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1、燃煤电厂烟气“超低排放”技术路线,主要内容,一、燃煤电厂面临的形势二、可采用的“超低排放”技术路线三、湿式电除尘技术路线四、烟气协同治理技术路线五、值得关注的问题,2,3,火电厂大气污染物排放标准（GB 13223-2011） 50mg/m3 30mg/m3 、 20mg/m3（重点地区）,燃煤电厂二氧化硫排放标准对比,燃煤电厂氮氧化物排放标准对比,燃煤电厂烟尘排放标准对比,标准“史上最严，全世界最严！”,一、燃煤电厂面临的形势,4,近年来，雾霾、酸雨等灾害性天气频发,上海灰霾天气,巴黎晴空,大气环境形势依然严峻,一、燃煤电厂面临的形势,在未来相当长时期内，我国以煤为主的能源供应格局不会发生根
2、本性改变，煤在总能源中比重很难低于50%。 预计到2020年，全国火电装机容量将达12.2亿千瓦，新增装机容量约3亿千瓦。,来源：2009年第六期中外能源,来源：电力规划总院,中国一次能源需求量预测,中国发电装机容量预测,一、燃煤电厂面临的形势,我国的能源供应格局,5,发改委等煤电节能减排升级与改造行动计划（20142020年）,6,（发改能源20142093号）,新建机组 东部地区(辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市)基本达到燃机标准，要求排放限值（6%O2）：烟尘：10mg/m3、SO2：35mg/m3、NOx：50mg/m3; 中部地区(黑龙江、吉
3、林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)原则上接近或达到燃机标准; 鼓励西部地区接近或达到燃机标准。,现役机组 稳步推进东部地区300MW及以上和有条件的300MW以下机组基本达到燃机标准； 2014启动年800万千瓦机组改造示范项目，2020年前力争完成改造机组容量1.5亿千瓦以上； 鼓励其他地区达到或接近燃机标准。,一、燃煤电厂面临的形势,一、燃煤电厂面临的形势,7,由于环境容量有限等原因，长三角、珠三角等地（如广州、浙江）部分燃煤电厂已参考燃机标准限值。要求排放限值（6%O2）：烟尘：5mg/m3、SO2：35mg/m3、NOx：50mg/m3，即需达到“超低排放”的要求。,地方政
4、府出台了更严格的政策、法规,燃机标准并不比燃煤标准更严格；“超低排放”仅是参考了燃机标准的数值。,一、燃煤电厂面临的形势,燃煤发电虽已是我国煤资源利用之“最清洁”方式，但因其基数大，仍是我国大气污染的主要排放源之一，正面临越来越严峻的环境压力。燃煤电厂“超低排放”已势在必行！,排放限值（6%O2）：烟尘：10mg/m3 SO2：35mg/m3 NOx：50mg/m3排放限值（6%O2）：烟尘：5mg/m3 SO2：35mg/m3 NOx：50mg/m3,8,“超低排放”已势在必行！,“超低排放”：,上述两种排放限值均属“超低排放”,主要内容,一、燃煤电厂面临的形势二、可采用的“超低排放”技术路
5、线三、湿式电除尘技术路线四、烟气协同治理技术路线五、值得关注的问题,9,现有燃煤电厂烟气治理技术路线,1 燃煤电厂烟气治理技术路线演变过程,我国燃煤电厂烟气治理经历了：,10,除尘,除尘+脱硫,脱硝+除尘+脱硫,二、可采用的“超低排放”技术路线,没有充分考虑各设备间的协同工作效应,11,如WFGD在设计时往往忽视其除尘效果。国内WFGD的除尘效率一般仅50%左右，甚至更低，实际运行中由于WFGD石膏浆液的携带，其出口烟尘浓度反而大于入口浓度值的现象也时有发生。,在达到相同效率情况下，系统投资和运行成本较大,为达到出口较低的烟尘浓度限值要求，原ESP需增加SCA和电场数量，投资成本较大，并占用较
