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1、燃煤烟气污染物处理技术及排放标准探讨,朱维群山东大学,目 录,课题背景燃煤烟气污染物排放标准烟气污染物超低排放技术探讨高效气相烟气脱硫脱硝超低排放技术 总结,课题背景,我国大面积发生的大气雾霾已成民生之患、民心之痛，要铁腕治理。雾霾形成的根本原因是废气污染物排放量巨大，因此，应该加快燃煤锅炉烟气脱硫、脱硝及除尘改造；以及进一步大幅度减少污染物排放是实现我国环境空气质量明显改善的重点措施。,近年来，燃煤电厂环保投入资金数以千亿计，几乎100%都装了脱硫、脱硝和除尘装置。并且根据有关部门提供的排放物指标检测数据，污染物的量确实在下降，但为什么总体来看，雾霾依旧越来越严重?是哪里出了问题?,课题背景
2、,GB13223-2011大气污染物排放标准（最严格排放标准）,大气污染物超低排放标准,燃煤锅炉（重点地区）烟尘 20mg/m3SO2 50mg/m3NOX(以NO2计)100mg/m3汞及其化合物 0.03mg/m3,燃煤机组（重点地区）烟尘 5mg/m3SO2 35mg/m3NOX(以NO2计)50mg/m3,燃煤烟气污染物排放标准,大气污染物排放标准制定的初衷并非是治理雾霾，而是治理环境空气质量标准中限定的三种常规污染物烟尘、二氧化硫和氮氧化物，它们是雾霾污染物的主要成分，与雾霾关系密切。2011版标准对烟气中汞及其化合物的排放也提出了控制要求。从总体来看，燃煤电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化
3、物三种常规污染物的排放已不是影响环境质量和雾霾形成的主要原因。,燃煤烟气污染物排放标准,烟气污染物超低排放技术探讨,目前国内正在开发推广的超低排放技术虽然在一些污染物排放指标上取得了一定的效果，但总体来说，还是常规技术外延的扩大，并没有取得重大和突破性创新，而是设备的串联或叠加，增加了更多环保设备，系统阻力增大，能耗水平提高，设施整体技术可靠性降低。,那么，我国雾霾易于发生的原因除了与我国大气污染物排放量巨大（需要产业结构调整）有关外，是否与治理方法也有一定关系？,如脱硫设施需要设计更多层的吸收塔喷淋层甚至需要吸收塔串联或并联，脱硝设施需加装三层催化剂甚至在炉内再加装SNCR，除尘方面必须加装
4、湿式电除尘器等。这些技术的实施条件也比较苛刻，如要求煤质含硫量低、灰份较低、挥发份高、低位发热量高、机组负荷运行相对平稳等。而这些条件对于中国目前平均含硫量超过1%、灰份近30%、以及大量低挥发份的电煤来讲，实现特别排放限值都是非常困难的。,烟气污染物超低排放技术探讨,国内正在开发的超低排放工艺流程图如下：,国内正在开发的超低排放工艺流程示意图,烟气污染物超低排放技术探讨,表 石灰石-石膏法脱硫数据表,现有超低排放技术的湿法脱硫数据如下表：,烟气污染物超低排放技术探讨,湿法脱硫方法存在的主要问题如下：,（1）湿法脱硫装置固定资产投资大；（2）石灰石石膏法湿法脱硫运行费用高，从上表可知，2300
5、MW的机组的年耗电量高达37500 MWh，相当于燃烧4614吨标准煤。（3）年运行6000小时年水耗近82.5万吨水，每小时消耗137.5吨水，也就是向大气中排放大量的废气。（4）脱硫产物石膏难以有效利用，作为固体废物堆埋，浪费大量的硫资源。,烟气污染物超低排放技术探讨,燃煤电厂锅炉超低排放技术中90%以上采用湿法脱硫，脱硫之后的烟气温度在30-50，湿度在100200g/Nm3，而我国大气的平均湿度仅为9g/Nm3，锅炉湿法脱硫排烟湿度为大气平均湿度的10倍以上。总量上看，按燃烧1吨煤，湿法脱硫烟气带出1吨水汽估算，我国燃煤锅炉烟气湿法脱硫每年向大气排放近40亿吨的水汽。,烟气污染物超低排
