206-火电厂如何做到超低排放

中国大学MOOC环境问题观察火电厂如何做到超低排放中国大学MOOC环境问题观察目录2徐浦垃圾中转站3老港垃圾处置基地4干湿垃圾处理法火电厂超低排放1中国大学MOOC环境问题观察1．火电厂超低排放概念国家对燃煤电厂环保数据有严格的标准，根据GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》，燃煤机组的大气污染物排放浓度限值为每标准立方米烟尘20毫克、二氧化硫50毫克、氮氧化物100毫克；燃气轮机组排放限值为每标准立方米烟尘5毫克、二氧化硫35毫克、氮氧化物50毫克。“超低排放”是指在《火电厂大气污染物排放标准》基础上，燃煤电厂排放的二氧化硫、氮氧化物、烟尘浓度达到或接近以天然气为燃料的燃气轮机组的大气污染物排放限值。定义：通过多污染物高效协同控制技术，使燃煤火电机组的大气主要污染物排放标准达到天然气燃气机组的排放标准。火电厂超低排放1“50355”要求。中国大学MOOC环境问题观察2．火电厂超低排放的发展历程就2011年浙能集团提出后，从2012年开始提出利用高效协同脱除技术实现“燃煤机组烟气污染物超低排放”并成功应用，超低排放得到行业、部门和国家的大力支持。2015年12月2日，李克强总理主持召开国务院常务会议,决定全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造，大幅降低发电煤耗和污染排放。12月16日，环境保护部、国家发展改革委、国家能源局联合发布环发【2015】164号文，印发《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》，要求“全面实施煤电行业节能减排升级改造，在全国范围内推广燃煤电厂超低排放要求和新的能耗标准，建成世界上最大的清洁高效煤电体系”。环境保护部2017年第1号关于发布《火电厂污染防治技术政策》的公告提出：燃煤电厂大气污染防治应以实施达标排放为基本要求，以全面实施超低排放为目标。火电厂超低排放1中国大学MOOC环境问题观察火电厂超低排放1“50355”工艺流程图烟冷器WESP适应“50355”要求除尘器超低排放超低能耗+高效SCR技术汞硝联合脱除催化剂烟气冷却器降低煤耗：脱除SO3降低烟尘比电阻低低温电除尘高效袋式除尘高效电袋除尘高效脱硫塔、协同脱除二价汞WESP（可选）协同脱除零价汞、SO3中国大学MOOC环境问题观察1．脱硝改造（1）低低氮燃烧器改造常规低氮燃烧器约75%的NOx是在燃尽风区域产生的，低低氮燃烧器是通过改造燃烧器，调整二次风和燃尽风的配比，增加燃尽风的比例，大幅度减少燃尽风区域产生的NOx，从而有效降低NOx的排放。（2）脱硝催化剂增加备用层催化剂加层是简单有效的提高脱硝效率、降低NOx排放的方法，目前在各大电厂超低排放改造中广泛使用。通过增加催化剂和喷氨量，可以进一步增加烟气中NOx和氨的反应量，减少NOx排放。（3）低NOx燃烧器+SCR/SNCR组合脱硝。2．脱硫改造（1）脱硫除尘一体化技术：单塔一体化脱硫除尘深度净化技术是国内自主研发的专有技术，该技术可在一个吸收塔内同时实现脱硫效率99%以上，除尘效率90%以上，满足二氧化硫35mg/Nm3、烟尘5mg/Nm3的超净排放要求。（2）单塔双分区高效脱硫除尘技术：目前市面上的脱硫吸收塔浆液区基本都采用单区设计，单区设计具有如下限制：pH采用折中值5-5.5，一定程度兼顾吸收和氧化要求；牺牲吸收能力，脱硫效率明显受限；降低石膏结晶效果，石膏副产物长大受阻。（3）双托盘技术：双托盘脱硫系统在原有单层托盘的基础上新增一层合金托盘，从而起到脱硫增效作用。（如果原来没有设计托盘，则需安装2层托盘）。该技术在脱硫效率高于98%或煤种高含硫量时优势更加明显。（4）双塔双循环技术：源于德国，其目的是解决单吸收塔湿法脱硫的一个矛盾，湿法脱硫的反应分为两个阶段，即吸收阶段和氧化阶段，在SO2的吸收阶段要求pH值越高，吸收效果越好，而在Ca（HSO3）2的氧化阶段，要求pH值越低氧化效果越好。但是在同一个吸收塔浆液池内，无法兼顾，因此双循环技术在吸收塔外另设一个罐体用于SO2的吸收，而吸收塔浆液池则负责氧化。火电厂超低排放1中国大学MOOC环境问题观察3．除尘改造（1）低温电除尘是在电除尘前增设热回收器，降低除尘器入口温度，利用了烟气体积流量随温度降低而变小和粉尘比电阻随温度降低而下降的特性。随温度降低，粉尘比电阻减少，此时的粉尘更容易被捕集；同时，随着烟气温度降低，烟气体积流量下降，在电除尘通流面积不变的情况下，流速明显降低，从而增加了烟气在电除尘内部的停留时间，所以，烟气流经电除尘器的温度范围在80-100℃之间时，除尘系统效率将会明显提高。