6、大的空间，给空间有限的现役机组更是带来巨大挑战; 采用电袋复合或袋式除尘技术改造时，存在本体阻力高、运行费用较高、滤袋的使用寿命短、换袋成本高、旧滤袋资源化利用率较小等缺点。,较难达到“超低排放”的要求,常规除尘设备出口粉尘浓度较难达到10mg/m3以下; 我国燃煤电厂WFGD的除尘效率普遍较低。,2 现有烟气治理技术路线存在问题,针对我国日益严峻的大气污染形势及国内燃煤电厂使用的除尘设备80%以上为电除尘器这一现状，同时借鉴发达国家的先进电除尘技术，为实现燃煤电厂烟气“超低排放”，可采用“末端治理”和“协同控制”技术路线：,12,菲达环保通过自主研发、技术引进和成立合资公司的方式，在上述技术
7、路线的研究及推广方面已取得重大突破。,3 可采用的“超低排放”技术路线,湿式电除尘技术路线 以低低温ESP为核心的烟气协同治理技术路线,WESP技术-自主研发和引进三菱重工技术,菲达环保自2010年起开展WESP技术研究，自主研发成功垂直烟气流WESP。2013年1月，菲达环保从日本三菱重工引进水平烟气流金属板式WESP技术，三菱重工转让选型、设计、制作及安装等全部技术。,技术引进签约仪式,技术引进合同登记证书,菲达环保WESP业绩表,13,2011年起，菲达环保开展低低温电除尘技术研究，并取得一定突破。 2013年5月2014年3月，完成华能国际“燃煤电厂烟气协同治理关键技术研究”除尘设备专
8、题研究，提出了以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线。,低低温电除尘技术-自主研发,14,三菱日立电力系统有限公司， 2014年2月组建。 三菱日立高性能烟气净化系统日本国内市场占有87%的市场份额。,菲达环保将与三菱日立电力系统有限公司成立合资公司，名为浙江菲达菱立高性能烟气净化系统工程公司。 合资公司将在国内推广高性能烟气净化系统。,高性能烟气净化系统日本国内占有率,三菱重工高性能烟气净化系统业绩,菲达环保董事会决议,高性能烟气净化系统-与三菱日立成立合资公司,15,主要内容,一、燃煤电厂面临的形势二、可采用的“超低排放”技术路线三、湿式电除尘技术路线四、烟气协同治理技术路线五、值
9、得关注的问题,16,三、湿式电除尘技术路线,WESP主要用于解决脱硫塔后的复合污染物排放问题，其入口烟尘浓度宜小于20mg/m3。,配有WESP的燃煤电厂烟气治理工艺流程,17,Boiler,SCR,除尘器,AH,高效FGD,烟尘(mg/m3),SO2(mg/m3),NOx(mg/m3),除尘效率,5,70%,STACK,20,35,50,WESP,1 WESP工作原理及特点,18,与常规电除尘器的原理相同。WESP采用液体冲刷集尘极表面来进行清灰。,不受粉尘比电阻影响，可有效捕集其它烟气治理设备捕集效率较低的污染物（如PM2.5等）；可捕集湿法脱硫系统产生的污染物，消除石膏雨;可达到其它除尘
10、设备难以达到的极低的烟尘排放限值（如3mg/m3）。,2 WESP水、电、碱耗量估算,19,说明：收到基硫按1%计。一电场以入口浓度20mg/Nm3，出口排放浓度5mg/Nm3 进行估算；二电场以入口浓度30mg/Nm3，出口排放浓度 5mg/Nm3 进行估算。,3 WESP投资及运行费用估算,说明：公共事业费用的单价：电费按0.35元/kWh，工业水成本按6元/t，32%NaOH水溶液的成本为1200元/t，年平均运行时间按5500h/年计。,20,WESP在美国、日本等电厂已有近30年的应用历史，约几十套的电厂投运业绩。WESP是燃煤烟气复合污染物控制的精处理技术装备。,WESP国外应用情
