燃煤烟气污染物脱除技术

3.1 NOx控制技术: 组合式空气分级技术
3.1 NOx控制技术: 组合式空气分级技术
强化着火煤粉喷嘴（WR） 一次风浓淡分离 紧凑燃尽风（CCOFA） 偏置二次风 燃尽风（SOFA）
3.1 NOx控制技术: 组合式空气分级技术
基于风粉闭环控制的低NOx燃烧 技术，其基本思路是：以锅炉污 染物NOx的排放和锅炉效率η 为 优化控制目标，通过闭环控制系 统确保锅炉在不同工况下各层一 次风风粉分配均匀和燃烧器区域 二次风量与SOFA 、CCOFA风量配 比优化。
3.2 烟气汞控制技术:再燃试验研究
工况1与工况3比较：在无气体再燃与有COG气体再燃的对比实 验中,NOX排放浓度从615mg/Nm3降低到196mg/Nm3，再燃脱硝效果 明显（达67%）。
静电除尘器进口烟气中汞的形态分布(无气体再燃） 静电除尘器进口烟气中汞的形态分布(COG再燃)
3.2 烟气汞控制技术:再燃试验研究
不同石灰石/污泥掺混比例对脱硫效率的影响
2.2 脱硫/脱硝协同脱除技术：氧化吸收技术
利用NaClO2、KMnO4、H2O2、O3、 HClO3和自行开发的氧化剂将NO氧化为易 溶于水的NO2并利用现在广泛应用的石灰 石-石膏湿法烟气脱硫系统进行SO2和NOx 的同时脱除对于实现我国火电厂大气污染 物排放的综合治理、降低污染物控制系统 的投资和运行费用具有重要的现实意义.
SCR烟气脱硝反应器优化设计
目标
3 系统优化设计
数值模拟计算 1
• 反应器设计 • 结构优化 • 优化设计软件
物理模型验证 2
3.1 NOx控制技术: 选择性催化（SCR)技术
SCR烟气脱硝催化剂研制
配方优化
目标
• 适合我国燃煤特点 • 具有自主知识产权 • 投资运行成本低
性
化
能
学
测
设
试
计
天然气 23.81 4.03 27.17 53.94 10.63 16.99 22.91 26.68 15.14 9.37 16.72 57.98 40.41 37.56 39.83 36.66 20.71
25.93 2.81 23.1 39.75 31.65 11.49 37.63
占能源的比重%
原煤 29.63 70.45 22.95 13.58 52.96 24.7 23.94 7.39 29.8 4.88 4.79 0.52 14.92
1.5 0.08 1.27
0 0.9 0.9 1.02
1.1 能源形势
近7年中国发电总装机容量
1.1 能源形势
近二十年来我国平均供电煤耗变化
1.2 环境问题
中国以煤为主的能源结构，加之能源效率低，造成了日趋严重的 环境问题。二氧化硫的排放90%是由燃煤引起的。
历年SO2排放量
1.2 环境问题
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
A. 无金属离子；B. 0.02M镁离子；C. 0.02M铁离子； D. 0.02M镁离子+ 0.02M铁离子
2.1 湿法烟气脱硫技术:城市中水污泥在脱硫系统的应用
某城市中水处理系统为两台1000MW机组配套工程，供应1000MW机 组用水，设计处理水量4200t/h，每年处理水量可达1000万吨，中水处 理采用石灰混凝处理，每年产生的污泥量在9000吨以上，此污泥的主 要成分为CaCO3，而CaCO3作为脱硫原料，将中水处理产生污泥用于 脱硫，可以降低环境污染，同时降低脱硫成本。
在节能和燃煤污染物的脱除方面，曾获得10余项省部 级科技进步奖。
发表与方向有关的论文近二百篇，申请专利50余项。
目录
1
能源与环境形势
2 烟气脱硫、协同脱硫/脱硝技术
3
烟气脱硝、除汞技术
4
结
论
一, 能源与环境形势
1.1 能源形势
2010年全世界一次能源消费总量为120.02亿吨油当量。我国一次能源消费总量为 24.32亿吨油当量，其消费构成中煤炭占70.45%。
0 7.97 4.97 5.54
28.14 73.37 36.72 30.85 31.02 36.47 13.72
核能 5.22 0.69 8.41 5.57 0.99 13.22 9.95 6.41 13.1 1.3 38.39
0 6.74
0 0 0.77 9.29
0 2.56
0 17.12
0 8.51
脱硫塔对烟气中汞的形态分布的影响
3.2 烟气汞控制技术:吸附剂喷射试验研究
吸附剂现场喷射系统
3.2 烟气汞控制技术:吸附剂喷射试验研究
纯烧大同煤+COG下吸附剂喷射量 大同煤：神府煤=3：1下吸附剂喷射量
对烟气汞脱除效率的影响
对烟气汞脱除效率的影响
四, 结 论
5，结论
1，我国能源结构中煤比例高和能效低，导致污染物排放严 重，减排形势严峻，减排工作任重而道远。
吸收塔烟气入口角的优化
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
喷淋层投运方式的优化
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
塔内SO2浓度分布情况
E-E D-D C-C B-B A-A
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
亚硫酸钙氧化试验台
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
亚硫酸钙氧化速率随各因素的变化规律
3.1 NOx控制技术: 再燃技术
3.1 NOx控制技术: 选择性催化（SCR)技术
Econ
Bypass
Static
AIG
Mixer(s)
Catalyst
Future Catalyst
Aqueous NH3 System
NH3 Tank
Blower
Vaporizer HOT AIR FROM IDHX COLD AIR
50℃下石膏晶体电镜照片
电厂现场脱硫石膏
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
