燃煤工业锅炉烟气脱硫脱硝技术及发展趋势

1燃煤工业锅炉烟气脱硫脱硝技术及发展趋势吴忠标浙江大学环境与资源学院2005.102目录1绪论2燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势3燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势4总结第十二届全国大气环境学术会议31.12000-2004年全国大气质量05101520253035404520002001200220032004年份达标三级劣三级1.绪论所占比例（％）第十二届全国大气环境学术会议41995年全国酸雨分布酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东和四川盆地，影响国土面积1/3左右酸雨、二氧化硫污染控制区占国土面积11.4%pH5.6为酸雨江西萍乡地区pH值最低，达3.67酸雨污染依然突出2004年全国酸雨分布第十二届全国大气环境学术会议51.2全国近年废气中主要污染物排放量1.绪论05001000150020002500199520002001200220032004年份二氧化硫烟尘工业粉尘排放量（万吨）2254.91948第十二届全国大气环境学术会议61.3工业锅炉现状国内共有50余万台工业锅炉消耗的燃煤总量占国内燃煤总量的1/3左右排放的SO2量占国内SO2排放总量的30％左右燃料燃烧过程排放的NOx中近一半是来源于发电厂和工业锅炉烟尘排放量也占了相当大的比例1.绪论第十二届全国大气环境学术会议71绪论2燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势3燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势4总结第十二届全国大气环境学术会议82.1国内外脱硫技术现状2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势石灰/石灰石-石膏法喷雾干燥法双碱法氧化镁法氨法炉内喷钙/尾部增湿活化法电子束法第十二届全国大气环境学术会议92.1国内外烟气脱硫技术现状－国内自主研究开发技术旋转喷雾干燥法(LSDP)磷铵肥法(PAFP)旋流板塔烟气脱硫法脉冲电晕等离子法(PPCP)第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势102.1国内外烟气脱硫技术现状－国内自主研究开发技术旋转喷雾干燥法(LSDP)磷铵肥法(PAFP)旋流板塔烟气脱硫法脉冲电晕等离子法(PPCP)第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势112.2燃煤工业锅炉烟气脱硫应用双碱法烟气脱硫优点减少塔内结垢机会较小的液气比达到较高的脱硫率脱硫除尘一体化中可提高石灰利用率美国脱硫工程应用所涉及的装机容量仅次于石灰石/石灰法第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势122.2燃煤工业锅炉烟气脱硫应用双碱法工艺烟气脱硫示范工程和应用实例序号地点业主规模t/h炉型烟气量万m3/h脱硫效率%1浙江嘉兴中华化工有限公司2×35链条炉10×2≥85%2山西太原煤气化集团3×75循环流化床17×3≥85%3江苏阳光集团3×130煤粉炉26×3≥90%4江苏邳州地方电力公司220煤粉炉43.1875江苏仪征联众热电有限公司2×150煤粉炉27.5×2≥906江苏苏州惠龙热电有限公司3×170煤粉炉28.5×3≥92第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势132.2燃煤工业锅炉烟气脱硫应用半干半湿法脱硫工艺•建设陈塘热电有限公司2×220t/h半干半湿法烟气脱硫除尘示范工程，在100%的锅炉工况条件下，脱硫效率可达94%氧化镁法脱硫工艺•胶南热电厂3×35t/h、3×75t/h锅炉烟气脱硫，脱硫效率可达90％-98％第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势142.2燃煤工业锅炉烟气脱硫应用碱性废物法脱硫工艺型号项目SHG-35SHG-75SHG-110筒体直径及个数（mm）3100×13100×23600×2处理风量（m3/h）9.5×10418×10426×104除尘效率（%）97-9997-9997-99脱硫效率（%）88-9388-9388-93设备阻力（Pa）110011001100第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势152.3脱硫渣的资源化应用脱硫渣利用的必要性脱硫渣中可能含有汞等有害物质脱硫渣不被利用，即成为固体废弃物利用后将减少对矿石的开采，减轻对环境的影响第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势16国外脱硫渣利用情况•日本：占日本国内石膏总消耗量的20~25%，是日本石膏工业的重要来源；•德国：在建筑工业领域应用，约占石膏需求总量的50%；•美国：水泥工业，对缺乏硒元素的土壤进行改良。2.3脱硫渣的资源化应用第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势17我国脱硫渣领域•脱硫石膏作为建筑材料•脱硫石膏作为胶结材料，部分代替水泥•作为水泥的辅料•路基回填材料•农业应用改善酸性的土壤作为农业肥料改造苏打盐碱地减少土壤中的磷向水传递。2.3脱硫渣的资源化应用第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势18脱硫石膏需要改善的性能•增大石膏粒径•减少针状/碎屑状的颗粒•减少自由水的含量•增加接触面的光滑程度2.3脱硫渣的资源化应用第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势19现有的脱硫石膏生产工艺•Knauf工艺2.3脱硫渣的资源化应用优点：•脱硫石膏的分离和浓缩十分容易缺点：•投资、运行和维护成本高第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势20•日本吴羽式生产工艺2.3脱硫渣的资源化应用工艺特点：使用媒晶剂节省了能源可以用天然二水石膏为原料第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势21引进国外脱硫石膏应用技术和经验•太原第一热电厂脱硫石膏综合利用工程（气流干燥工艺）•重庆珞璜电厂（锤式烘干机与气流干燥管相结合的工艺）根据我国国情对引进技术进行消化和吸收，开发适合我国国情的新技术和新工艺2.3脱硫渣的资源化应用我国脱硫渣利用的发展趋势第