6、放技术探讨,烟气污染物超低排放技术探讨,在现有超低排放技术中，湿法脱硫烟气中水汽的排放量是二氧化硫排放量的28005600倍，因此，超低排放标准中SO2等排放指标是否能够真正代表燃煤烟气污染物的排放量值得商榷？（100200/0.035=28005600）,烟气污染物超低排放技术探讨,湿法脱硫之后加装的湿式电除尘虽然能够去除烟气中的部分石膏颗粒，但存在下述问题：（1）增加了湿烟气中的水雾含量，使烟囱冒“白烟”的现象更加严重；（2）设备运行能耗(含阻力能耗)增大约1000-1200kw；（3）相比减排效果，湿电除尘器的运行成本过高（超过1500元/h）。以260万千瓦机组除尘改造为例，仅设备投资
7、约7000万元或更高，年运行费用增加500万元以上。,我们可以做这样一组实验：在加湿器中分别加入纯净水、矿泉水和自来水，监测空气污染情况，实验结果让人大吃一惊：纯净水，PM2.5值，20微克/米3矿泉水，PM2.5值，30微克/米3自来水，PM2.5值，340微克/米3 空气质量参考指数标准：PM2.5值，050微克/米3，空气质量一级PM2.5值，51100微克/米3，空气质量二级PM2.5值，大于300微克/米3，重度污染,烟气污染物超低排放技术探讨,在家庭房间中使用添加自来水的加湿器，3岁儿童咳嗽不仅没有改善，反而愈加严重，咳嗽持续半个月，到医院检查，被医生诊断为“加湿器肺炎”。燃煤烟气
8、湿法脱硫过程与使用加湿器相似，显然脱硫液中的成分更加复杂，烟气中的水汽成分也比自来水更加复杂，虽然利用湿法电除尘除去一部分较大的颗粒物，但对于较小的颗粒及水溶性物质无能为力。因此，湿法脱硫烟气中水汽带来的空气污染（PM2.5、PM10）应该引起人们的高度重视。,烟气污染物超低排放技术探讨,超低排放新技术,针对现有脱硫脱硝方法及超低排放技术存在的缺点，我们开发了一种固定资产投资少、运行维护成本低、能耗水耗少、产物可资源利用的高效气相烟气脱硫脱硝超低排放技术。该技术可以克服现有超低排放技术固定资产投资高、运行维护费用高、废气排放量大、操作复杂等问题。,工艺路线如下图所示：,图.高效气相脱硫脱硝超低
9、排放新技术示意图,超低排放新技术,图.220t/h循环流化床锅炉脱硝结果,高效气相烟气脱硝技术在电厂的应用,超低排放新技术,高效气相烟气脱硫技术已在电厂进行了现场试验，锅炉类型为170t/h煤粉炉，烟气量为3104 Nm3/h。,图.高效气相脱硫技术在电厂的脱硫结果,超低排放新技术,从上述结果得出，高效气相脱硫剂将烟气中的SO2从4000 mg/Nm3脱除至35 mg/Nm3以下，脱除率高达99.1%以上，能够满足环保部对SO2控制在50 mg/Nm3以下的超低排放要求。,超低排放新技术,高效气相烟气脱硫技术,超低排放新技术的特点,（1）脱硫脱硝除尘设备投资大幅度降低 与国内正在开发的脱硫脱硝
10、超低排放装置相比，固定资产投入可降低80%以上；（2）运行能耗大为降低 该技术不需要大量脱硫浆液的循环，使烟气沿程阻力大为降低，从而使烟气处理系统的能耗大为降低；（3）运行水耗几乎为零 不向烟气处理系统中加水，使烟气带出的水量大为降低，形成雾霾的可能性也大为降低。,（4）脱硫脱硝除尘效率高 脱硫脱硝效率高，SO2排放浓度小于35mg/Nm3、NOx 小于50mg/m3。（5）烟气处理系统安全性高 该技术使用的脱硫剂和脱硝剂都是固体粉末，避免使用氨水、液氨带来的安全隐患。,超低排放新技术的特点,新型气相烟气脱硫脱硝超低排放技术具有创新的理论基础，是脱硫脱硝烟气处理技术的一次革命。该技术可根据电厂
11、、水泥厂及其他高温烟气需要处理的厂家要求，分别使用或部分使用，特别适合于电厂的脱硫脱硝改造和未预留脱硫脱硝改造空间的老电厂，是我国目前降低雾霾最行之有效的方法。,超低排放新技术,雾霾治理建议1.国家应该在全国或全球范围内征集雾霾治理思路和技术路线，然后组织专家进行评定、中试和生产实验，并进行技术推广，能否形成一个环保产业路线根据具体情况而定。2.优先考虑产业环保化，认真梳理现有工业生产及消费体系的各种污染物排放，征集各种污染物源头治理技术路线。3.发展低碳经济，开发出低能耗、低排放的工业材料路线是解决我国CO2、SO2、NOx及大气雾霾的根本方法。,欢迎各位专家批评指正！,山东大学朱维群电话,
