥摻混比例對(duì)脫硫效率的影響 第28頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五利用NaClO2、KMnO4、H2O2、O3、HClO3和自行開(kāi)發(fā)的氧化劑將NO氧化為易溶于水的NO2并利用現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行SO2和NOx的同時(shí)脫除對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)火電廠(chǎng)大氣污染物排放的綜合治理、降低污染物控制系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用具有重要的現(xiàn)

12、實(shí)意義.2.2 脫硫/脫硝協(xié)同脫除技術(shù)：氧化吸收技術(shù) 第29頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五2.2 脫硫/脫硝協(xié)同脫除技術(shù)：氧化吸收技術(shù) 質(zhì)量流量計(jì) 2. 混氣箱 3. 擋板 4. 攪拌器 5. pH計(jì) 6. 雙攪拌釜反應(yīng)器 7. 攪拌槳 8. 恒溫水浴 9. 煙氣分析儀第30頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五添加劑濃度對(duì)吸收速率的影響 2.2 脫硫/脫硝協(xié)同脫除技術(shù):氧化吸收技術(shù) . 溫度對(duì)反應(yīng)焓變的影響計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果第31頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五三,煙氣脫硝、除汞技術(shù)第32頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2

13、點(diǎn)53分，星期五3.1 NOx控制技術(shù): 組合式空氣分級(jí)技術(shù)第33頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.1 NOx控制技術(shù): 組合式空氣分級(jí)技術(shù)強(qiáng)化著火煤粉噴嘴（WR）一次風(fēng)濃淡分離緊湊燃盡風(fēng)（CCOFA）偏置二次風(fēng)燃盡風(fēng)（SOFA） 第34頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.1 NOx控制技術(shù): 組合式空氣分級(jí)技術(shù)基于風(fēng)粉閉環(huán)控制的低NOx燃燒技術(shù)，其基本思路是：以鍋爐污染物NOx的排放和鍋爐效率為優(yōu)化控制目標(biāo)，通過(guò)閉環(huán)控制系統(tǒng)確保鍋爐在不同工況下各層一次風(fēng)風(fēng)粉分配均勻和燃燒器區(qū)域二次風(fēng)量與SOFA 、CCOFA風(fēng)量配比優(yōu)化。第35頁(yè)，共52頁(yè)，

14、2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.1 NOx控制技術(shù): 再燃技術(shù)第36頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五CatalystAirheaterEconBypassAIGNH3 TankAqueous NH3 System BlowerVaporizerClean Gas To StackStaticMixer(s) Future CatalystHOT AIR FROM IDHXCOLD AIR 3.1 NOx控制技術(shù): 選擇性催化（SCR)技術(shù)第37頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五SCR煙氣脫硝系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)反應(yīng)溫度、空間速度、流場(chǎng)特征等對(duì)

15、脫硝效率的影響規(guī)律催化劑的關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)催化劑活性進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估的技術(shù)3.1 NOx控制技術(shù): 選擇性催化（SCR)技術(shù)第38頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五SCR煙氣脫硝反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計(jì) 反應(yīng)器設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件123目標(biāo)數(shù)值模擬計(jì)算物理模型驗(yàn)證系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)3.1 NOx控制技術(shù): 選擇性催化（SCR)技術(shù)第39頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五我國(guó)燃煤煙氣特點(diǎn)SCR煙氣脫硝催化劑研制燃煤電站運(yùn)行特點(diǎn)消化國(guó)外催化劑技術(shù)目標(biāo) 適合我國(guó)燃煤特點(diǎn) 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán) 投資運(yùn)行成本低性能測(cè)試配方優(yōu)化化學(xué)設(shè)計(jì)物理設(shè)計(jì)3.1 NOx控制技術(shù): 選擇

16、性催化（SCR)技術(shù)第40頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):實(shí)驗(yàn)與測(cè)試系統(tǒng) 第41頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):實(shí)驗(yàn)與測(cè)試系統(tǒng) 第42頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):實(shí)驗(yàn)與測(cè)試系統(tǒng) 多功能吸附實(shí)驗(yàn)臺(tái)第43頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):試驗(yàn)研究 1爐膛 2.屏式過(guò)熱器 3.低溫過(guò)熱器 4.空氣預(yù)熱器 5.風(fēng)機(jī)6.取樣點(diǎn)1 7.電除塵器 8.取樣點(diǎn)2 9.脫硫塔 10.取樣點(diǎn)3 11.煙囪試驗(yàn)電廠(chǎng)結(jié)構(gòu)及煙氣

17、取樣點(diǎn)示意圖 第44頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):試驗(yàn)研究 電廠(chǎng)COG再燃、吸附劑噴射試驗(yàn)工況表工況負(fù)荷煤種1滿(mǎn)負(fù)荷純燒大同煤2滿(mǎn)負(fù)荷大同煤：神府煤=3：23滿(mǎn)負(fù)荷純燒大同煤+COG再燃4滿(mǎn)負(fù)荷大同煤:神府煤=3：15滿(mǎn)負(fù)荷純燒大同煤+COG再燃，噴射吸附劑量為50kg/h6滿(mǎn)負(fù)荷純燒大同煤+COG再燃，噴射吸附劑量為100kg/h7滿(mǎn)負(fù)荷大同煤：神府煤=3：1， 噴射吸附劑量為50kg/h8滿(mǎn)負(fù)荷大同煤：神府煤=3：1， 噴射吸附劑量為100kg/h第45頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):再燃試驗(yàn)

18、研究 工況1與工況3比較：在無(wú)氣體再燃與有COG氣體再燃的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中,NOX排放濃度從615mg/Nm3降低到196mg/Nm3，再燃脫硝效果明顯（達(dá)67%）。靜電除塵器進(jìn)口煙氣中汞的形態(tài)分布(無(wú)氣體再燃）靜電除塵器進(jìn)口煙氣中汞的形態(tài)分布(COG再燃)第46頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五 脫硫塔對(duì)煙氣中汞的形態(tài)分布的影響3.2 煙氣汞控制技術(shù):再燃試驗(yàn)研究 第47頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):吸附劑噴射試驗(yàn)研究 吸附劑現(xiàn)場(chǎng)噴射系統(tǒng)第48頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五3.2 煙氣汞控制技術(shù):吸附劑噴射試驗(yàn)研究 純燒大同煤+COG下吸附劑噴射量對(duì)煙氣汞脫除效率的影響 大同煤：神府煤=3：1下吸附劑噴射量對(duì)煙氣汞脫除效率的影響 第49頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，2點(diǎn)53分，星期五四, 結(jié) 論第5