11、况,机组数量及大小：（21000MW）+（3700M）； 运行年限：稳定运行超过20年； 烟尘排放：设计限值为5mg/m3，实际值约1mg/m3。,日本碧南电厂配套WESP：,21,4 国内外应用情况（1/2）,舟山电厂4#炉350MW机组（2014.05投运），烟尘排放2.46mg/m3； 广州恒运电厂9#炉330MW机组（2014.07投运），烟尘排放1.94mg/m3。,WESP国内应用情况,以前我国WESP多用于化工、冶金等行业，但其处理烟气量较小。由于WESP可达到极低的排放浓度，现各大电力公司纷纷上马。 目前，国内WESP合同订单已近国外投运数量的总和。菲达环保凭借自身品牌优势以及
12、技术优势， 截至2014年10月底，签订的WESP合同业绩已超30台套，总装机容量超15000MW，其中1000MW机组7套，有4套投运业绩，在国内同行业中处理领先地位。,22,4 国内外应用情况（2/2）,主要内容,一、燃煤电厂面临的形势二、可采用的“超低排放”技术路线三、湿式电除尘技术路线四、烟气协同治理技术路线五、值得关注的问题,23,主要由单一设备处理单一污染物,多个设备处理多种污染物,FGD,SOx,SOx,NOx,PM,Hg,SCR,NOx,ESP,PM,设备,设备,四、烟气协同治理技术路线,直接脱除主污染物或间接脱除其它污染物 为其它设备脱除污染物创造条件,24,降低烟气温度至9
13、0左右，达到酸露点以下，使SO3吸附凝结在飞灰颗粒上；提高除尘器出口烟尘粒径。,采用合适的吸收塔流速、较好的气流分布，优化喷淋层设计及高性能的除雾器，以拦截更多含固液滴及粒径增长后的烟尘颗粒。,低低温条件下比电阻下降、击穿电压上升，烟气量降低，大幅提高除尘效率。,进一步去除残余的微小颗粒物（可选）。,（一）PM(粉尘)的协同脱除,25,采用单塔或组合式分区吸收技术，改变气液传质平衡条件，并优化浆液PH值、液气比、浆液雾化粒径、氧硫比等参数，提高脱硫效率；优化塔内烟气流场，有效降低液气比，降低能耗；提高除雾器性能，改善喷淋层设计。,（二）SO2的深度脱除,26,采用超低NOx炉内燃烧技术，减少N
14、Ox生成,改进喷嘴布局及吸收方式，适度脱除NO2,进一步协助脱除烟气中残余的NO2（可选）,采用高效SCR催化剂,（三）NOx的协同脱除,27,降低烟气温度至酸露点以下，从而使其被飞灰吸附,低温高效运行，除尘同时除去已吸附的SO3,降低SO2氧化率，抑制SO3生成,新型喷嘴,去除SOx,SO3灰颗粒,进一步脱除SO3,（四）SO3的协同脱除,28,进一步脱除SO3(可选),可采用汞氧化催化剂使Hg氧化为Hg2+,降低温度，使飞灰颗粒吸附元素Hg和Hg2+,除去颗粒态、以及吸附在灰颗粒上的Hg,煤炭中的汞,元素 Hg (Hg0),氧化Hg (HgCl2),Hg,颗粒 Hg,从烟囱排出,进一步脱除
15、Hg2+,（五）Hg的协同脱除,29,进一步脱除Hg2+(可选),30,（六）典型污染物治理技术间的协同脱除作用,Boiler,SCR,低低温ESP,AH,高效FGD,FGC,FGR,降低温度至酸露点以下，SO3冷凝成硫酸雾吸附在飞灰表面，降低飞灰比电阻。,提升除尘效率，增大出口粉尘粒径，有利于提高FGD的除尘效果。,加热给水，降低汽机热耗。,加热烟气，提升排烟温度。（可选择使用）,采用合适的吸收塔流速、较好的气流分布，优化喷淋层设计及高性能的除雾器。,可采用新型Hg氧化催化剂，提升Hg氧化率。,汽机回热系统,WESP,烟尘(mg/m3),SO2(mg/m3),NOx(mg/m3),除尘效率,