（2）湿式电除尘，是一种用来处理含微量粉尘和微颗粒的新除尘设备，主要用来除去含湿气体中的尘、酸雾、水滴、气溶胶、臭味、PM2.5等有害物质。湿式电除尘和干式电除尘器的收尘原理相同，都是靠高压电晕放电使得粉尘荷电，荷电后的粉尘在电场力的作用下到达集尘板/管。干式电收尘器主要处理含水很低的干气体，湿式电除尘器主要处理含水较高乃至饱和的湿气体。在对集尘板/管上捕集到的粉尘清除方式上WESP与DESP有较大区别，干式电除尘器一般采用机械振打或声波清灰等方式清除电极上的积灰，而湿式电除尘器则采用定期冲洗的方式，使粉尘随着冲刷液的流动而清除。（3）电袋复合除尘，是有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点，通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一种高效除尘器，它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点，弥补了电除尘器和布袋除尘器的除尘缺点。该复合型除尘器具有效率高、稳定的优点，目前在国内火力发电机组尤其是中小型机组应用较多。（4）电除尘高频电源改造，由于成本较低，且效果明显，成为目前在各个电厂超低排放改造中普遍使用的一种辅助除尘增效改造方式。高频电源相比普通工频电源具有如下优点：更好的节能效果、可提高电晕功率、更好的电源适应性、更好的火花控制特性。火电厂超低排放1中国大学MOOC环境问题观察1．系统性工程（一）全国新建燃煤发电项目原则上应采用60万千瓦以上超超临界机组，平均供电煤耗低于300克标准煤/千瓦时。（二）进一步提高小火电机组淘汰标准，对经整改仍不符合能耗、环保、质量、安全等要求的，由地方政府予以淘汰关停。优先淘汰改造后仍不符合能效、环保等标准的30万千瓦以下机组。（四）进一步加大煤炭的洗选量，提高动力煤的质量。2．国家政策支持国家的补贴：如果达到超低排放的标准，将按照《关于实行燃煤电厂超低排放电价支持政策有关问题的通知》要求，给予电价补贴。2016年1月1日前已经并网运行的现役机组，对其统购上网电量每千瓦时加价1分钱；2016年1月1日后并网运行的新建机组，对其统购上网电量每千瓦时加价0.5分钱。2超低排放：系统性工程中国大学MOOC环境问题观察1．意义尽管有国家的补贴，但实施超低排放技术改造之后，燃煤机组的运行成本会不会明显增加，进而提高社会的用电负担?对此，浙能集团，要在不增加现有环境负担的前提下满足用电增长需求，可选择两种途径：一是大力发展狭义的“清洁能源”，如风电、天然气发电和太阳能发电，其二是建设超低排放燃煤机组。经测算，实施燃煤机组超低排放增加的发电成本约为0.02元/千瓦时，即每度电成本为0.477元，远低于天然气发电的0.904元、风电的0.8元、太阳能发电的1元。因此相比较而言，通过超低排放实现火力发电的清洁化是“性价比”最高的选择。2．问题和争议尽管超低排放很好。但也有一些问题和争论。如系统复杂，适应性差。超低排放要求企业在脱硫、脱硝、除尘三方面增加更多的环保设备，处理系统更加复杂，系统阻力增大，能耗水平提高，运行稳定性因此下降，设施整体技术可靠性降低。我国目前的标准和特别排放标准均已经达到国际水平，严于其他很多国家。标准的修订要根据社会发展的整体水平而定，要综合考量经济的可行性和技术的可达性，能够满足环境质量的要求等几项原则。而也就使得现阶段超低排放没有合适的法律依据。3超低排放的意义污染物项目旧标准GB13223—2003新标准GB13223—2011燃煤锅炉特别排放限值天然气燃气轮机组排放限值氮氧化物650mg/m3100mg/m3100mg/m350mg/m3二氧化硫400mg/m3200mg/m3（现有）100mg/m3（新建）50mg/m335mg/m3烟尘50mg/m330mg/m320mg/m35mg/m3中国大学MOOC环境问题观察总结：煤炭相对而言不是清洁能源，但燃煤发电是世界公认煤炭利用最清洁的方式，欧美发达国家主要的煤炭消费都用于发电。美国用于发电的煤炭占比达90%以上，而我国我国电力行业耗煤量占全国煤炭消耗量的52.8%，，还有大量煤炭在小锅炉、窑炉中以低效率高污染的散烧方式使用。1吨散烧煤产生污染是1吨“超低排放”电厂用煤的数百倍之多。在我国以煤为主的国情短期内难以根本改变的情况下，应该讲燃煤电站是最清洁利用煤炭的形式，如果把煤炭多用于发电，而不去散烧，会更加有力于环境保护。另外，环境保护监管的角度，相比而言，大型燃烧电厂的环境集中治理最经济和彻底，环境监管最简单有效，有利于环境保护部门的监管。在超低排放技术不断进步，环境监管日益严格的情况，这也使得改燃煤电厂排放的大气污染物越来越少，对大气环境影响的所占比例越来越低，有利于改善环境质量。3超低排放的意义中国大学MOOC环境问题观察下节课再见！环境问题观察MOOC