燃煤锅炉烟气深度处理技术介绍 苏州热工研究院 华南理工大学

燃煤锅炉烟气深度处理技术介绍

王建中 冯肇霖

苏州热工研究院 华南理工大学

摘要：《火电厂大气污染物排放标准》 (GB13223-2011) ，对烟尘、二氧化硫、

氮氧化物排放限值都做了严格的规定，这对燃煤锅炉烟气的处理提出了更深度的要求。如何高效，合理的应对新标准，本文列举了热电行业对新标准执行的应对对策以及燃煤锅炉烟气深度处理中遇到的问题及系统简介。

关键词：除尘净化 脱硫 脱硝 除雾 前言：

为有效遏制污染物排放，提高大气质量，于2004年1月1日起执行的《火电厂大气污染物排放标准》 (GB13223-2003) ，对烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放限值都做了严格的规定，至2010年最高允许排放浓度按区域和时段，要求燃煤锅炉烟尘≤50mg/Nm3，二氧化硫≤400mg/Nm3，氮氧化物≤ 450mg/Nm3，且要求预留烟气脱除氮氧化物装置空间。

自2012年1月1日起实施GB13223-2011，对燃煤锅炉的烟尘排放限制为30mg/m3，对国土开发密度较高，环境承载能力开始减弱，或大气环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重大气环境污染问题而需要严格控制大气污染物排放的地区燃煤锅炉烟尘的排放限值为20mg/m3，比GB13223-2003所执行的排放指标提高了近一倍！珠江三角、长三角、京津唐地区作为重点地区，所面临的环境保护压力也会比一般地区大。

一、 《火电厂大气污染物排放标准》 GB13223-2003升级为GB13223-2011的政策说明

GB13223-2011 ，对燃煤锅炉的二氧化硫排放限值控制在100mg/m3，除了 2003年 12 月 31日前建成投产的锅炉、W型火焰炉膛锅炉、现有循环流化床锅炉采取 200 mg/m3 的排放限值外，对重点地区的火力发电锅炉二氧化硫排放限值控制在50mg/m3。

GB13223-2011 ，对燃煤锅炉的氮氧化物排放限值控制在 100mg/m3，除了 2003年 12 月 31日前建成投产的锅炉、W型火焰炉膛锅炉、现有循环流化床锅炉采取 200 mg/m3 的排放限值外，对重点地区的火力发电锅炉氮氧化物排放限值控制在100mg/m3，这项标准达到甚至优于发达国家的排放标准 。

此外GB13223-2011还新增汞及其化合物的重金属污染物排放限值。对燃煤锅炉的汞及其化合物排放限制为0.03mg/m3。

二、热电行业对新标准执行的应对对策 2.1热电行业常见污染物去除工艺简介 2.1.1除尘净化装置的分类

⑴ 机械式除尘器：重力沉降室、惯性除尘器，旋风除尘器等；

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⑵ 湿式洗涤器：如旋风水膜洗涤器、喷雾洗涤器、文丘里洗涤器等； ⑶ 过滤式除尘器：如袋式除尘器等；

⑷ 电除尘器：如干式电除尘器、湿式电除尘器等。 分离固体粒子的除尘器，有些也适用于分离悬浮于气体中的液体粒子。如除沫器或者除雾器等。

2.1.2 常见燃煤二氧化硫污染控制技术介绍

目前世界上所拥有的燃烧后脱硫技术（FGD）有上百种之多，这些工艺主要包括：

(1)湿法脱硫技术，共占全世界FGD装置总量的85%左右，其中石灰-石膏法约占36.7%，其它湿法脱硫技术约占48.3%；

(2)半干法脱硫技术，主要包括喷雾干燥脱硫技术、炉内喷射吸收剂/增温活化脱硫技术等，约占全世界FGD装置总量的近10%；

(3)干法脱硫技术，包括烟气循环流化床脱硫技术、等离子体脱硫技术等 据统计，全球燃煤电厂已有近千台烟气脱硫装置，总装机容量达240GW。

用于不同燃煤含硫量的FGD装置数比例100?%技术比例60@ %0% 2.1.3 常见NOx控制技术的介绍 湿式工艺喷雾干燥

S<1%S=1-2%- 2 -

喷吸收剂S>2%燃煤锅炉烟气深度处理技术介绍 苏州热工研究院 华南理工大学

脱硝效工程造运行率% 价 费用 1. 低氮燃烧技术 25-40 较低 低 (LNB, etc.) 所采用的技术 2. SNCR技术 3. LNB + SNCR技术 4. SCR技术 25-40 40-70 80-90 低 中等 高 中等 较低 中等 中等 中等 中等 较低 5. SNCR/SCR 混40-80 合技术 6.等离子脱硝技术 80 ●国内SCR脱硝常规布置方式

锅炉 省煤器 脱硝 DeNOx 空预 器 电除尘 脱硫 DeSOx 烟囱 氮氧化物监视器 锅炉负载信号 FDF 稀释 风机 FIC 液氨储槽 混合器 液氨蒸发槽 液氨缓冲槽

●SNCR、SCR等技术脱除NOx的原理

控制燃烧条件,从而控制NOx的生成－控制燃烧温度，控制燃料和空气的混合速度与时机。采用该原理的主要技术包括低氮燃烧器、OFA分级送风等。

●在烟气中脱除NOx

4 NO + 4 NH3 + O2 --> 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 + O2 --> 7 N2 + 12 H2O

(条件1:温度900-1100℃; 条件2:使用催化剂,温度320-400 ℃.)

采用以上原理产生并应用较多的有选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR) 、SCR/SNCR混合法技术等。

● SCR, SNCR, SNCR/SCR及的技术参数比较

项目 混合型SCR SNCR SNCR/SCR - 3 -

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可使用剂 主 素 NH3 或尿素 前段：900 ～ 反应320 ～ 1,100℃ 900 ～ 温度 400℃ 后段：320 ～ 1,100℃ 400℃ 主要由后段加装少量催催化不使用TiO2, V2O5 化剂，主要由TiO2, 剂 催化剂 WO3组成 V2O5, WO3组成 脱硝80 ～ 90% 可达80%以上 25～效率 40% 多选择于反应省煤器与 通常炉剂喷射位综合SCR和SNCR SCR反应膛内喷射 置 器间烟道内

2.1.4等离子脱硫脱硝的工作原理

? 目前国内可以同时脱硫脱硝的工艺很少，而且效率不稳定，等离子体气体净化技术是近年国际研究热点，被认为是最具发展前景的综合技术。其最大的优点在于能同时去除烟气中 SOx、NOx、VOCs、重金属等多种污染成分，在烟气净化技术领域，已成为我国重点支持的科技方向之一。

? 本系统采用氨法复合等离子技术对烟气进行脱硫脱硝。采用先进的A C／D C( 交直流叠加) 电源产生流光放电，在大的电场形成高浓度活性粒子，即等离子体。这些活性粒子能够直接或间接作用于SOx和NOx，并将亚盐氧化为正盐，同时产生等离子体的高压电场还能捕集微细的雾粒。它充分利用了等离子体自由基的强氧化性和氨吸收的化学特性实现脱硫脱硝，并产生副产物化肥。

等离子脱硫脱硝工业化试验实例

反应以NH3为可使用NH3 或尿

2.2.1面对烟尘排放限值提高的应对对策

? 现有除尘设备扩容 ? 现有除尘设备整改

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