不同混合杂质离子电导率随时间变化曲线比较
1- 0.01M MgCl2；2 –0.01M AlCl3； 3-0.01M FeCl3； 4- 0.01M MgCl2+0.01M AlCl3+0.01M FeCl3 不同杂质离子对石膏晶体粒度的影响
主要问题:
脱硫效率不稳定 石膏品质较差 能耗高 结垢腐蚀
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
塔内喷淋过程模拟
塔内烟气流动反应过程模拟
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
塔内流场分布
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
塔内压力场分布
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
燃煤烟气污染物脱除技术.ppt
学科简介
上海电力学院电站污染物减排方向：
行业特色明显，所在学科是上海市重点学科，是上海 发电环保工程技术研究中心依托单位，长期从事污染 物控制的研究。
承担许多与此相关的国家级“973”、“863”和省市 科技攻关项目和企业委托项目的支持
与国内外科研机构和企业在大气污染物控制方面建立 了良好合作关系
火电厂排放的NOx占到40％左右
1.2 环境问题
图1 我国1980-2009年二氧化碳排放量
据美国环保总署研究估计，燃煤烟气汞是人为汞污染物 排放的最主要来源，约占三分之一。目前，中国年排放的汞 300多吨，其中燃煤电厂约100多吨。
二,烟气脱硫、协同脱硫/脱硝技术
2.1 湿法烟气脱硫技术：主要问题
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
1. 硫酸钠溶液 2. 连续可调进样器 3. 搅拌器 4. 电导率仪 5. 结晶器 6. 恒温水浴
石膏结晶动力学试验台
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
不同温度下电导率随时间变化曲线
不同温度时石膏晶体的粒度分布
2.1 湿法烟气脱硫技术: 优化技术
30℃下石膏晶体电镜照片
0
水力发电 6.46 6.71 2.57 5.51 4.81 3.85 1.35 26.18 0.31 35.29 5.67 1.04 0.38 0 6.51 4.91 6.41
1.86 0.25 2.88 2.46 10.55 0.81 1.11
再生能源 1.32 0.5 1.71 0.01 0.95 1.02 5.82 1.04 0.2 3.11 1.35 0.05 2.34 0 3.26 1.01 8.28
试验电厂结构及烟气取样点示意图
3.2 烟气汞控制技术:试验研究
电厂COG再燃、吸附剂喷射试验工况表
工况 1 2 3 4 5 6 7 8
负荷 满负荷 满负荷 满负荷 满负荷 满负荷 满负荷 满负荷 满负荷
煤种 纯烧大同煤 大同煤：神府煤=3：2 纯烧大同煤+COG再燃 大同煤:神府煤=3：1 纯烧大同煤+COG再燃，喷射吸附剂量为50kg/h 纯烧大同煤+COG再燃，喷射吸附剂量为100kg/h 大同煤：神府煤=3：1， 喷射吸附剂量为50kg/h 大同煤：神府煤=3：1， 喷射吸附剂量为100kg/h
2，通过对湿法脱硫技术的优化可以有效地提高脱硫系统的 经济性。城市中水污泥可有效地在脱硫系统的应用。
3，燃煤烟气脱硝是“十二五”电站环保的重点，除汞可能是“ 十三五”电站环保的重要方面之一。
4，利用已有的脱硫塔开展联合脱硫/脱硝/除汞技术的研究 是很有前景的技术路径。
1.40 1.21 1.18 1.18 1.11 1.11 1.08
原油 33.56 17.62 37.19 21.36 29.66 40.25 36.03 32.3 41.41 46.04 33.04 40.47 35.25 62.44 42.5 51.69 49.77
42.57 20.93 36.04 9.83 25.88 41.81 46.52
2.2 脱硫/脱硝协同脱除技术：氧化吸收技术
1. 质量流量计 2. 混气箱 3. 挡板 4. 搅拌器 5. pH计 6. 双搅拌釜反应器 7. 搅拌桨 8. 恒温水浴 9. 烟气分析仪
2.2 脱硫/脱硝协同脱除技术:氧化吸收技术
计算与实验结果
. 温度对反应焓变的影响
添加剂浓度对吸收速率的影响
三,烟气脱硝、除汞技术
国家
世界总计 中国 美国
俄罗斯联邦 印度 日本 德国 加拿大 韩国 巴西 法国 伊朗 英国
沙特阿拉伯 意大利 墨西哥 西班牙
印度尼西亚 南非
澳大利亚 乌克兰 土耳其 中国台湾 泰国
能源消费总量（ 亿吨油当量）
120.02 24.32 22.86 6.91 5.24 5.01 3.19 3.17 2.55 2.54 2.52 2.13 2.09 2.01 1.72 1.69 1.49
物理设计
消
化
我国燃煤烟气特点
国
外
催
化
燃煤电站运行特点
剂
技
术
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3.2 烟气汞控制技术:实验与测试系统
3.2 烟气汞控制技术:实验与测试系统
3.2 烟气汞控制技术:实验与测试系统
多功能吸附实验台
3.2 烟气汞控制技术:试验研究
1．炉膛 2.屏式过热器 3.低温过热器 4.空气预热器 5.风机 6.取样点1 7.电除尘器 8.取样点2 9.脱硫塔 10.取样点3 11.烟囱
Airheater
Clean Gas To Stack
3.1 NOx控制技术: 选择性催化（SCR)技术
SCR烟气脱硝系统关键技术
反应温度、空间速度、流场特征等对脱硝效 率的影响规律
催化剂的关键技术 运行状态下对催化剂活性进行状态评估的技
术
3.1 NOx控制技术: 选择性催化（SCR)技术