16、31,5,10,70%,进一步去除残余的微小颗粒物。（可选择使用）,30,2,1,STACK,4.5, 20, 30,（15）,5,50,100,35,50,35,50,（七）综述,Boiler,SCR,低低温ESP,AH,高效FGD,FGC,FGR,降低温度至酸露点以下，SO3冷凝成硫酸雾吸附在飞灰表面，降低飞灰比电阻。,提升除尘效率，增大出口粉尘粒径，有利于提高FGD的除尘效果。,加热给水，降低汽机热耗。,加热烟气，提升排烟温度。（可选择使用）,采用合适的吸收塔流速、较好的气流分布，优化喷淋层设计及高性能的除雾器。,可采用新型Hg氧化催化剂，提升Hg氧化率。,汽机回热系统,WESP,烟尘(
17、mg/m3),SO2(mg/m3),NOx(mg/m3),除尘效率,32,5,35,50,10,50,100,70%,进一步去除残余的微小颗粒物。（可选择使用）,30,2,1,STACK,4.5, 20, 30,（15）,5,35,50,（七）综述,33,通过烟气冷却器或烟气换热系统（包括烟气冷却器和烟气再热器）降低电除尘器入口烟气温度至酸露点以下，一般在90左右，烟气中的大部分SO3会在烟气冷却器中凝结，并吸附在粉尘表面，使粉尘性质发生很大变化，大幅提高除尘效率，同时去除大部分的SO3。,（八）低低温电除尘技术概述,1 工作原理及特点,除尘效率高 可除去大部分SO3 提高 FGD协同除尘效果
18、 节能效果明显 二次扬尘适当增加 具更优越的经济性,日本低低温电除尘系统布置,2 国内外应用情况,34, 国外应用情况,低低温电除尘技术在日本已有近20年的应用历史，投运业绩超过20个电厂，机组容量累计超15000MW。, 国内应用情况,浙能嘉华1000MW机组，烟气温度降至90左右，改造后ESP出口烟尘浓度由50mg/m3降至20mg/m3左右； 中电投新昌700MW机组，烟气温度降低至95左右，改造后ESP出口烟尘浓度由50mg/m3降至17.25mg/m3，SO3脱除率88.1%； 华能榆社300MW机组、华能长兴2660MW机组，烟尘排放要求小于5mg/m3，系统中不设置WESP，其中
19、榆社电厂已于2014年8月上旬投运，效果良好，长兴电厂将于2014年11月底投运，将成为国内首批采用低低温ESP实现 “超低排放”的烟气协同治理示范工程。,主要内容,一、燃煤电厂面临的形势二、可采用的“超低排放”技术路线三、湿式电除尘技术路线四、烟气协同治理技术路线五、值得关注的问题,35,金属极板（316L）,非金属柔性极板,导电玻璃钢,目前，国内WESP合同订单已近国外投运数量的总和。,36,金属电极WESP,导电玻璃钢WESP,柔性电极WESP,关注点一：,WESP技术流派较多，何为长期稳定、高效运行主流技术？,菲达、南源、龙净.,山大能源 、国电南环院,西安热工院、南京通用、宜兴化工,
20、益阳电厂、荥阳电厂,华能黄台电厂、包头希望铝业,国华舟山电厂、浙能嘉华电厂,国外燃煤电厂主流技术（三菱、日立、巴威、阿尔斯通）,电除雾器，在冶金、化工行业应用较多,美国俄亥俄大学最早提出，转让给美国南方环保公司，国外业绩很少,五、值得关注的问题,37,关注点三：,低浓度、高含湿量烟气工况下的测试技术是否跟进？,关注点二：,如何做好行业自律，保障行业健康、有序发展！ 现WESP市场准入门槛较低、参与竞争的企业技术水平参次不齐。应杜绝低价竞争，否则将扰乱市场秩序，同时对WESP技术进步带来不利影响。,六、值得关注的问题,38,不同煤种粉尘比电阻与烟气温度的关系（日本三菱重工）,灰硫比与腐蚀率的关系（日本三菱重工）,ESP出口烟尘浓度的构成（日本三菱重工）,低低温电除尘技术已受到业主的广泛关注和推崇，但工程应用经验不足，如何避免其可能存在的问题？如高碱煤提效幅度、高硫煤低温腐蚀、二次扬尘等。,六、值得关注的问题,关注点四：,应进一步对实际工程进行跟踪、分析，积累经验。,39,Thank you!,