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势22国内自主开发技术研究现状：上海建材学院•液相蒸压法浙江大学环境工程研究所•脱硫石膏在常压盐溶液下制作α-半水石膏重庆建筑大学材料科学与工程系•研究粉煤灰对脱硫石膏的改性•研究脱硫石膏做水泥缓凝剂南方冶金学院环境与建筑工程分院•粉煤灰对脱硫石膏的改性制作全尾砂胶结材料代替水泥2.3脱硫渣的资源化应用第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势23国内自主开发技术研究现状：上海建材学院•液相蒸压法浙江大学环境工程研究所•脱硫石膏在常压盐溶液下制作α-半水石膏重庆建筑大学材料科学与工程系•研究粉煤灰对脱硫石膏的改性•研究脱硫石膏做水泥缓凝剂南方冶金学院环境与建筑工程分院•粉煤灰对脱硫石膏的改性制作全尾砂胶结材料代替水泥2.3脱硫渣的资源化应用第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势24脱硫石膏应用需进一步解决的问题：不断开发脱硫石膏的应用领域不断引进和开发新的技术和设备政策、法律、观念等方面的完善•完善相应的法规和政策•制定相应的标准•提高公民脱硫石膏资源化再利用意识2.3脱硫渣的资源化应用第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势252.4脱硫废水的综合治理控制循环吸收液中F-、Cl-和重金属离子浓度，避免累积减少亚硫酸钙的氧化保证脱硫效率保证系统的稳定运行脱硫废水的来源第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势26弱酸性，pH6.0；SS高，粒径小；F-、Cl-浓度高；重金属离子种类多，浓度高。脱硫废水性质第十二届全国大气环境学术会议2.4脱硫废水的综合治理2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势272.4脱硫废水的综合治理中和法硫化物法吸附/絮凝法生物絮凝法脱硫废水处理方法第十二届全国大气环境学术会议2.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势28•1绪论•2燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及发展趋势•3燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势•4总结第十二届全国大气环境学术会议293.1国内外脱硝技术现状SCR法•温度较低、催化剂不含贵金属、寿命长•造价比较高、易造成二次污染、操作及存储困难液相络合吸收•NO能富集回收•吸收液难以循环利用SNCR法•不用催化剂设备运行费用省•脱硝效率较低高能辐射－化学法•同时脱硫和脱硝第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势303.2SCR工艺－优缺点优点：•反应温度较低•催化剂不含贵金属•寿命长等缺点•对管路设备的要求高，造价比较高•NH3易造成二次污染在发达工业国家得到普遍应用第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势31•现有的SCR公司•美国•Babcock&Wilcox公司•Alstom公司•BabcockPower公司•德国•Argilloon公司•日本•BHK公司3.工业锅炉脱硝现状及发展趋势3.2SCR工艺－工艺现状863大气复合污染控制技术研讨会32高温高尘工艺3.2SCR工艺-工艺类型第十二届全国大气环境学术会议•催化温度最适宜，但催化剂易中毒•工程应用较多•主要费用来自于更换催化剂3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势33高温低尘工艺3.2SCR工艺-工艺类型第十二届全国大气环境学术会议•去除灰分并有较适宜的催化温度•少有工业应用3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势34低温低尘工艺3.2SCR工艺-工艺类型第十二届全国大气环境学术会议•催化剂不易中毒•需加热烟气，消耗热能•几乎没有工业应用•如开发低温催化剂，则极有应用前景3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势35引进国外技术进行烟气脱硝开发自主产权技术，实现SCR脱硝的国产化•研制高效能的催化剂•改变现在应用的工艺3.2SCR工艺-国内SCR脱硝发展趋势第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势36引进国外技术进行SCR脱硝项目分类项目单位技术供应商备注已经投运台湾电力台中电厂美国巴威公司技术1995投运福建漳州后石电厂日本ＢＨＫ技术1999投运在建项目太仓环保电厂(四期)日立造船，苏源环保分包浙江国华宁海电厂4号机组日本BHK，浙大能源分包福建嵩屿二期上海石川岛广东恒运电厂德国KWH东方锅炉广东国华台山电厂5号机组丹麦Topsoe3.2SCR工艺-国内SCR脱硝发展趋势第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势37开发具有自主产权的SCR工艺目前尚处于实验研究阶段结合具有我国特色的高性能的催化剂•西安热能研究所和过热工研究所：稀土掺杂的催化剂利用低温低尘工艺的优势，开发低温催化剂•陕西煤炭化学研究所金属氧化物/焦炭进入中试阶段•浙江大学、华东理工大学等也致力于此研究3.2SCR工艺-国内SCR脱硝发展趋势第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势383.3湿法脱硝技术金属离子络合吸收法•吸收效率高•吸收液难以循环利用生物法还原法电解法第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势39其它湿法脱硝技术氧化法•与FGD工艺结合效率较高•过程中有二次污染且吸收液无法循环使用还原法（尿素法）•效率高且产物可生成肥料•运行成本高3.3湿法脱硝技术第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势40湿法脱硝的应用金属离子络合吸收•波兰的Trzebinia城•日本Ashahi处理氧化法•黄磷乳浊液法美国电力公司的一台375MW燃煤电厂烟气脱硝还原法•尿素湿法脱硝兹米约夫电站建立了工业装置3.3湿法脱硝技术第十二届全国大气环境学术会议3.燃煤工业锅炉烟气脱硝技术及发展趋势41湿法脱硝技术的发展方向3.3湿法脱硝技术研制易循环利用、抗氧化性能强、吸收效率高的吸收液简化后续处理工艺无二次污染联合脱硫脱硝